多轴冲压生产线的融合控制研究

针对现有多轴冲压生产线控制系统的不足,提出了伺服压力机和三次元机械手采用同一控制器进行协调控制的融合控制方法。首先,分析了多轴冲压生产线中机械手主、副机三自由度运动的同步问题,提出虚拟主轴+主从跟随+电子凸轮控制模式。其次,进行了控制系统硬件平台的搭建、伺服控制系统组态设计和控制策略分析,以及利用LASAL软件完成了控制程序和人机界面设计。最后,针对某公司现有伺服压力机和机械手设备,进行了多轴控制系统的工程应用试验,验证了所提多轴冲压生产线融合控制方案的合理性。     

液压支架机器人智能焊接生产线研发与应用

为提升液压支架焊接加工质量和生产效率,改善工人劳动环境,研发了液压支架焊接机器人智能焊接加工生产线。攻克了分层多道焊接、激光传感、格子间变形适应等关键技术,有效改进了机器人与液压支架焊接的适应性;研制了焊接机器人外部轴、工件夹具、生产线控制、智能物流等系统及装置,实现了工件自动上下料、型号自动识别、结构件全方位焊接等功能;基于MES制造执行系统建立了车间级的智能化生产管理系统,实现了整个车间的统一管理和数字化生产。车间级的智能化生产管理系统在山能重装塔高公司工业性试验6个月,应用结果表明:焊接效率提高100%,人员减少70%,自动焊接产品质量稳定一致,满足生产智能化、流程自动化、管理信息化的发展要求。     

基于机械设计与系统的光学设计研究

机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件之一。文章对机械手的光学系统进行了设计研究。文中模拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,可以代替人工在高温和危险的作业区进行作业,并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。     

用于防撞梁抓取翻转的机械手设计

针对目前防撞梁钻铆工序的需要,设计了一种用于将防撞梁夹取再从水平位置翻转90°并固定,使钻铆机器人的机械手可以对它完成钻铆工序。通过有限元法对横梁及翻转机构进行了分析,最后采用D-H坐标系通过齐次变换建立了该机械手的运动学模型,为机械手的轨迹规划及控制提供了依据。通过现场运行结果反映该机械手工作可靠,性能优异,具有广阔的市场应用前景。     

冲压生产线上、下料摆臂式伺服机械手的设计

分析了冲压生产线加工工艺及上、下料机械手的工作要求,确定了上、下料机械手的整体传动设计方案,应用伺服控制完成了各回转部件的运动控制,增加了定位模块实现机械手的闭环控制,介绍了机械手的PLC控制程序设计及吸盘部分的气动系统设计内容,提高了冲床上、下料的自动化、智能化程度,为其他机械手的设计提供了技术借鉴。     

基于双目视觉的钻杆机械手力控制研究

现有钻杆机械手无法满足钻孔机器人的智能化要求,采用双目视觉系统对六自由度机械手进行视觉伺服和力控制。推导摄像机参数矩阵、手-靶矩阵,并研究标定优化方法,获得了视觉系统标定方法。建立了视觉伺服系统,提出了手爪运动修正矩阵,推导了接触力控制规则。试验证明,摄像机标定方法、视觉伺服控制及力控制规则均满足钻杆机械手要求。     

煤矿刮板锻件锤上模锻生产线机器人化技术改造及其关键问题

煤机装备锤上模锻生产线工作环境恶劣且劳动强度极大，为把工人从艰苦的生产线中解放出来，在分析某锤上模锻生产线装备及工艺流程的基础上，设计了基于工业机械手和机器视觉的模锻生产线机器人化总体方案。该生产线由无人化上料系统、无人化锻压系统、无人化切边系统和无人化整形码放系统4个部分组成，采用输送机实现高温锻件的中间转载。设计了上述4个系统的详细功能，针对性地设计了基于专用棒料箱、基于电磁吸盘、基于机械手的3种无人化上料系统技术方案，提出了以机械手、PLC、摄像头、工控机为核心，基于机器视觉技术实现无人化锻压系统、切边系统以及整形码放系统的思路。针对机器人化锤上模锻生产线中识别带飞边高温锻件异位位置及研制多功能末端夹持器的两大难点，给出了初步解决思路。     

钢球锻造生产线的设计与分析

分析了球磨机研磨体——大直径钢球的市场需求及其生产工艺,根据生产需要对钢球锻造生产线进行了前期规划、设备选型,并制定工艺流程方案,建立了钢球锻造生产线三维模型。采用不同的节拍对生产线进行动态仿真,模拟了生产线的实时运行状况,以检验各工序在时间和空间上的协调性以及各运动部件之间的干涉碰撞的情况,确定了主要工序作业面的位置和范围、判断得出瓶颈工序,通过反复仿真并根据现场钢球锻打试验,对生产线进行了优化设计。     

基于位置开关的钻杆机械手定位系统研究

为改变现有钻杆机械手定位以机械限位或液压憋压为主的现状,通过分析三自由度关节式机械手结构特点、遥控自动钻机钻杆输送轨迹以及现有方法主要缺点,制定了以接近式位置开关为传感器的定位系统总体方案。根据各关节运动方式和定位需求,设计了针对性的位置开关和感应块配对方式。试验和现场应用表明,该方法提高了机械手的位置判断准确度、定位精度以及响应速度,促进了上、下钻杆效率的提升。     

链轨节自动化锻造生产线平移夹爪的研制

在进行煤矿装备企业链轨节锻造生产线自动化改造中,针对现有机床模具空间小、产品结构形状特殊、锻造生产基本依靠人工搬运、缺乏自动化生产等问题,通过对链轨节锻造工艺路线的研究,根据锻造设备及模具空间位置,对夹爪的结构设计、自锁等方面进行了详细分析,并设计研发了一种基于机器人搬运链轨节的平移夹爪。该夹爪现场应用效果良好,为链轨节锻造生产线实现自动化提供了一种可行的技术手段,有利于链轨节的大批量锻造生产,使企业降本增效。     

基于PLC和编码器的工件材质识别及自动分拣设计

设计了一种应用于煤矸石粉碎生产线的高合金耐磨锤头工件材质识别及自动分拣装置。以S7-200 PLC为控制器,利用增量式旋转编码器、传感器、变频器等技术,完成了系统的硬件设计、软件设计和触摸屏上位机通信。实验结果表明:该装置智能化程度较高,可靠性好,可较好地应用于自动化煤矸石粉碎生产线中各种工件组合套件的自动分拣。     

特种工程塑料齿轮加工方法和应用

某钻机马达齿轮精度要求较高,因材质特殊,价格昂贵,齿坯内孔加工余量小,经常需要返修,为此设计了一系列工装,分别以内孔、外圆、内孔为定位基准,采用互为基准、反复加工的原则。在普通车床上加工,保证了所要求的尺寸公差和形位公差,提高了工作效率。     

基于工业机器人的液压支架导向套柔性制造系统

自动化技术在小批量多品种的产品制造中,存在兼容难、换产时间长、人工干预多等问题,导致生产线难以高效率运行。设计的柔性制造系统,在充分分析了导向套不同结构、不同规格的基础上,以一套六关节机器人和行走地轨作为物流搬运设备,同时负责3台数控设备、自动辊道上料设备、自动堆垛下料设备、翻转机构、打标机构及抽检机构的上下料,并通过使用机器人双工位卡爪、机床六爪卡盘、自动刀补等卡具及技术,实现了一键换产,极大提高了制造系统的柔性。     

液压支架油缸导向套制坯工艺分析

基于现行支架油缸导向套加工过程中制坯工序有多种选择,论述了导向套制坯工艺的种类及各自的优缺点。介绍了导向套的常用材质、使用标准,并对其进行分类。根据生产特点将制坯工艺分为钢材直接制坯和钢材锻造制坯,并分别进行了论述,同时给出了相关标准、设备及成本核算公式。综合考虑时间成本及经济成本的平衡,简单给出了每种导向套制坯工艺的参考选择顺序。分析表明,以基础零件为单元,在保证产品质量的前提下,选择最适合的制坯工艺,是制造企业控制过度加工、成本与资源节约的有效手段。     

焊接组对工装的研究与设计

在焊接组对工装的设计过程中,除了要考虑工件的定位和夹紧问题,还要考虑焊接零件如何放入工装中、焊接过程中工件的变形以及焊接件组成一个整体后如何从焊接组对工装中取出的问题。为了解决和处理这些问题,深入讨论了焊接组对工装的设计过程,以提高工装的可靠性和产品质量。     

圆形加工件自动焊接装置在煤矿生产中的应用

为了提高圆形加工件焊接效率、减轻焊工劳动强度,本文研发了圆形加工件自动焊接装置,自动焊接装置主要由CO₂焊机、电气控制、传动系统、无线接地、旋转圆盘、焊接调节支架等部分组成。作业人员按下无线遥控器启动按钮,焊机与驱动电动机同时带电,焊接控制系统通电产生焊接火花,电动机带动圆盘进行旋转。圆形加工件在沿焊枪环绕运动一周后,限位开关动作,向电动机和焊机发出反转信号,电动机反转,圆形加工件进行第二遍焊接。自动焊接装置在满足设定功能的前提下,性能好、效率高、质量轻、成本低,在现场生产使用中具有安全可靠、操作方便、维修简单和造型美观等特点。研究开发的自动焊接装置,是将电动机的传动与自动焊接为一体化的机电设备,广泛用于煤矿风水管三通、铁柱鞋、圆形接头等焊接作业,在煤矿行业中有着广泛而重要的应用。     

缓冲托辊胶圈安装工艺优化

为提升缓冲托辊外表面阻燃胶圈的安装效率,依据胶圈安装技术要求,对其安装工艺进行了优化。在分析了缓冲托辊结构特点及原有胶圈安装工艺的不足后,设计了一种以液压油缸为主运动件、配以可换导套及压套的新型胶卷安装机;并详细介绍了该设备的结构原理,以及优化后的工艺特点。实践表明,该设备可有效解决人工装配工艺劳动强度大、装配质量较差的问题,能够满足矿井生产需要,具有提升岗位自动化程度、降低成本、系统安全性高等特点。     

LKJ车载数据无线传输的可靠性以及实施

通常铁路公司在组织LKJ车载数据换装过程中,采用人工上车定时、定点、线缆连接方式进行数据换装作业,既有数据换装方式在准确性、时效性、安全性等方面难以保证,在面对数据换装环境复杂多变的场景时,具体执行过程面临越来越多的困难。部分情况下,存在临时调度命令发布时机车已出库的情况,无法通过IC卡更新LKJ的揭示数据,由地面通过电台通知司机,并由司机人为控制速度,并通过退勤分析该区段是否超速的方式存在极大安全风险。该方案解决线路上运行列车接到临时限速命令无法起控列车的问题,同时可以实现LKJ数据的无线换装。