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机械制造

发动机生产线上的物流搬运系统

时间:2015-04-01 11:21:47   作者:   来源:   阅读:3362   评论:0
近年来,随着国内汽车业蓬勃发展,作为汽车心脏的发动机产量也逐年攀升,20~40万年产能的大批量生产线层出不穷,生产节拍越来越短,相应地对生产物流自动化水平提出了更高的要求。
大批量生产的发动机生产线,其生产线内部工序间的输送普遍已采用龙门式机械手和机动输送辊道等自动化输送设备,正常工作状态下基本可实现无人值守,大大提高了生产效率,同时减少了对工件、夹具的磕碰。
但是在生产线始末端上、下工件,以及不同生产线之间工件转运,仍然大量依靠人工辅以起吊设备、叉车、液压托盘车等运输设备,占用大量人工,效率低,工件易磕碰,成品不易保护,还造成地面通道运输繁忙。随着现代物流输送技术的不断进步,以机器人视觉搬运系统为核心的自动化输送系统可以完全解决上述问题,且已经开始了在国内发动机工厂的应用。发动机生产线
图1   上料区、下料区示意图
发动机生产制造对搬运系统的功能需求
完全解决发动机生产制造中的工件转运问题,首先4明确发动机生产制造系统对机器人视觉搬运系统(以下简称搬运系统)的功能需求。搬运系统主要实现对码放在生产线端头托盘上的汽车发动机工件(以下简称工件)毛坯上线和成品下线的位置偏移测量及自动搬运功能;并自动把工件通过空中EMS(ELECTRIC MONORAIL SYSTEM电动单轨系统)传送到装配生产线对应的工序位置。对多品种生产的发动机制造系统,搬运系统还需具备产品种类识别功能,以保证搬运当前所需要的产品,并且保证搬运过程的精确无误。
搬运系统的组成
整个搬运系统按功能区划分为三个シ郑夯器人上料区、机器人下料区、空中EMS输送系统。
1.机器人上料区、下料区
机器人上料区、下料区功能类似,针对毛坯上线和成品下线两项工作要求,分别由机器人系统、视觉系统、控制系统、抓具系ァ⒐ぜ辊道传送线、安全系统、操作台、工件托盘及其它周边设备组成(见图1)。
2.机器人系统
采用高性能6轴搬运机器人(见图2),机器人采用了肘节式结构铝合金机器人本体,高速运动曲线动态バ陀呕,加速性能比其他普通机器人高出25%,有利于提高系统寿命、优化工作节拍。机器人控制柜采用WINDOWS操作界面,中英文多种语言菜单,标准的工业计算机具备硬盘、光驱、软驱、打印接口、I/O信号和多种总线接口,可进行远程诊断,具有示教、编程、存储、检测、安全保护、绝对位置检测记忆和软PLC功能。系统平均无故障间隔(MTBF)时间长达7万h。
发动机生产线
2   搬运机器人
机器人系统具有合理的机械结构和紧凑化设计,6个自由度AC伺服马达,绝对位置编码器,所有轴都带有抱闸。特定的负载和运动惯量的设计,使得速度和运动特性达到最优化。臂部的附加负载对额定负载没有运动限制,本体和控制器之间电缆长7m, 并可根据需要进行扩展。机器人系统可370旋转范围,工作效率更高,其模块化的机械结构设计,使任何部分都可迅速更换,可调机械手臂,使机器人系统具有更大的活动空间和柔韧性。
1)视觉系统
视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号,利用图像处理软件对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制机器人等设备的动作。
其中本搬运系统采用的视觉系统由:采用红色环形光源、高性能镜头、100万像素相机和分析处理系统等硬件构成。其中处理软件主要完成包括图像的增强、分割、特征抽取以及图像识别处理等,从而实现对物体的识别功能。Adept公司开发的hexsight,因其操作简单、功能强大、精度高兴俣瓤臁⑹侗鹉芰η浚抗环境干扰能力强而得到广泛应用。它采用的通信方式:RS232/RS485, 以太网(可选),可以输出X / Y坐标及旋转角度的数值。
2)托盘结构
托盘为型钢结构,留有叉车口,方便叉车的搬运;信讨间可以相互定位,叠垒起来方便准确。每个托盘上工件均按单层码放,托盘层叠摆放后称为一垛。轴类工件的托盘上加装“v”字型结构,成品工件的“v”型架表面采用硬质耐磨塑料以保护成品表面。
发动机生产线
3  工件的抓具

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