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摘要:现代经济和科技的发展,使得从经济实力上来衡量一国的现代化水平已经显然缺乏科学性,而在工业自动化控制领域中应用工业机器人,已经是衡量一国自动化水平高低的主要标志。所以越来越多的工业机器人在自动化控制领域的应用,使得工业智能化的时代已经来临。对于促进制造业的发展和产业机构的调整有着极大的作用,对于促进产业转型升级有着不可或缺的优势。
关键词:工业机器人;压缩机;组装线;应用;分析
1导言
随着我国经济的不断发展,人们对工业产品的质量要求越来越高、品控管理越来越严格,传统的人工生产线无法实现高品质、高效率的自动化生产。因此,基于工业机器人构建压缩机组装自动化生产线进行工业生产,不仅能够提高产品生产产量、提高设备生产效率,更能提升产品的整体质量,降低企业生产成本。采用工业机器人构建压缩机组装自动化生产线,充分符合工业自动化生产技术的发展趋势。
2工业机器人内部构成
工业机器人主要包括三个主要组成内容:分别是主体、驱动系统和控制系统。主体主要包括机器人的躯干,例如手、腿和身体等,因为有的机器人还有行走功能。目前,工业机器人运动自由度介于3-6个之间,例如其腿部运动自由度有1-3个,驱动系统主要有动力系统、传动系统组成,以保证机器人有运动能力,执行运动操作,控制系统主要对机器人行为、动力系统和执行系统发出指令,引导机器人行为。根据手臂活动方式,可以将工业机器人分为四种类型。一是直角坐标型机器人,其臂部沿直角坐標方向运动;二是圆柱坐标型急切人,其手臂可以执行反转、收缩、升降等操作;三是球坐标型机器人,其手臂可以旋转、抬升和伸缩;四是关节型机器人,其手臂可执行多种转动操作。根据执行运动控制机能,可以将工业机器人分为点位型和连续轨迹型两种。其中点位型机器人职能执行精确的点到点定位任务,例如在生产车间搬运物料、焊接车身、包装拆卸等;连续轨迹型机器人可以根据预设轨迹执行操作任务,例如喷漆、持续装卸等。根据控制程序划分,可以将工业机器人分为两种,即有编程输入型和示教输入型。编程输入型机器人主要是根据事先设置好的程序,通过通信网络传输到机器人控制系统,进而对机器人行为进行控制。
3工业机器人控制系统分类
程序控制系统,机器人每个自由度都对应一个控制程序,这可以保证机器人能够在既定轨道上运动。自适应控制系统,如果外部环境发生变化,为了保证预期操作目标实现或者通过总结运行经验提高控制水平,这个实现过程是对操作状态和伺服误差进行跟踪记录,以此对非线性模型参数进行调整,直到所有误差控制在可接受范围内。
3.1机器人控制系统结构类型
严格意义来讲,根据控制系统开发性大小,可以将机器人控制器分为以下三种类型:封闭型、开放型和混合型。其中,封闭型控制器很难与其他软件、硬件结合形成有机提醒,全开放控制系统采用了标准化接口和模块化结构设计,其每一个零配件都可以由不同厂家生产,在此基础上,其硬件和软件可以自由组合,形成外部传感、操控算法、人机界面等,混合型控制系统同时具有封闭和开发性特点。目前,工业机器人控制系统主要以封闭型系统和混合型系统居多。
3.2开放式控制系统结构内涵
目前,学者们对机器人控制器开放性定义还没有形成统一意见,不同学者给出的定义存在较大差异。不管是机器人生产者还是使用者,都希望在开放式控制系统中获得更大效益。从这个角度出发,可以根据以下几个维度来对机器人控制器开发程度进行评价。为了保证机器人控制系统可维护性,对其功能进行控制,机器人控制系统必须要采用开放性、标准性和通用性的配置和平台,尽量使用专门性、定制性的控制系统。通用性开发控制系统可以减少培训成本和维护费用。
4工业机器人在压缩机组装生产线中的应用
4.1压缩机组装生产线机器人系统的设计
压缩机组装生产过程中,生产操作流程具有较高的复杂性以及一定的危险性,而采用工业机器人构建压缩机组装生产线将消除人工生产过程中的安全隐患,减少重复率高的人工操作,提升工业生产的整体效率。工业机器人构建的压缩机组装生产线主要由送料系统、输送系统、组装工业机器人等系统组成。同时,基于现场总线技术构建现场设备之间的信号连接,配置相应的网络实现对工业机器人的控制连接,构建监控网络对现场设备进行实时监控。最终构建的集散控制系统能够实现对设备的分散控制集中管理的功能,在有效控制工业机器人进行工业生产的同时能够实时监控生产数据,保证生产过程的安全、稳定、高效。
4.2机器人组装系统组成结构
工业机器人构建的该生产线主要由送料系统、输送系统、压力机等组成,工业机器人能够保证送料系统的安全高效运行,通过走带电机以及自动送料机对需要生产的物料进行输送,随后工业机器人将物料进行拼接并对相关部件进行组装,保证组装过程的精度和规范,确保生产线高效稳定地进行自动化生产。
4.3控制系统
工业机器人构建的该生产线必须配置相应的生产控制系统。生产控制系统作为自动化生产线的核心,有着极其重要的作用,它将直接引导工业机器人执行生产任务,其系统的性能将直接关系生产线的实际生产品质。在该生产线生产过程中,先进可靠的控制系统能够充分发挥工业机器人的性能,提升工业机器人执行生产任务的精度。生产控制系统的主要工作是执行生产任务,并对成品进行输送调度,是对整个生产过程进行调度、监控、管理的核心,通过配置相应的数据管理层以及设备层构建生产控制系统。
4.4安全系统
工业机器人构建的该生产线还需要安全系统以保证工业生产的安全进行。安全系统一般配置相应的硬件,并结合监控软件,构建冗余的系统结构,实现对生产线的安全保护。根据相应的标准设计安全系统,可帮助机器设计师在机器设计生产的过程中就可以识别风险,从而降低此类事故发生的机率,此安全系统依据ISO 13849-1-2015机械安全设计标准。硬件方面主要采用安全栅并配合联锁的方式进行配置,通过相应的声光报警器进行报警,提前进行故障预警,确保生产过程中的安全。软件方面则通过布置现场总线的方式实现监控软件的数据传输,结合带屏蔽功能的高效传输数据线路对生产现场进行实时监控,提前进行故障判断并进行相应的安全处理,给维修人员提供准确的现场资料,保障生产线的安全运行。
5结论
工业机器人在自动化生产线中的应用,大幅度减少了人工的操作,在提升生产效率的同时减少了生产人员的重复工作,在现代化工业生产制造中具有不可或缺的地位。工业机器人的应用提升了工业生产的自动化程度,但我国工业机器人发展较为缓慢,生产过程中的安全防护意识也较为薄弱,在设计工业机器人自动化生产线时应该注重在保障现场工作人员安全的前提下,提升生产效率和品质,降低生产成本,创造更多的经济价值。因此,工业机器人的应用研究具有极高的工程应用价值。
参考文献:
[1]梁文莉.全球机器人市场统计数据分析[J].机器人技术与应用,2018(02):43-48.
[2]牛剑峰.综采工作面装备机器人化技术研究[J].煤矿机电,2018(02):36-41.
[3]蒋正炎,檀祝平.高职工业机器人技术专业课程教学资源开发路径研究[J].中国职业技术教育,2018(11):47-52.
[4]王莹,李文博,张磊,卫传凯,卢伟国.钛合金锁壳机器人自动线应用研究[J].中国新技术新产品,2018(07):1-3.
[5]张磊,万国扬.基于HALCON和C#视觉系统的铸件打磨工作站建立[J].机械工程师,2018(04):139-140+143.
[6]王宏玉.物流机器人(AGV)获得跨越式发展[J].物流技术与应用,2018,23(04):71-73.
关键词:工业机器人;压缩机;组装线;应用;分析
1导言
随着我国经济的不断发展,人们对工业产品的质量要求越来越高、品控管理越来越严格,传统的人工生产线无法实现高品质、高效率的自动化生产。因此,基于工业机器人构建压缩机组装自动化生产线进行工业生产,不仅能够提高产品生产产量、提高设备生产效率,更能提升产品的整体质量,降低企业生产成本。采用工业机器人构建压缩机组装自动化生产线,充分符合工业自动化生产技术的发展趋势。
2工业机器人内部构成
工业机器人主要包括三个主要组成内容:分别是主体、驱动系统和控制系统。主体主要包括机器人的躯干,例如手、腿和身体等,因为有的机器人还有行走功能。目前,工业机器人运动自由度介于3-6个之间,例如其腿部运动自由度有1-3个,驱动系统主要有动力系统、传动系统组成,以保证机器人有运动能力,执行运动操作,控制系统主要对机器人行为、动力系统和执行系统发出指令,引导机器人行为。根据手臂活动方式,可以将工业机器人分为四种类型。一是直角坐标型机器人,其臂部沿直角坐標方向运动;二是圆柱坐标型急切人,其手臂可以执行反转、收缩、升降等操作;三是球坐标型机器人,其手臂可以旋转、抬升和伸缩;四是关节型机器人,其手臂可执行多种转动操作。根据执行运动控制机能,可以将工业机器人分为点位型和连续轨迹型两种。其中点位型机器人职能执行精确的点到点定位任务,例如在生产车间搬运物料、焊接车身、包装拆卸等;连续轨迹型机器人可以根据预设轨迹执行操作任务,例如喷漆、持续装卸等。根据控制程序划分,可以将工业机器人分为两种,即有编程输入型和示教输入型。编程输入型机器人主要是根据事先设置好的程序,通过通信网络传输到机器人控制系统,进而对机器人行为进行控制。
3工业机器人控制系统分类
程序控制系统,机器人每个自由度都对应一个控制程序,这可以保证机器人能够在既定轨道上运动。自适应控制系统,如果外部环境发生变化,为了保证预期操作目标实现或者通过总结运行经验提高控制水平,这个实现过程是对操作状态和伺服误差进行跟踪记录,以此对非线性模型参数进行调整,直到所有误差控制在可接受范围内。
3.1机器人控制系统结构类型
严格意义来讲,根据控制系统开发性大小,可以将机器人控制器分为以下三种类型:封闭型、开放型和混合型。其中,封闭型控制器很难与其他软件、硬件结合形成有机提醒,全开放控制系统采用了标准化接口和模块化结构设计,其每一个零配件都可以由不同厂家生产,在此基础上,其硬件和软件可以自由组合,形成外部传感、操控算法、人机界面等,混合型控制系统同时具有封闭和开发性特点。目前,工业机器人控制系统主要以封闭型系统和混合型系统居多。
3.2开放式控制系统结构内涵
目前,学者们对机器人控制器开放性定义还没有形成统一意见,不同学者给出的定义存在较大差异。不管是机器人生产者还是使用者,都希望在开放式控制系统中获得更大效益。从这个角度出发,可以根据以下几个维度来对机器人控制器开发程度进行评价。为了保证机器人控制系统可维护性,对其功能进行控制,机器人控制系统必须要采用开放性、标准性和通用性的配置和平台,尽量使用专门性、定制性的控制系统。通用性开发控制系统可以减少培训成本和维护费用。
4工业机器人在压缩机组装生产线中的应用
4.1压缩机组装生产线机器人系统的设计
压缩机组装生产过程中,生产操作流程具有较高的复杂性以及一定的危险性,而采用工业机器人构建压缩机组装生产线将消除人工生产过程中的安全隐患,减少重复率高的人工操作,提升工业生产的整体效率。工业机器人构建的压缩机组装生产线主要由送料系统、输送系统、组装工业机器人等系统组成。同时,基于现场总线技术构建现场设备之间的信号连接,配置相应的网络实现对工业机器人的控制连接,构建监控网络对现场设备进行实时监控。最终构建的集散控制系统能够实现对设备的分散控制集中管理的功能,在有效控制工业机器人进行工业生产的同时能够实时监控生产数据,保证生产过程的安全、稳定、高效。
4.2机器人组装系统组成结构
工业机器人构建的该生产线主要由送料系统、输送系统、压力机等组成,工业机器人能够保证送料系统的安全高效运行,通过走带电机以及自动送料机对需要生产的物料进行输送,随后工业机器人将物料进行拼接并对相关部件进行组装,保证组装过程的精度和规范,确保生产线高效稳定地进行自动化生产。
4.3控制系统
工业机器人构建的该生产线必须配置相应的生产控制系统。生产控制系统作为自动化生产线的核心,有着极其重要的作用,它将直接引导工业机器人执行生产任务,其系统的性能将直接关系生产线的实际生产品质。在该生产线生产过程中,先进可靠的控制系统能够充分发挥工业机器人的性能,提升工业机器人执行生产任务的精度。生产控制系统的主要工作是执行生产任务,并对成品进行输送调度,是对整个生产过程进行调度、监控、管理的核心,通过配置相应的数据管理层以及设备层构建生产控制系统。
4.4安全系统
工业机器人构建的该生产线还需要安全系统以保证工业生产的安全进行。安全系统一般配置相应的硬件,并结合监控软件,构建冗余的系统结构,实现对生产线的安全保护。根据相应的标准设计安全系统,可帮助机器设计师在机器设计生产的过程中就可以识别风险,从而降低此类事故发生的机率,此安全系统依据ISO 13849-1-2015机械安全设计标准。硬件方面主要采用安全栅并配合联锁的方式进行配置,通过相应的声光报警器进行报警,提前进行故障预警,确保生产过程中的安全。软件方面则通过布置现场总线的方式实现监控软件的数据传输,结合带屏蔽功能的高效传输数据线路对生产现场进行实时监控,提前进行故障判断并进行相应的安全处理,给维修人员提供准确的现场资料,保障生产线的安全运行。
5结论
工业机器人在自动化生产线中的应用,大幅度减少了人工的操作,在提升生产效率的同时减少了生产人员的重复工作,在现代化工业生产制造中具有不可或缺的地位。工业机器人的应用提升了工业生产的自动化程度,但我国工业机器人发展较为缓慢,生产过程中的安全防护意识也较为薄弱,在设计工业机器人自动化生产线时应该注重在保障现场工作人员安全的前提下,提升生产效率和品质,降低生产成本,创造更多的经济价值。因此,工业机器人的应用研究具有极高的工程应用价值。
参考文献:
[1]梁文莉.全球机器人市场统计数据分析[J].机器人技术与应用,2018(02):43-48.
[2]牛剑峰.综采工作面装备机器人化技术研究[J].煤矿机电,2018(02):36-41.
[3]蒋正炎,檀祝平.高职工业机器人技术专业课程教学资源开发路径研究[J].中国职业技术教育,2018(11):47-52.
[4]王莹,李文博,张磊,卫传凯,卢伟国.钛合金锁壳机器人自动线应用研究[J].中国新技术新产品,2018(07):1-3.
[5]张磊,万国扬.基于HALCON和C#视觉系统的铸件打磨工作站建立[J].机械工程师,2018(04):139-140+143.
[6]王宏玉.物流机器人(AGV)获得跨越式发展[J].物流技术与应用,2018,23(04):71-73.