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公司動(dòng)態(tài)

工業(yè)機(jī)器人在彎管機(jī)上下料自動(dòng)化應(yīng)用中的設(shè)計(jì)方案

閱讀:135          發(fā)布時(shí)間:2023-6-29

工業(yè)機(jī)器人是在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動(dòng)工件功能的自動(dòng)化裝置,它是在機(jī)械自動(dòng)化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來,隨著電氣技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用,機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù),促進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展,使得工業(yè)機(jī)器人能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械自動(dòng)自動(dòng)化和信息化的有機(jī)結(jié)合。工業(yè)機(jī)器人能代替人類完成危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作,減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。工業(yè)機(jī)器人越來越廣泛的得到了實(shí)踐應(yīng)用,在機(jī)械自動(dòng)自動(dòng)行業(yè)中它可用于零部件組裝 ,加工工件的搬運(yùn)、裝卸,特別是在自動(dòng)化數(shù)控彎管機(jī)、組合彎管機(jī)上使用更普遍。目前,工業(yè)機(jī)器人已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個(gè)重要組成部分。把彎管機(jī)設(shè)備和工業(yè)機(jī)器人共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元,它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn),可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置,結(jié)構(gòu)緊湊,而且適應(yīng)性很強(qiáng)。當(dāng)工件變更時(shí),柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變,有利于企業(yè)不斷更新適銷對(duì)路的品種,提高產(chǎn)品質(zhì)量,更好地適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭的需要。而目前我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離,應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低,工業(yè)機(jī)器人的研究和開發(fā)直接影響到我國自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高,從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此,進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化應(yīng)用的研究設(shè)計(jì)是非常有意義的。

1、設(shè)計(jì)目的

本設(shè)計(jì)通過對(duì)機(jī)械自動(dòng)設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)本科四年的所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合,完成一個(gè)特定功能、特殊要求的數(shù)控彎管機(jī)上下料工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì),能夠比較好地體現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平,實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度,具有較強(qiáng)的針對(duì)性和明確的實(shí)施目標(biāo),能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。

目前,在國內(nèi)很多工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控彎管機(jī)裝卸工件仍由人工完成,勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。為了提高生產(chǎn)加工的工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化大生產(chǎn),針對(duì)具體生產(chǎn)工藝,利用機(jī)器人技術(shù),設(shè)計(jì)用一臺(tái)裝卸工業(yè)機(jī)器人代替人工工作,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

本工業(yè)機(jī)器人主要與數(shù)控車床(數(shù)控銑床,加工中心等)組合形成生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)加工過程(上料、加工、下料)的自動(dòng)化、無人化。目前,我國的制造業(yè)正在迅速發(fā)展,越來越多的資金流向制造業(yè),越來越多的廠商加入到制造業(yè)。本設(shè)計(jì)能夠應(yīng)用到加工工廠車間,滿足數(shù)控彎管機(jī)以及加工中心的加工過程安裝、卸載加工工件的要求,從而減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約加工輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)力。

2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)

目前,在國內(nèi)外各種機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人的研究成為科研的熱點(diǎn),其研究的現(xiàn)狀和大體趨勢(shì)如下:

1)機(jī)械自動(dòng)結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化;由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)。

2)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展,便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高,控制柜日見小巧,且采用模塊化結(jié)構(gòu);大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維護(hù)性。

3)機(jī)器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺感知、力覺等傳感器,而遙控機(jī)器人則采用視覺感知、聲覺感知、力量感知、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行決策控制;多傳感器融合配置技術(shù)成為智能化機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。

4)關(guān)節(jié)式、噴涂機(jī)器人產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計(jì);柔性仿形噴涂機(jī)器人開發(fā),柔性仿形復(fù)合機(jī)構(gòu)開發(fā),仿形伺服軸軌跡規(guī)劃研究,控制系統(tǒng)開發(fā);

5)機(jī)器人焊接、機(jī)器人搬運(yùn)、機(jī)器人裝配、激光切割等作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化研究;以及離線示教編程和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真。

總的來說,大體是兩個(gè)方向:其一是機(jī)器人的智能化,多傳感器、多控制器,*的控制算法,復(fù)雜的機(jī)電控制系統(tǒng);其二是與生產(chǎn)加工相聯(lián)系,滿足相對(duì)具體的任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人,主要采用性價(jià)比高的模塊,在滿足工作要求的基礎(chǔ)上,追求系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、簡潔、可靠,大量采用工業(yè)控制器,市場(chǎng)化、模塊化的元件。

3、設(shè)計(jì)原則

本設(shè)計(jì)原則是:以任務(wù)書所要求的具體設(shè)計(jì)要求為根本設(shè)計(jì)目標(biāo),充分考慮工業(yè)機(jī)器人工作的環(huán)境和工藝流程的具體要求。在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上,盡可能的使結(jié)構(gòu)簡練,盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用元配件,以降低成本,同時(shí)提高可靠性。本著科學(xué)經(jīng)濟(jì)和滿足生產(chǎn)要求的設(shè)計(jì)原則,同時(shí)也考慮本次設(shè)計(jì)是減低成本的特點(diǎn),對(duì)機(jī)械自動(dòng)設(shè)計(jì)、機(jī)械自動(dòng)原理、液壓、氣動(dòng)、電氣傳動(dòng)及C語言邏輯控制、傳感器、可編程控制器(PLC)、電氣技術(shù)、自動(dòng)控制、機(jī)械自動(dòng)系統(tǒng)仿真等知識(shí)盡可能多的綜合運(yùn)用到本次設(shè)計(jì)中,使過往的非標(biāo)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得到鞏固和強(qiáng)化,同時(shí)也考慮工程師的水平和時(shí)間的客觀因素,充分發(fā)揮個(gè)人能動(dòng)性,腳踏實(shí)地,實(shí)事求是的做好本次設(shè)計(jì)。


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