柔性制造生产线仿真设计与关键数据标定

以基于IRB1410的多机器人柔性制造生产线为研究对象,利用SolidWorks和RobotStudio提出一种虚拟仿真生产线构建方案。简述多机器人柔性制造仿真生产线组成及工艺流程,介绍机器人法兰盘中心点的定义、手部坐标系的标定、工件坐标系的标定,并设计了数控机床的Smart动态组件;在仿真生产线编制了离线程序,根据加速度、轨迹规划,展示了机器人运行情况,运动轨迹仿真结果表明轨迹规划及编程符合预期。实践证明:借助虚拟仿真生产线,有助于实体生产线的设计、优化、调试等,为实体生产线提供理论依据。     

基于RobotStudio的多机器人生产线仿真设计

针对目前存在的机器人生产线轨迹规划和自动化生产时间协调难度大且耗费时间的问题,介绍了一种利用Robot Studio对多机器人自动线建模及虚拟生产的方案。首先利用Solid Works设计了数控机床等工作站的三维仿真模型,构建了多机器人生产线的布局,其次依据生产线连续运行模式,创建了仿真运行I/O信号和动态Smart组件,最后离线编制了程序,仿真结果表明可实时观察生产线状况,实时的改变参数可动态的输出生产节拍。该设计方案可以为机器人生产线设计提供理论依据和试验平台,可降低生产线设计、调试的成本,指导现场生产。     

机器人冲压生产线的仿真与优化

为了对机器人冲压生产线方案进行有效验证及优化,以发动机罩壳冲压生产线为研究对象,选取六轴工业机器人为移料载体,设计出两种生产线整体布局方式,综合分析选择最优整体布局规划,并对生产线中的设备进行三维建模。在FANUC ROBOGUIDE软件中按布局规划方案,建立实际冲压生产线模型和完成对机器人的路径规划,最终在软件中进行仿真运行,实现了机器人取/放物料、压机作业以及物料变形的动态仿真。通过分析仿真结果,进一步优化了机器人作业路径和生产线节拍,使机器人作业路径更加柔性、简洁,整条生产线更加高效、无干涉运行,生产节拍由原来的15.42 s/件,提高到11.61 s/件。研究结果充分证明了优化方法的可行性和实用性。     

基于多机器人的智能生产线仿真设计

以柔性智能制造生产线为研究对象,介绍一种利用ABB机器人虚拟软件设计出的虚拟系统方案。该系统是由3台机器人、4台数控机床及多种设备组成的智能制造生产线仿真系统,该生产线的3台机器人与设备之间能协调运作,可按产品加工工艺,依次进行加工、打磨、清洗、检测、装箱动作,实现无人化生产。创建了各设备的机械装置和Smart组件,以实现系统与组件之间I/O信号连接,编写了机器人运行程序,并规划其运行路线,最终实现仿真系统的运行。该虚拟系统与实际生产同步,以真实的汽车端盖零件为加工实例,为设计者提供了理论依据和试验平台,缩短了现场调试时间,降低了生产线设计、调试和改进的成本,并可用于指导现场生产。     

基于气吸手部的壶体生产线仿真设计与轨迹规划

以热水壶体生产线为研究对象,提出一种利用RobotStudio与SolidWorks软件构建的仿真热水壶体多机器人生产线方案。介绍了生产线的布局及工艺,并完成了气吸手部设计、气压驱动系统设计、手部动态Smart组件设计以及手部坐标系标定;对机器人码盘工作站进行了轨迹规划,给出了该工作站的程序示例,最后进行了生产仿真以及码盘工作站的轨迹跟踪仿真。仿真结果表明:生产线的轨迹规划和连续生产的可靠性都达到了预期目的。该方案可合理规划配置各生产单元、缩短开发周期、降低设备投资风险,为实体生产线设计提供依据和验证平台。     

机器人生产线仿真系统开发相关技术研究

针对机器人生产线数字化仿真设计、验证环境，讨论了工业机器人及生产线仿真研究现状及存在问题，提出机器人虚拟样机设计思想，构成机器人生产线连续制造过程仿真的重要组成部分。同时分析生产线仿真中针对离散制造事件的处理方法，应用面向对象技术进行生产线离散制造过程建模，成为进行生产线仿真的有效研究手段。     

刹车盘柔性制造生产线的虚拟优化与实时仿真

传统生产线在规划设计阶段经验性依赖较强,设备联调耗时长,并且在生产加工过程中较难直观展示生产线真实动态。为解决以上问题,以刹车盘柔性制造生产线为研究对象,综合面向对象技术、仿真建模技术和模块化技术,采用SolidWorks、CINEMA 4D、Unity 3D软件和MySQL数据库,建立生产线的数字孪生模型,实现生产线的制造过程仿真、流程优化、碰撞监测、机器人轨迹优化和虚实同步,以解决生产线前期规划困难的问题,节省设备调试阶段时间,提高生产线可视化水平。结果表明:通过对该生产线进行虚拟优化与实时仿真,可有效提高设备利用率、显著减少设备间碰撞干涉、虚实同步偏差在800 ms内,能有效提高车间管理效率。研究结果为其他类型的柔性制造生产线搭建提供了参考。     

基于RobotStudio的机器人上下料工作站仿真分析与优化

以机器人上下料为研究对象,利用RobotStudio和SolidWorks搭建了机器人上下料智能工作站,规划了工作站的空间布局,为机器人设计了末端夹具。根据工作站的运行模式创建了仿真运行的I/O信号与逻辑,分析了机器人程序,同时动态监测设备间的碰撞情况,分析优化了机器人的作业性能,实现了机器人为4台数控机床自动上下料的仿真与优化。仿真结果表明:碰撞监测功能可动态观察机器人作业过程中的碰撞情况,实时改变系统参数可将机器人的作业性能数据化,直观的分析和优化机器人的速度、作业能耗与电机功率,指导现场生产。     

基于RobotStudio的机器人柔性制造生产线的仿真设计

以工业机器人柔性制造生产线为研究对象,文章介绍了Robot Studio软件对生产线仿真建模的方案。根据零件加工工艺和生产流程,构建了机器人生产线的空间布局,利用三维建模软件为机器人设计取放料手爪,创建Smart组件实施动画效果,采集现场所需的I/O信号进行设备通讯,实现了一台ABB(Asea Brown Boveri)机器人为四台数控机床自动上下料的轨迹规划、离线编程和仿真过程。该设计方案与实际生产同步,为设计者和管理者提供生产线设计的理论依据和试验平台,降低了生产线设计、调试的成本,提高了生产效率。     

刹车盘柔性制造生产线的仿真优化

针对生产线前期规划设计阶段技术经验依赖性强、设备联调耗时长等问题,以刹车盘柔性制造生产线为研究对象,综合利用三维建模仿真、面向对象程序设计和物流仿真等技术,依据刹车盘机械加工工艺特点和生产线控制流程,建立具有生产线制造过程仿真、工艺流程优化、机器人轨迹规划和碰撞检测等功能的刹车盘柔性制造生产线仿真模型.分析生产线的产量、单个工件生产耗时、设备利用率等,并对比分析不同方式优化后的数据.结果表明:基于ECRS原则的生产线工艺路线优化对生产线的产能有一定提升;基于精益生产的生产线平衡优化能大幅提升产能以及显著减少单个工件生产耗时.     

多机器人系统布局与时间协同优化

多机器人系统能可靠地完成单机器人无法完成的高效性作业,已成为构建智能产线的研究热点。但是在协同优化和时间成本上还存在许多问题。针对多机器人装配系统布局优化问题,在分析ABB机器人系统的正逆运动学理论和构建多机器人模型与数学建模的基础上,提出了基于粒子群算法的多机器人系统布局优化方案,并采用MATLAB进行逆运动学求解。通过仿真实验验证了粒子群算法的有效性,该方法可减少多机器人系统的运行时间,节时13.48%,显著提高系统的运行效率,对以后多机器人系统任务分配以及路径规划的研究具有重要意义。     

机器人制造单元自动装卸控制系统设计

为提高数控机床运行稳定性和生产效率,设计满足自动装卸工件作业的机器人制造单元控制系统。分析了制造单元结构和生产工艺流程,设计以SIMATIC S7-1200 PLC为控制器,通过ProfiNet协议远程控制机器人与数控机床协调作业的自动控制方案,完成主要设备和I/O模块选型、I/O信号分配。根据生产工艺流程要求,编写机器人和PLC控制程序,完成ABB IRB120机器人与SINUMERIK 828D加工中心信息交互,实现在CNC加工过程中自动装卸工件辅助作业。机电联调试验结果表明:该控制系统满足CNC加工自动装卸作业要求,有效地降低人力成本,提高产品质量稳定性和生产效率。     

基于KUKA机器人的电热水器倒机系统的设计

根据电热水器的生产流程及工厂提出自动化生产的要求,提出了基于KUKA工业机器人的电热水器倒机系统的自动化设计方案。设计了机器人的末端执行器、输送线,搭建了以PLC为主控系统的电热水器倒机自动化控制系统。采用TCP/IP协议实现了PLC与KUKA工业机器人之间的通信,通过I/O接口实现了PLC与输送线的通信。利用KRL-KUKA Robot Language编写了机器人的程序,利用TIA PROTAL V11软件完成PLC与触摸屏连网的组态和系统监控界面的设计。该系统已在某电热水器生产车间得到应用,促进了该工厂的自动化建设,提高产品质量和生产效率,减轻员工繁重的体力劳动。在类似工艺和热水器制造行业中具有一定的参考价值。     

基于热模锻压力机曲轴锻造自动化生产线的时序设计与优化

为了提高锻造自动化生产线的设计合理性及生产效率,在设计阶段对生产时序进行合理优化十分重要。以某企业热模锻压力机曲轴锻造自动化生产线的设计为例,在对生产线的主机设备、目标产品、机器人配置等整体规划的基础上,对该生产线生产时序进行初步设计,找出了限制提升生产节拍的瓶颈节点,并进一步通过时序拆分、时序分析与整合优化的方法,实现了该生产线某典型曲轴产品的动作规划,使生产节拍由43 s提升至20 s,保证了生产线的高效率生产。专业软件的仿真结果证明,在满足生产线功能要求的基础上,设备无干涉、机器人运行平稳,优化后的时序更为合理、高效。     

面向发动机部件定制加工的矩阵式智能产线设计

针对发动机制造企业提出的部件个性化定制加工需求,提出一种矩阵式智能产线布局,围绕产线的功能分析、方案设计、仿真与调试验证等多维度进行开发,通过整合物联网、智能控制、工业机器人、MES系统等先进技术实现智能排产、加工、检测、装配和仓储等功能;结合工艺仿真手段对所设计产线进行场地布局优化和虚拟调试,根据仿真结果搭建并成功调试产线。实践证明:产线设计合理、运行稳定,达到预期的设计要求,可实现发动机部件的全过程智能化生产。     

协作机器人在智能制造中的应用

协作机器人作为一种新兴的机器人解决了人和机器人不能在同一空间同时作业的问题,在智能制造领域得到了迅猛发展。原有的只有人能够完成的复杂操作,现在能够由人和机器人协作中完成,大大减少了人工成本及劳动强度。以组建汽车电子产品智能柔性化生产线为例,对协作机器人的选择模拟、控制通信、生产线布局、机械设计、成本回收等进行了多方面探讨,为选择以协作机器人进行智能化制造提供了一些建议。     

基于工业机器人上下料的多工位机加工生产线设计

根据零件的加工工艺和生产节拍等要求,设计了一条智能制造生产线,主要包括3台数控加工中心、ABB工业机器人、工业机器人第七轴、上下料输送线、打磨工位等。工业机器人应用于机加工的上下料和打磨;详细阐述了生产线的结构设计、第七轴的搭建及工作流程、工业机器人的工作流程、PROFINET总线的应用以及控制系统的设计。实践表明:生产线使用总线极大简化了设计难度,实现了全自动化加工,并满足生产节拍及质量要求,提高了经济效益。