采用智能机器人代替人工作业的CNC加工岛设计

应企业需求开发了一条采用智能机器人代替人工作业的CNC加工岛,包括四台多轴加工中心、视觉引导机器人抓取系统、机器人行走装置、上下料输送装置、自动液压夹具等。介绍了机器人在中小型零件机加工领域的应用前景和需求;详细阐述了该CNC加工岛的建立、机械装置设计、工作流程以及控制系统集成设计。现场测试结果表明:备料完成后,该加工岛可以实现零件的全自动无人化加工,并满足节拍及质量要求。     

曲轴上下料机器人系统的运动学分析及仿真

针对冰箱压缩机曲轴在磨削加工中自动上下料要求,建立了曲轴上下料机器人系统运动过程中的数学模型,基于SolidWorks Motion仿真研究了上下料过程机器人的运动特性。仿真结果表明：机器人在有限工作空间和限制节拍5 s的条件下实现上下料操作的可行性。该曲轴上下料机器人成功应用于实际生产中,开创了曲轴磨削加工中自动上下料的先例。     

基于RobotStudio的多机器人柔性制造生产线虚拟仿真设计

以多机器人柔性制造生产线为研究对象,介绍了一种利用Solid Works和Robot Studio对多机器人自动线建模及虚拟生产的方案。构建了生产线的布局,为上下料机器人设计了专用夹具,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,实现了生产线的离线编程和仿真。仿真结果表明:实时改变机器人TCP速度等参数可动态输出机器人速度轨迹和生产节拍。该设计方案可以为多机器人自动化生产线在现代工业制造领域的推广和应用提供理论依据和试验平台。     

制动器壳体类零件的自动化生产线设计

为解决某公司制动器壳体零件自动加工需求,设计了该零件的自动化大批量生产线。先分析零件各加工表面及要求,结合自动化需求并保证工序集中和工时平衡,设计了基于5台立加和1台立车的零件加工工艺;采用了物料输送机和机器人来实现工件的自动上下料,示教模式编写了机器人自动上下料的运动程序;采用PLC对自动化系统进行总体控制,定义了PLC与机床及机器人通信的I/O口地址,根据流程图设计了PLC控制程序;最后利用触摸屏对生产线中各个设备进行监控,使用户能直观的了解生产线的运行情况。经过试运行,该生产线运行稳定,并且零件的单件节拍约10min,满足了客户要求。     

小型齿轮加工单元自动上下料系统的设计与实现

文章针对小型齿轮加工人工上下料的不足,提出了一种基于工业机器人上下料技术实现小型齿轮柔性加工的设计方案。根据齿轮零件加工要求,分析零件加工工艺,确定系统组成、布局及工作流程;采用西门子S7-1500PLC作为主控制器,通过MODBUS-TCP通信协议,实现主控PLC与机器人、数控机床及其他辅助设备之间的数据传输;最后,规划机器人的运动轨迹,编写机器人上下料程序。试验结果表明,该设计方案可省时、省力、高效地完成齿轮加工自动上下料任务,实现小型齿轮的大批量、自动化生产。     

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。     

基于机器人浮动功能的冰箱压缩机曲轴磨削生产线研究

介绍工业机器人在冰箱压缩机曲轴磨削加工中的应用,以机器人、传送线和磨床集成开发出冰箱压缩机曲轴磨削自动生产线。由于冰箱压缩机曲轴磨削加工上料过程对柔性要求较高,目前业内还没有使用机器人代替人工进行曲轴磨削加工自动上下料的生产线,故机器人上料过程是该生产线的最大难点。重点研究了机器人浮动功能在曲轴磨削上料过程的应用,并通过多次实验找到合适的机器人上料浮动力条件。经试运行,机器人上料效果完全达到了人工上料标准,该生产线可实现柔性自动化生产。     

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。     

基于智能制造生产线的工业机器人应用

随着德国"工业4. 0"、美国"工业互联网"及我国"中国制造2025"的提出,智能制造产业得到迅猛发展,而工业机器人在智能制造中的应用,将迅速扩大。以智能制造生产线为基础,对工业机器人的操作、通信、控制等进行研究,使一台工业机器人通过与外部设备的通信,能精确完成取料工作、放料工作及4台数控机床的上、下料工作,大大提高生产节拍和节约生产成本,并不会发生任何干涉。     

工业机器人自动焊接生产线的设计与调试

工业机器人自动焊接生产线的设计合理与否关系到焊接工艺的满足程度。从机器人自动焊接生产线的设计要求出发,详细分析了生产线的控制流程、配置及布局、编程与调试等。并以FOXBOT、A1200机器人组成的自动焊接生产线为例,进行刹车控制、原点校正等现场调试。自动焊接生产线的实践应用,提高了焊接作业效率和质量,具有推广价值。所述设计思路、方法及详细步骤为工业机器人自动焊接生产线的设计调试工作提供了参考依据。     

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。     

一种圆柱体小零件机器人自动打磨抛光系统的设计

为了适应大批量生产需要,提高圆柱体小零件生产加工效率,设计了一种机器人高效自动打磨抛光系统。该系统采用机器人自动夹持工件并回转的加工方式,实现了圆柱体零件的径向圆周自动加工;采用翻转台对工件进行上下翻转的加工工艺,实现了圆柱体零件的轴向自动加工。通过一次夹持多个零件进行加工的装夹方式,实现了在一定机器人负载能力下加工效率的最大化;运用模块化设计理念,可根据工艺需求设置多个不同加工工位,实现了工作系统的柔性配置和全流程自动化加工;加装了可调节柔顺装置,实现了工艺参数的可调可控,保证了打磨抛光效果。将该系统应用于不锈钢保温杯的加工。试验结果表明:该系统能够实现圆柱体小零件的大批量高效自动化加工,可以满足实际生产需求。     

高精度复杂型线刀具制造工艺与装备研究

以高精度复杂型线刀具制造工艺与装备为研究对象，以菌形叶片叶根型线加工专用刀具为切入点，通过分析叶根型线的特点及加工工艺的优劣，确认以单边两次成型加工作为刀具加工工艺方案；并在此基础上确定刀具的轮廓度精度、前后刀面表面粗糙度等各项参数及精度要求。通过分析专用刀具的加工要求，确定专用磨床的整体布局及结构方案，并对机床的关键部件磨削装置的结构做了具体设计与阐述。分析磨削点在B轴回转轴线延伸线上的结构优点可知，B轴回转的角度误差未使磨削点位置发生偏差，可有效提升刀具的加工精度。为验证设计的合理性，通过制造与装配机床，利用雷尼绍XK10激光校准仪检测可知，几何精度均达到设计要求。最后，采用设计的刀具加工工艺方案及专用磨床对某菌形型线刀具进行加工，Zoller检测仪检测结果表明：刀具轮廓公差为工作面±0.005 mm,其余面±0.015 mm。     

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。     

FMS激光切割机柔性生产线

对FMS激光切割机柔性生产线进行整体介绍,系统分析构成整条生产线的各个组成部分。本生产线由国际先进的全自动立体仓库、高性能激光切割机等关键设备组成,包括三菱触摸屏、PMC轴同步运行控制、全自动上下料装置等多种技术,立体仓库与激光切割机采用总线数据通讯,通过自动编程软件为客户实现完整的加工流程。     

全自动冲压生产线组网及分布式监控系统设计

为了克服传统冲压生产线自动化程度低、效率低和能耗高等问题,设计开发了全自动冲压生产线组网技术及实时监控系统。该系统由多台精密压力机连线组成,通过高速伺服电机驱动的工业机器人实现垛料、送料和工序间的自动转序,并通过现场总线控制工业机器人和精密冲压力机之间的动作同步协调、及监控,实现冲压生产线的全自动化。系统采用双层工业组网设计,底层Cclink通信保证工业现场数据实时快速可靠的传输,实现分布式数据采集和监控;上层TCP/IP组网实现大批量数据传输,便于远程监控、系统集成和信息管理。对系统进行全面测试,测试结果表明:该监控系统数据采集实时性好,并具有实时数据显示、数据存储和历史数据查询,生产线数据管理,以及故障检测和报警等功能。     

OPC UA信息模型在工业机器人监测系统中的应用研究

针对机械制造加工车间多元异构设备接口协议不一、多源异构数据格式语义不一造成的信息集成和设备互联互通互操作难以实现的问题，基于OPC统一架构（OPC Unified Architecture,OPC UA），提出一种集OPC UA信息模型和OPC UA数据通信于一体的工业机器人监测系统。给出建模流程，采用OPC UA规范、节点和引用等核心技术，设计抽象机器人共有信息模型，分解、归纳私有组件模型，模块化设计构建OPC UA服务器与客户端，综合服务器地址空间映射、OPC UA通信等技术处理异构数据，以此提供规范化数据和标准化数据通信。选择典型刹车盘柔性加工单元进行现场应用，将信息模型应用于上下料机器人监测系统。结果表明：机器人数据格式和数据操作得到统一，设计的OPC UA信息模型能满足上下料机器人监测系统实际应用需求，验证了信息模型完整性、实用性和所提框架的可行性。     

基于机器视觉的汽车滤芯密封性在线检测

针对当前汽车空气滤芯缺陷检测过程中存在的问题,提出并设计一套基于机器视觉的汽车滤芯密封性在线检测方案,实现了滤芯自动上下料、运动控制、图像采集与显示、图像分析处理等功能。该系统由PLC控制传送带的间歇运动、并联机器人的自动上下料和直角坐标机器人运动,工控机触发相机拍照获取滤芯图像。图像处理算法以Visual Studio 2015为平台,调用开源OpenCV数据库,获取滤芯内部每个腔室是否完全密封的信息。工控机将这些信息传送给PLC,PLC发送指令给并联机器人,实现滤芯合格与否分类。实验结果表明:该系统实时性好、准确率高,已达到企业检测要求。     

汽车发动机缸体多轴加工专用夹具设计

以某汽车发动机缸体多孔加工为研究对象,在分析加工要求及现有生产线存在的问题的基础上,针对其不足,采用工序集中原则,选择设计专用机床及工艺,提出了一次装夹双面多轴同时加工的工艺方案;根据工艺方案确定了专用机床床身中间设置专用夹具、前端设置辅助上下料工位、左右两端各设置一个多轴专用主轴箱的布局方案;根据加工姿态要求,设计了专用夹具定位夹紧方案及其整体结构,并详细阐述了其工作原理;实际生产表明:采用此工艺及装备后,单台设备实际年生产纲领由5万件左右提升至33万件左右,合格率由90%左右提升至99. 9%以上,各项指标均达到企业生产需要。