工业机器人在压缩机组装生产线中的应用

学术论文 2018-04-17 11:05:11
    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。
    1 工业机器人结构与特点
    工业机器人是指应用于工业生产领域的拥有多个机械关节、多自由度的自动化生产机械。工业机器人通过预设的自动控制程序,驱动相应动力设备执行自动化生产任务。工业机器人一般通过遥控连杆机构与数控机床相连接,由生产线相应工作人员对其进行生产前的程序设定。压缩机组装生产线中使用的工业机器人具有高度的自动化特性,通过相关感应系统结合驱動控制系统完成生产作业,极大程度地节省了生产成本。
    工业机器人主要由主体机座、驱动执行系统、自动控制系统构成,其中主体机座能够在指定的范围内完成对生产材料的抓取以及其他操作,驱动执行系统一般由具有3~6个自由度的机械臂和传动机构组成,控制系统则主要对工业机器人需要执行的动作进行控制,通过预设的驱动程序实现对机械臂的控制。压缩机组装生产线的工业机器人结构图,如图1所示。
    2 工业机器人在压缩机组装生产线中的应用
    在现代工业生产过程中,采用工业机器人代替人工操作生产线的方式进行生产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,提升生产线整体生产效率。压缩机组装生产线中采用工业机器人进行生产,该生产线的控制系统将对生产设备进行控制并通过控制相应组装设备实现对压缩机的生产。生产设备控制系统主要是根据该生产线的实际生产过程开发的工业机器人控制专用功能模块,该模块的使用将提高压缩机自动化生产的整体效率并降低工业生产的成本。同时,该工业机器人生产线还能针对不同生产设备进行自动化改造,通过升级控制功能模块实现其他的生产操作,生产其他型号产品,充分体现工业机器人的高柔性。该泵体生产线主要完成曲轴、活塞、上缸盖、下缸盖、气缸、消音器和转子的组装装配过程,最后进行转子热套,其泵体生产工艺流程如图2所示。
    2.1 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。
    2.2 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。
    2.3 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。
    2.4 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。
    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。
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