多向孔零件机器人去毛刺工作站设计分析

多向孔零件机器人去毛刺工作站设计分析

都屹凡

北京天玛智控科技股份有限公司  

摘要：为解决多向孔零件在日常处理过程中时间成本高、质量管理难度大等问题，实现自动生产，完成去毛刺工作，本文聚焦多向孔零件机器人去毛刺工作站设计开展分析。先分析去毛刺过程，然后对工作站建立加以阐述，包括仿真规划、功能特征设计、联动管控、信号设计等，然后针对性研究去毛刺编程以及仿真内容，最后得出相应的结论，希望通过本文研究，为有关人士提供参考。

关键词：多向孔零件机器人；去毛刺；工作站设计

引言：多向孔零件在前期生产过程中，必须实施毛刺处理，否则无法满足装配精准度要求，故去毛刺属于非常关键的一道工序。过去以人工推进为主，丹由于此类零件涉及内容较多，通常会耗费大量的人工成本。由此可见，围绕多向孔零件机器人去毛刺工作站设计开展分析具有关键意义，不仅能够实现自动化生产，还有利于提升工作成效，完成过程反馈，提升去毛刺整体效率，为后续工作落实奠定基础。

一、多向孔零件去毛刺过程研究

在技术发展背景下，自动化成为各行业实现长远发展的基础。结合当前来看，多向孔零件主要是为阶梯外形设计，外圆区域设有4个阶梯孔，而工件小端的另一侧有4对，其中每2对在方向上设计均为一致。由于零件涉及结构较多，因此工作人员需要对每一条棱线进行去毛刺处理，涉及大量的工作细节操作，因此人工资源耗费大也成了此道工序的主要问题。从结构的角度来看，自动零件为回转体，因此在机器人工作站设计的过程中，要求不仅要从棱线的角度进行处理，而且还要实现自动抓取。能够自动完成结构定位、去毛刺等操作，满足安全性要求。除此之外，去毛刺的过程中，为确保结构质量，还需借助SolidWorks软件进行自动跟踪，通过CCD相机设置的方式获取相应信息，完成实时反馈，进而确保整体去毛刺的质量和成效[1]。

二、去毛刺仿真工作站建立

（一）仿真规划

Visual Components软件是一种被广泛应用在工作站设计中的技术形式，属于数字化平台，在运用的过程中可基于原有SolidWorks系统文件导入情况进行系统编程。对于多向孔机器人工作站设计而言，需要完成自动的加取以及工装设计，并利用自动追踪系统完成全部管控。在系统设计的过程中，需要确保设备之间的系统处理，要求系统完成信息反馈，保障工作成效。在具体工作中可采用PROFINET接口进行设备以及电位机之间的信息共享，之后将原有软件设计的装置体系进行编辑，从而针对去毛刺夹具、变位机、自动追踪体系、3D模型等系统完成工作站仿真规划，进而保障工作站运行成效。

（二）工具组件功能特征设计

对于多向孔工作站设计而言，除了要进行机器人系统设定，还涉及大量的定位、夹具等部件处理，需要借助有效的管控，确保以上结构协同进行去毛器操作。为此要求工作人员基于研究设定功能特征，并合理规划机器人零部件的连接以及信号情况。对于多向孔连接机器人特征设计而言，需以夹具左抓为主体，使机器关节通过平移以及各方向匀速运动的方式完成夹爪的使用，使其在0~50毫mm内完成关节操作，之后基于体系情况进行信号以及连接点规划，通过伺服控制器完成夹具的全过程管理，确保组件功能的发挥。

（三）联动管控设计

在系统运作的过程中，为确保机器人能够有效完成变位机装置的联动，应基于现有机器人情况设定联动模型，从而确保二者之间能够顺利完成通信，并在机身管控中设计2个与变位机相关的相关指标，从而实现联动控制。

（四）I/O信号设计

对于去毛刺工作站设计而言，应以PLC为核心基础，将其与机器人、变位机以及夹具和去毛刺专用设备等进行连接，借助II/O信号处理的方式完成系统追踪并完成运行管控，确保多向孔零件能够在系统运作下与专用夹具完成有效衔接，通过信号传递等手段实现协同操作。而在离线编程时，则可以通过二元信号设计的方式控制夹具的具体动作，以此保障操作质量。

三、去毛刺编程

在机器人设计的过程中，编程是核心内容，主要设计坐标系和路径设置两个体系。从前者的角度来看，需针对去毛刺整个工艺环节进行精准度管控，确保其能够在不同应用场景下形成合理的系统操作路径。为此，要求工作人员在前期应针对不同条件设置相对应的参考坐标系，使机器人能够在操作的过程中自动完成工具转换。在坐标系设置时，应该以专用夹具和工作台为基础，用BASE_DATA[1]完成零件以及其他抓取内容，有效保障运作质量。此外还要以坐标系为核心，设置BASE_DATA第二体系，使其能够在摆放和旋转时借助以上两个坐标系完成系统运作。

对于工作站设计而言，模型建立之后应针对每一条棱线数据完成编码设置，基于整体流程需求，以最短时间为目标函数设置约束信息，从而针对性完成路径设置。在此过程中，工作人员需基于遗传算法找寻最佳路径，并借助软件开展编程设置，使其能够自动完成代码识别，从而实现去毛刺操作。

四、去毛刺仿真

仿真是机器运作中的核心，为确保整个环节能够精准达到标准，且不会出现机器人与其他变位机和家具装置出现冲突的问题，规避碰撞等情况的产生，工作人员需合理进行保障规划。在具体工作中，可通过结构运作的方式了解具体使用情况，确保整体路径规划以及工作站设计能够满足精准度以及安全性要求。总而言之，对于去毛刺环节而言，在进行工作站设计的过程中，应该先借助机器人完成夹具抓取，之后自动完成杂物去除并开始定位，并借助系统规划对变位机等进行控制，针对各棱线进行毛刺处理。在此过程中，工作人员必须合理设置坐标系以及参数内容，保障信息的精准度，使系统运作能够在预定路径内进行操作，防止产生结构碰撞等情况。在此过程中，工作人员应强化个人专业能力，及时引入自动化技术，科学进行PLC设置，以此保障系统运行的流畅度以及精准性，最大程度减少人工参与，保障工作成效，为相关产业后续发展创造条件

[2]。

结论：综上所述，本文围绕SolidWorks软件进行了去毛刺自动化系统设计，在前期规划的过程中，借助了机器人工作站理念，通过合理布局和规划，能够有效完成联动管控，实现最优处理，通过机器人完成仿真操作，并自动检查工序质量，为相关人员提升工作成效提供了良好条件。结合当前来看，此设计可帮助企业实现自动去毛刺，并借助离线编程等手段增强工作成效，降低工作成本。

参考文献：

[1]姚德国,王胜军,李玉胜,等.多向孔零件机器人去毛刺工作站设计与仿真[J].科技与创新,2024,(03):13-16.

[2]孙海龙,田威,焦嘉琛,等.基于关节反馈的机器人多向重复定位误差补偿[J].机械制造与自动化,2019,48(01):164-167+175.

作者简介:都屹凡(1990-)，男，硕士，助理工程师，液压组装工艺及机器人去毛刺研究。