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工業機器人在彎管機上下料自動化應用中的設計方案
閱讀：126 發布時間：2023-6-29工業機器人是在自動化生產過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械自動化、自動化生產過程中發展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電氣技術特別是計算機的廣泛應用，機器人的研制和生產已成為高技術領域內迅速發展起來的一門新興技術，促進了工業機器人的發展，使得工業機器人能更好地實現與機械自動自動化和信息化的有機結合。工業機器人能代替人類完成危險、重復枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產力。工業機器人越來越廣泛的得到了實踐應用，在機械自動自動行業中它可用于零部件組裝 ，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數控彎管機、組合彎管機上使用更普遍。目前，工業機器人已發展成為柔性制造系統FMS和柔性制造單元FMC中一個重要組成部分。把彎管機設備和工業機器人共同構成一個柔性加工系統或柔性制造單元，它適應于中、小批量生產，可以節省龐大的工件輸送裝置，結構緊湊，而且適應性很強。當工件變更時，柔性生產系統很容易改變，有利于企業不斷更新適銷對路的品種，提高產品質量，更好地適應市場競爭的需要。而目前我國的工業機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，應用規模和產業化水平低，工業機器人的研究和開發直接影響到我國自動化生產水平的提高，從經濟上、技術上考慮都是十分必要的。因此，進行工業機器人的自動化應用的研究設計是非常有意義的。
1、設計目的
本設計通過對機械自動設計制造及其自動化專業大學本科四年的所學知識進行整合，完成一個特定功能、特殊要求的數控彎管機上下料工業機器人的設計，能夠比較好地體現機械自動設計制造及其自動化專業畢業生的理論研究水平，實踐動手能力以及專業精神和態度，具有較強的針對性和明確的實施目標，能夠實現理論和實踐的有機結合。
目前，在國內很多工廠的生產線上數控彎管機裝卸工件仍由人工完成，勞動強度大、生產效率低。為了提高生產加工的工作效率,降低成本,并使生產線發展成為柔性制造系統,適應現代自動化大生產,針對具體生產工藝,利用機器人技術，設計用一臺裝卸工業機器人代替人工工作，以提高勞動生產率。
本工業機器人主要與數控車床（數控銑床，加工中心等）組合形成生產線，實現加工過程（上料、加工、下料）的自動化、無人化。目前，我國的制造業正在迅速發展，越來越多的資金流向制造業，越來越多的廠商加入到制造業。本設計能夠應用到加工工廠車間，滿足數控彎管機以及加工中心的加工過程安裝、卸載加工工件的要求，從而減輕工人勞動強度，節約加工輔助時間，提高生產效率和生產力。
2、國內外研究現狀和趨勢
目前，在國內外各種機器人和工業機器人的研究成為科研的熱點，其研究的現狀和大體趨勢如下：
1）機械自動結構向模塊化、可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化；由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機。
2）工業機器人控制系統向基于PC機的開放型控制器方向發展，便于標準化、網絡化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構；大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維護性。
3）機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺感知、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺感知、聲覺感知、力量感知、觸覺等多傳感器的融合技術來進行決策控制；多傳感器融合配置技術成為智能化機器人的關鍵技術。
4）關節式、噴涂機器人產品標準化、通用化、模塊化、系列化設計；柔性仿形噴涂機器人開發，柔性仿形復合機構開發，仿形伺服軸軌跡規劃研究，控制系統開發；
5）機器人焊接、機器人搬運、機器人裝配、激光切割等作業的工業機器人產品的標準化、通用化、模塊化、系列化研究；以及離線示教編程和系統動態仿真。
總的來說，大體是兩個方向：其一是機器人的智能化，多傳感器、多控制器，*的控制算法，復雜的機電控制系統；其二是與生產加工相聯系，滿足相對具體的任務的工業機器人，主要采用性價比高的模塊，在滿足工作要求的基礎上，追求系統的經濟、簡潔、可靠，大量采用工業控制器，市場化、模塊化的元件。
3、設計原則
本設計原則是：以任務書所要求的具體設計要求為根本設計目標，充分考慮工業機器人工作的環境和工藝流程的具體要求。在滿足工藝要求的基礎上，盡可能的使結構簡練，盡可能采用標準化、模塊化的通用元配件，以降低成本，同時提高可靠性。本著科學經濟和滿足生產要求的設計原則，同時也考慮本次設計是減低成本的特點，對機械自動設計、機械自動原理、液壓、氣動、電氣傳動及C語言邏輯控制、傳感器、可編程控制器（PLC）、電氣技術、自動控制、機械自動系統仿真等知識盡可能多的綜合運用到本次設計中，使過往的非標實踐經驗得到鞏固和強化，同時也考慮工程師的水平和時間的客觀因素，充分發揮個人能動性，腳踏實地，實事求是的做好本次設計。