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机器人在金属冲压行业生产自动化的实现

2018年08月10日 09:20 次阅读
汽车车身钣金件冲压线是汽车生产过程中的重要设备, 其生产质量和效率直接影响到汽车的质量和生产效率。冲压生产自动化是提高劳动生产率和改善劳动条件的有效措施和主要方法。随着我国汽车、电器产品质量的不断提高和生产规模的不断扩大, 我国金属冲压行业实现生产自动化势在必行。 机器人在金属冲压行业生产自动化的实现 冲压工艺中的生产方式有传统的人工生产方式( 如图 1 所示) 与自动化生产方式( 如图 2 与图 3 所示) 。从产品质量的稳定性、人员劳动强度、安全生产、生产效率各方面进行比较, 自动化生产方式有较大优势, 也是冲压生产方式的发展趋势。冲压自动化生产线又分为机械手自动化生产线、机器人自动化生产线和多工位压力机生产线等方式。

1. 各种生产方式的比较

机器人在金属冲压行业生产自动化的实现 机械手自动化生产线和机器人自动化生产线的区别主要表现在以下几个方面。 安装方式: 机器人线在地面安装, 与压力机没有机械上的连接; 机械手线在压力机立柱间安装钢梁, 附着在压力机上。 使用特点:机器人线通过端拾器的切换和机器人动作轨迹的调整, 更加柔性化。 生产节拍:机器人线生产节拍为7 件/ min~10 件/ min, 机械手线为8件/ min~12 件/ min。 投资成本:机器人线投资低, 机械手线投资高。因为生产节拍是一个综合指标, 它不仅取决于某一设备, 而且取决于自动化设备、压力机、模具 3 者的协调匹配关系, 如达到10 件/ min以上, 对压力机和模具的要求就相应提高, 意味着投资增加。综合考虑, 使用机器人自动化线更加经济、适用。 机械手自动化线适于大间距的压力机生产线, 同时适用于已有生产线的自动化改造。通过更换端拾器, 机器人自动化生产线可适合多车型的生产, 柔性更高。

2. 机器人冲压自动化生产线设计

机器人自动化冲压生产线运行循环方式为: 垛料拆垛( 机器人拆垛) - 板料传输- 板料涂油- 板料对中- 上料机器人送料- ( 首台压机冲压) - 下料机器人取料、送料- ( 压机冲压) - ( 根据工序数量循环) - 下料机器人取料、送料- ( 末端压机冲压) - 线尾机器人取料、放料- 皮带机输送- 人工码垛。本文以长城汽车的机器人冲压自动化生产线为例对其整体布局、电器控制等进行具体设计。 2.1 系统组成 本系统包括拆垛系统、涂油机、对中台、压力机兼上下料系统、线尾输送系系统。 拆垛系统采用可循环式双垛料台, 导轨布置平行于压力机, 冲压板料用行车或叉车放置在非工作垛料台上, 然后通过有效信号确认上料完毕, 系统将在一台拆垛完成后自动转换垛料台, 保证连续生产; 在垛料车上配备磁力分张器, 通过磁力将垛料自动拆垛成单张。在拆垛机器人上有双料检测以及双料处理装置以保证每次为单张送料。拆垛机器人将板料放置在长度可调的磁性传送带上, 板料送至涂油机, 板料是否涂油及涂油位置可通过编程自行设定, 板料涂油后, 传送到对中台。对中台采用机械对中台, 可方便地进行移动和固定, 同时使用重力对中或视觉对中系统, 保证板料的重复定位快捷、准确与牢固; 上料机器人根据每个零件的对中位置, 改变运行轨迹, 将板料准确地搬运到压力机内; 对不同的冲压制件进行机器人的模拟示教,离线编程, 以适应多种制件的共线生产; 线尾输送采用皮带机, 在生产线的末端放置皮带机, 保证最后一台压力机的机器人直接将零件放置到皮带机上, 达到出件效果。通过软件使机器人跟踪压机的运动, 实现压机与机器人同步功能, 可以最大化上下料与压机运动之间的重合度, 达到平稳切换其速度来缩短生产节拍及减少机械负荷的目的。通过增加外部轴, 做为机器人的第七轴进行伺服控制, 使压力机间的间距布置更加自由; 同时, 机器人的传送范围和搬运速度得到提升, 生产节拍更快。 2. 2 控制系统 2. 2. 1 总体控制方案 本系统包括拆垛机、涂油机、对中台、上下料系统、线尾输送系统, 各分系统间的电气控制按照集中监控、分散控制的原则。在各控制部分控制系统中, 采用设备层和控制层的典型控制模式, 每个层次中使用不同的网络结构及软硬件配置,以实现各自不同的功能。 2. 2. 2 控制层 各部分控制系统采用具有现场总线形式的 PLC控制方式, 具有单独控制及连线自动控制的功能。为保证系统稳定可靠地运行, 可采用西门子 S7- 416-2DP 的PLC, 现场总线采用西门子Profibus 总线及工业以太网控制系统。每个控制部分的 PLC 之间及各PLC 与上位机之间的数据交换采用工业以太网方式,供 监 控系统联网 使用。压力机控 制系统需配 备Ethernet card 与机器人控制系统接口, 控制系统与机器人系统间通过 Profibus- DP 现场总线形式实现信息交换和连锁对接。 2. 2. 3 设备层 设备层在整个控制系统中处于最底层, 是整个控制系统的关键环节, 主要包括现场操作站、现场设备检测单元( 如接近开关、光电开关) 、现场其他输入设备、现场执行机构( 如电动机、电磁阀) 等, 直接或通过现场总线与控制层中的 PLC 相联系, 将输入信号发送给 PLC, 并将 PLC 输出指令发送到现场设备。各种传感器和阀的接线盒通过现场总线( Profibus- DP) 和相应控制单元通讯。 2. 2. 4 人机界面 HMI 本系统 HMI 采用 SIEMENS 的触摸屏, 在每个控制单元均配置一个触摸屏, 采用 Profibus 总线通讯。单元触摸屏具有指示灯及操作按钮( 或旋钮) , 可显示错误报警及自诊断等信息, 本单元相关的 I/ O 信号在HMI 上显示, 并以不同颜色区分。一旦有故障节点, 系统将持续报警, HMI 上将在当前画面显示故障点, 以便工作人员查找。 2. 3 安全系统 安全是自动化生产线的最大特点, 本系统采用基于德国 PILZ 安全 PLC 的 SafetyBus 保护系统, 并配置了完善的安全装置, 实时控制显示安全区域状况, 及时发出声光报警信号或停机, 与主PLC 系统通讯采用Profibus- DP 总线。声光报警单元作为整线安全系统的辅助工具, 能够在设备启停、设备故障、上下料故障以及安全系统中各安全监控点报警等异常状况发生时及时通知操作人员处理。在拆垛系统前设有一升降门, 该门为卷帘门。升降门的开闭与两个垛料台的转换互锁, 当一个垛料台无料时, 另一个垛料台进入前, 升降门打开, 垛料台开进; 当前一个垛料台开出后, 升降门落下。升降门是电动升降, 并且由操作员从相应的操作台控制, 在关闭时它们检测 2 个行程开关, 打开时用一个传感器检测。在保证工作单元安全的情况下, 一个光幕单元( 发射器/ 接收器) 允许相关的垛料台车的进出, 也就是说冲压线自动运行。如果相关的垛料台车不是处于过渡阶段, 而是人或者异物阻挡光幕, 这个光幕单元的断开将导致整个冲压线机器人动力的切断( 除了处于编程模式的机器人) , 并且拆垛单元的控制回路电源断开。整个控制系统的所有紧急停止信号以及压机和机器人之间的安全连锁信号都连入安全 PLC 系统, 通过PLC 程序进行互锁控制。 2. 4 仿真模拟 在虚拟环境中仿真冲压线的运行情况, 避免到生产现场才发现诸如干涉、节拍不合理等错误; 通过机器人离线编程, 对机器人的运动轨迹和路线进行模拟,以缩短现场的调试周期。机器人运行轨迹如图 4 所示。 机器人在金属冲压行业生产自动化的实现

3.结语

机器人冲压加工自动化的应用, 既改善了劳动条件, 减轻了工人劳动强度, 又可确保生产安全, 提高劳动生产率和产品质量, 还能降低能源及原材料消耗,节省辅助加工时间, 降低产品成本。随着生产线的制作、调试周期逐步缩短, 机器人自动化生产线越来越为汽车主机厂所接受, 成为冲压自动化生产线的主流。

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英飞凌赞助大疆RoboMaster2018机甲大...

关于机器人的光电测径仪浅析

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以...
发表于 2018-08-08 17:31 27次阅读
关于机器人的光电测径仪浅析

丹麦优傲机器人,业内第一个提出人机协作机器人理念...

近年来,伴随当前市场需求日益加大和资本政策的大力扶持,工业机器人已步入高速发展阶段,各种机器人可以胜...
发表于 2018-08-08 17:24 107次阅读
丹麦优傲机器人,业内第一个提出人机协作机器人理念...

快递配送业务得到喷井式增长,配送机器人掀起快递末...

电商和外卖的飞速发展,使得快递配送业务得到喷井式增长。国家邮政局官方数据显示,2012至2017年间...
发表于 2018-08-08 17:19 208次阅读
快递配送业务得到喷井式增长,配送机器人掀起快递末...

可穿戴式机器人助力救灾活动,减轻了人体腰部40%...

据报道,在西日本暴雨灾害中受灾最严重的地区之一冈山县,救灾志愿者身着的“外套机器人”在救灾活动中起到...
发表于 2018-08-08 17:16 55次阅读
可穿戴式机器人助力救灾活动,减轻了人体腰部40%...

沃尔玛为提高配送速度降低成本,预计2019年推出...

近日,沃尔玛宣布与马萨诸塞州零售自动化公司Alert Innovation合作,计划到2019年推出...
发表于 2018-08-08 17:10 42次阅读
沃尔玛为提高配送速度降低成本,预计2019年推出...

收银机器人极具优势,2020年或将有80%零售商...

零售本质是人与货的关系,探讨的要素离不开几个角度,货的品质如何?这是第一位的;消费者通过怎样的体验获...
发表于 2018-08-08 17:06 34次阅读
收银机器人极具优势,2020年或将有80%零售商...

哈工大斩获第21届“国际水下机器人大赛”冠军

8月6日,第21届国际水下机器人竞赛在美国圣迭戈落幕,哈尔滨工程大学E唯代表队夺得冠军。这是我国高校...
发表于 2018-08-08 16:43 432次阅读
哈工大斩获第21届“国际水下机器人大赛”冠军

蓝标的妙笔AI机器人究竟妙在哪儿?它的三大技能不...

亚洲最大的营销传播公司蓝色光标打造了自己的撰稿机器人“妙笔”,不仅会写稿还会营销。妙笔机器人有三大技...
发表于 2018-08-08 16:07 47次阅读
蓝标的妙笔AI机器人究竟妙在哪儿?它的三大技能不...

沃尔玛推出名为Alphabot的自动仓储机器人

Alphabot会挑选出顾客订购的商品,按照“仓储风格”存放,之后将它们运送到沃尔玛的四个不同的站点...
发表于 2018-08-08 15:16 1005次阅读
沃尔玛推出名为Alphabot的自动仓储机器人

中国高校首次在世界顶级水下机器人大赛上获得冠军

水下环境复杂多变,性能优良、操作灵活的水下机器人是当今进行深海作业必需的设备。此次代表中国参赛的哈尔...
发表于 2018-08-08 15:12 160次阅读
中国高校首次在世界顶级水下机器人大赛上获得冠军

迈向智能世界,四大方向推动智能化变革

云在网上,网在云中。华为助力运营商发挥网络敏捷和智能化能力,支撑云服务发展,促使网络资源能够按照用户...
发表于 2018-08-08 14:59 781次阅读
迈向智能世界,四大方向推动智能化变革

盘点协作机器人在各行业的爆炸性需求增长

协作机器人市场正处于跑马圈地的时刻,下一个十年将迅猛增长成为100亿美元市场。
发表于 2018-08-08 14:45 543次阅读
盘点协作机器人在各行业的爆炸性需求增长

探讨中国制造业转型智慧工厂的技术

“智慧工厂”的实施落地也是中国走向“智能制造”的关键性标志。OFweek机器人网采访了新松智慧工厂B...
发表于 2018-08-08 11:25 457次阅读
探讨中国制造业转型智慧工厂的技术

未来物流全程“无人化”机器人送货上门不是梦

送货机器人入驻小区将不再遥远,近日,苏宁发布了“卧龙一号”自动送货机器人,并宣布全自动无人送货机器人...
发表于 2018-08-08 11:11 67次阅读
未来物流全程“无人化”机器人送货上门不是梦

如果“射杀权”交给智能机器人,会怎样

无独有偶。2017年4月,美国军方提出Maven项目,要完成的任务是帮助美国国防部处理来自全球各地的...
发表于 2018-08-08 11:05 36次阅读
如果“射杀权”交给智能机器人,会怎样

未来物流全程“无人化

送货机器人入驻小区将不再遥远,近日,苏宁发布了卧龙一号自动送货机器人,并宣布全自动无人送货机器人将会...
发表于 2018-08-08 11:00 19次阅读
未来物流全程“无人化

MistyII人形机器人,让你无需专业知识,即可...

毫无疑问在人工智能的推动下,机器人会越发先进,而且对于公众来说对于机器人也是有着强烈需求的,比如做饭...
发表于 2018-08-08 10:50 20次阅读
MistyII人形机器人,让你无需专业知识,即可...

抗癌小天使“微型机器人”

过去的10年中,磁力技术不仅在工业领域得到了广泛的应用,还在医学领域赢得了一席之地——利用磁力远程控...
发表于 2018-08-08 10:46 15次阅读
抗癌小天使“微型机器人”

Anki Cozmo智能玩具机器人介绍

Anki Cozmo智能玩具机器人被业内人认为是目前市场上最复杂的人工智能机器人,是一个高科技AI微...
发表于 2018-08-08 10:42 36次阅读
Anki Cozmo智能玩具机器人介绍

美国开发出“壁虎”仿生机器人,用于太空垃圾清理

这种抓具分平面和曲面两种单元,可依据物体形状选择。抓具单元表面覆有粘合垫,当抓具沿特定方向施加压力时...
发表于 2018-08-08 10:39 20次阅读
美国开发出“壁虎”仿生机器人,用于太空垃圾清理

科沃斯在服务机器人中身先士卒,与业界同仁共谋未来

中国机器人行业发展论坛暨第三届恰佩克颁奖典礼在苏州正式举行。本届活动现场共有包括行业专家、工业机器人...
发表于 2018-08-08 10:33 50次阅读
科沃斯在服务机器人中身先士卒,与业界同仁共谋未来

智能移动机器人,助力自动化车间物流高效化

该万向脚轮通过输入运动耦合实现了输出运动的解耦,即在脚轮的传动系统中引入一个两自由度的差速器,使得转...
发表于 2018-08-08 10:27 12次阅读
智能移动机器人,助力自动化车间物流高效化

海西智能下棋机器人

发表于 2018-08-07 09:03 99次阅读
海西智能下棋机器人

黑科技加持2018机甲大师赛,机器人版“王者”大战来了!

发表于 2018-07-31 09:29 139次阅读
黑科技加持2018机甲大师赛,机器人版“王者”大战来了!

选手SHOW|精通 “十八般武艺” 的机器人已经这么酷了?

发表于 2018-07-16 09:39 248次阅读
选手SHOW|精通 “十八般武艺” 的机器人已经这么酷了?

真正吓人的技术!终于可以用“读心术”控制机器人了!

发表于 2018-07-03 09:17 361次阅读
真正吓人的技术!终于可以用“读心术”控制机器人了!

用于机器人或无人机的低成本激光导航传感器设计

发表于 2018-06-21 10:08 740次阅读
用于机器人或无人机的低成本激光导航传感器设计

蛇机器人的控制与设计

发表于 2018-06-20 18:53 816次阅读
蛇机器人的控制与设计

机器蛇

发表于 2018-06-20 18:49 654次阅读
机器蛇

ai智能外呼机器人引领时代浪潮

发表于 2018-06-15 10:34 301次阅读
ai智能外呼机器人引领时代浪潮

用航模锂电池给一台机器人供电,但是每次换电池都需要把电源断开,可否将两块电池并联在电源处?

发表于 2018-05-29 09:14 1138次阅读
用航模锂电池给一台机器人供电,但是每次换电池都需要把电源断开,可否将两块电池并联在电源处?