刍议基于工业机器人的自动化装配线研究

刍议基于工业机器人的自动化装配线研究

苗利

天津新松机器人自动化有限公司 天津市 300000

摘要：随着科学技术的发展和制造业转型的技术要求，智能制造设备产业的产业结构转型和科技升级步伐一直在高速前进，从而带动了工业机械产业的发展。工业机器人取代了生产线上传统的手动和低技术机械臂，提高了整个生产线的工作效率，提高了自动化、智能化和安全性，促进了工业制造业的转型。许多企业正在使用工业机器人取代传统劳动力，使生产线更加自动化和智能化，实施制造业改革，解放许多高度危险和密集型劳动力。装配是企业产品生产过程中不可缺少的过程。然而，机器人自动装配是现代制造业中一项新兴的工业技术，也是未来机器人技术发展的重点之一。

关键词：工业机器人；自动化；装配线

1工业机器人自动化装配线应用的意义

在工业领域，机械的制造常常是以流水线的方式来进行生产，因此，设备的智能化对于机械制造的水平具有较大的影响。而自动化的装备线就是利用工业机器人取代了传统的人工操作，装配设备与机器人进行有机的结合，通过输送系统以及装配系统完成产品的装配、检测、标识以及包装等流程。由于工业机器人的特点，使装配更加标准化，避免了由于人工操作不当造成的误差，促使产品的质量得到了较大的提升，生产的效率极大的提高。工业机器人的应用，使传统的劳动密集型生产转变为了技术型生产，促进了机构的优化升级，提高了制造业的水平。

2基于工业机器人的自动化装配线策略

2.1机器人装配系统

机器人装配系统由机器人本身、步态分析控制面板、控制面板及其外场设备组成。机器人的附加轴武器配有强大的吸盘和爪，分别执行爬行和放置产品工件和托盘的实际操作。设计中采用Hr20-1700-c10机器人。机器人末端可承载0-20kg，达到1700mm，满足生产线的作业要求。该机器人的末端装有一个双功能吸盘组、一个三爪子组和一个激光灯。强力吸盘的主要任务是抽取产品工件进行装配，并将托盘清空至托盘回收处。采用双强力吸盘，更有效地运输托盘，保证零件装配精度；三爪专用工具用于爬升底座，结构设置为可伸缩。为了更好地适应零件的尺寸、内径和外径，有利于整个装配过程和产品的运输；该激光灯用于标定托盘生产线与机器人Y轴、装配生产线与机器人X轴、X轴的平行度，以确保机器人运输和装配零件的及时性，提高精度

2.2可编程控制器单元应用

可编程逻辑控制板是西门子系列的s7-1215产品。它被用作主控芯片的系统软件。它主要与视觉效果摄像头和工业生产机器人进行通信，与零件和机器人操作的信息内容进行交互，并促进托盘生产线和装配线的运行。

2.3轨迹规划

轨迹规划是在工业生产机器人的当前位置和目标位置之间创建一条畅通的轨迹，使机器人能够稳定、准确地运行。为了更好地测量轨迹，有必要收集工业生产机器人角度传感器每个骨关节的视角、整体目标的室内空间位置以及末端车床夹具的室内空间位置等数据。其中，利用双目视觉识别系统计算出目标的总体位置和机床夹具的位置。根据双目视觉效果，可以测量物体定义平面坐标与空间坐标系之间的映射关系，并通过动态逆变换得到笛卡尔室内空间的轨迹。首先，根据工业生产机器人骨关节的现状和末端位置进行总体规划；其次，根据机器人骨骼和关节的轨迹，计算出路径中各个位置的骨骼和关节角度，并根据该角度促进机器人的操作；最后，根据当前骨关节视角和整体目标位置调整轨迹，提高工业生产机器人末端车削夹具的精度。

2.4合理构思每一个工位的装配动作

由于所装配的零件的特点以及装配的要求都不尽相同，因此对不同的工位的装配动作进行分析，看工业机器人的装配功能是否在本工位适用，发现每一个工位装配动作存在的缺陷，不断地进行重复性的实验，从而完善工位的装配动作，保证不同的工位拥有不同的功能，从而使工业机器人与装配设备完美地契合，使产品的零件组装、加油、装箱以及检测能够顺利地完成。

2.5装配零件的改造设计

要对需要装配的零件进行改造和设计，而使零件更加适合于自动化的装配生产线。提高自动装配的效果。对装配零件的改造设计，要根据工业机器人自动装配线的设计方案来进行分析，结合自动化的装配生产线对零件的结构形式进行创新，保证更加适合于智能化和自动化的装配，从而更加容易简化生产线的从事方式，提高定位的精确度，使装配出来的产品质量能够符合要求，同时，使设备的故障率得降低，生产效率得到保证。

3工业机器人自动化装配线的技术要点

在工业生产中，由于工业生产的劳动强度较高，且流水线的方式具有一定的危险性，而工业机器人组件的自动化装配线，可以代替人来进行生产活动，对于不同的装配生产任务，生产线的构建也存在着很大的区别，但在研制和构建过程中应当注意以下几点技术要点。

3.1输送技术

产品装配是一个非常复杂的步骤，其核心内容是运输技术。新运输技术的质量不仅影响生产线的结构，而且直接影响市场定位的准确性、生产率和成本。因此，在工业机器人自动化技术装配线的制造和建设过程中，必须改进无线通信技术。现阶段，由于即时运输定位技术具有传输速率快、定位准确、生产率高的特点，在建立自动化技术装配生产线中受到青睐并得到广泛应用。

3.2装配专机

考虑到产品的不同，装配的要求也不同。因此，装配机已成为工业机器人自动装配线及其零部件科研的重要组成部分。在研发和组建过程中，应根据设备的类型和特点，实施组装私人飞机的设计方案，以确保工业机器人装配生产线的自动化技术性能。举个简单的例子，组装时，需要组装两个或多个设备。这要求私人飞机的性能必须满足这一要求。可以对大量产品进行额外的工作，以确保组装质量。

3.3工业机器人以及末端操作器也是其中的要点

装配生产线在运行过程中，需要许多智能机器人来完成一些复杂的日常装配任务。因此，对机器人的工作模式进行了认真的讨论。通过对吸风、卡片装饰设计等多种爬行方式的科学研究，保证了机器人的装配功能，从而更好地执行日常装配任务。尾部遥控器是确保顺利完成装配工作的关键设施之一。因此，有必要对该设备进行自主创新、开发和设计，以确保生产制造的顺利发展。

3.4要加强工业机器人自动装配生产线的巡查与维护

工业机器人自动装配线的智能化与自动化的特点，使之能够独立地完成复杂的装配任务，但机械并不是万能的，在运行的过程中，仍然会出现故障。因此，需要完善的监控系统，加强对工业机器人自动装配线的监管，同时，安排相关的操作人员进行巡检，定期、定时地进行巡查与维护，避免因机械故障造成的重大经济损失。另外，要定期地对设备进行维护和检修，及时地发现其中存在的问题和故障隐患，并加以解决，提高生产线的性能，使工业机器人自动装配生产线的使用寿命得以提升。

结论

工业机器人与装配线的集成提高了装配的效率和质量。广泛用于机械设备、仪表板、家用电器等产品的装配。在行业竞争激烈的情况下，公司要想在市场竞争中保持优势，只有加大对高新技术的投入，应用现代生产技术，才能保证产品质量，降低成本的资金投入，提高生产效率和经济效益，确保公司持续稳定发展。基于PLC主控系统，通过使用工业视觉系统识别零件的形状、完整性检测和姿态定位，获取的信息通过以太网技术与工业机器人交互，从而促进机器人自动携带和装配零件，完成整个工件装配过程，并实现了工件自动装配系统。

参考文献：

[1]黄海燕.工件装配自动化生产线控制系统设计[J].机电工程技术,2020,(04):5-8.

[2]陆正茂.基于工业机器人的自动装配系统研究[J].机电工程学院,2018,(04):28-62.

[3]王厚英．基于PLC与AGV控制胡工业机器人自动产线[J]．轻工科技,2019,35(12):75-77.

[4]翟静美,董鹏飞,张铁.基于视觉引导的人工机器人定位抓取系统设计[J].机械设计与研究,2018,(09):109-117.

[5]王厚英．船舶智能巡检机器人移动路劲胡自动控制与优化[J]．船舶科学技术,2021,43(04):184-186.