工业机器人在锚链自动化制造中的应用研究.pdf

工业机器人在锚链自动化制造中的应用研究工业机器人在锚链自动化制造中的应用研究刘洪涛（莱钢淄博锚链公司，山东淄博2 5 5 16 7）【摘要】充分发挥工业机器人的优势，进行工业机器人在锚链自动化制造中的应用方案研究，加快传统制造业自动化、智能化技术升级改造，显著提升锚链制造行业生产效率。【关键词】工业机器人；锚链；自动化；应用研究中图分类号】TP242.2D0I:10.16640/ki.37-1222/t.2023.04.011【文献标识码A文章编号】10 0 6-7 5 2 3（2 0 2 3）0 4-0 0 6 4-0 4产品质量控制一般符合国际标准或是国家标准，引言并按照客户不同需求，满足不同国家船级社检验规传统的锚链加工制造主要是依靠人力生产为主，劳动强度大，作业环境差，质量稳定无法保障，生产效率低，而且高温条件极易发生烫伤、挤伤等安全事故。在信息技术快速发展背景下，制造业逐渐实现智能化、自动化，工业机器人在自动化制造过程中得到了广泛使用，显著提升加工制造生产效率，满足了制造行业的健康发展，但锚链行业由于其产品的特殊性，小规格锚链自动化制造设备研究与应用虽然已取得了一些进展，但中大规格锚链自动化制造设备研究仍相对滞后。因此，有必要充分发挥工业机器人的优势，加强能覆盖全部规格的锚链产业自动化生产工业机器人的应用研究。一、锚链生产制造流程锚链是舰船与锚之间的连接部件，是舰船锚泊系统非常重要的组成部分，按照制造工艺不同可以分为铸钢锚链、闪光焊接锚链和锻造锚链，目前已闪光焊接锚链最为常见。锚链生产制造工艺和范要求。传统的锚链生产制造是流程化生产，由下料、制档、制链、焊档、热处理、表面处理、性能检验、浸漆、包装等工序组成，如图1示。各个工序有相对独立，其中制档、制链环节为锚链制造专用设备，其他工序则大多为通用设备。二、锚链自动化制造方案随着科技不断进步，推动制造业由人工化走向自动化已是必然趋势，对于劳动密集型的锚链制造行业更是如此。自动化制造是由智能控制系统、执行单元和人类专家共同组成的人机一体化生产制造系统，在生产制造过程中，它能通过专家库、生产工艺模型、工艺路径等途径实现自动化生产。工业机器人之前由于高技术、高投人、通用化程度差等限制，在锚链制造行业应用几乎无人问津，随着其通用化、模块化、产业化进程加快，工业机器人在锚链行业广泛应用成为可能。工业机器人将是未来锚链行业自动化生产的核心要素，是实现锚链行业未来生产自动化、数字化、收稿日期 2 0 2 3-0 1-19【作者简介】刘洪涛（197 6 一），男，硕士，莱钢集团淄博锚链有限公司，高级工程师。-64-山东工业技术2023年第4期（总第312 期）原料进厂HD性能检验不合格合格材料入库加热AC下料加热KS/AS加热制档编环锻造焊接机加工去刺装配压档焊档表面修磨产品入库图1锚链生产工艺流程图智能化的保障，也将是锚链行业不断推向智能制制造机组上料抓取与工艺抓取、自动焊档、热处理、造的基础，工业机器人将会成为锚链智能制造中产品检测和表面浸漆等分别由满足各自功能的机智能装备的代表。器人来实现，各工序之间按功能模块化设计，各功实现锚链自动化化生产，一方面需要构建自能模块相对独立，即功能模块既可独立作业，又是动化生产控制平台一控制中心，根据传统生产经整体系统的一个组成部分，工业视觉系统用来实现验、数据参数，建立专家信息库，形成自动化场功能过程识别控制，场景视觉系统则用来实现作景中的“基本大脑”，如图2 示；另一方面优化业过程及现场监视，中间过程以地面和空中轨道车工艺流程，分析锚链生产不同工序，开发利用不完成工序转移。由于作业现场环境较差、干扰因同的功能工业机器人作为实现自动化生产表现形素多，系统控制整体设计及元器件选择充分考虑式。如卸料码垛、取料切割、抓料装筐、自动制档、抗扰降噪措施，以保障系统稳定性。WPS文字Doc1.docx三文件CalibriCE文)粘贴格式刷B表面漫漆+插入页面布局引用一五号AAAA打包视图阜节安全云服务百度网盘三三三A田AaBbcodAaBbAaBb(AaBbc.:H三产品检验A田正文标题1标频2标舰3新样式文字工具查找昔换选择保存到百度网盘表面处理未豆录Q童找命令Q热处理场景监视控制中心工业视觉系统数据总线触摸屏PLCPLCPLC脉冲控制场景采集系统现场数据采集工业机器人组现场数据采集控制对象工业机器人伺服驱动页码：1页面：1/2 节：1/1SQ三、工业机器人优势分析与传统机械加工技术相比，工业机器人有着设置值：3.1厘米行：1列：18学数：137拼写检章图2锚链自动化生产控制平台显著优势，人为因素的影响减少，生产稳定性显著增强，实现加工过程自动化、精准化控制，完成不同类型机械加工，提高加工过程的安全性。-65-145%10:34周三#2023/1/18工业机器人在锚链自动化制造中的应用研究还可以统一加工标准，减少误差出现，有效降低锚链生产制造企业生产成本。当前工业机器人技术向着更深层次方向发展，大抓力、多功能、多自由度工业机器人技术可以充分满足各种基本加工制造工艺需求。自动化技术在工业机器人领域应用更为普遍，使机器代替人工在现场操作，这一模式下意味着操作人员处于相对安全的环境中，减少可能出现的安全事故。传统重复体力劳动被机械取代，确保加工出质量一致的产品，切实满足机械生产需求。通过自动化领域减少不安全因素，提高自动化领域安全运行质量。四、工业机器人在锚链自动化制造中的实现方式在锚链行业应用工业机器人实现生产自动化，同其它加工制造行业对工业机器人的要求一致，根据需要实现的不同功能选择开发具有相应作业能力工业机器人，同时要根据不同作业环境选择工业机器人保证其对环境的适应性，确保控制功能的发挥，满足专业化的生产需要。下面简要说明工业机器人在锚链自动化制造中典型应用实现形式。1.自动制档锚链自动制档单元以可编程控制器（PLC）为控制核心，选用多关节智能机器人执行相关动作。定尺横档备料通过自动上料系统将物料送至中频透热炉加热后，输送至上料台，放料多关节机器臂将高温物料抓取到制档机中进行制档；出料多关节机器臂将成型横档取出，放至下料滑道输送至成品物料区，完成流程节拍。为防止制档过程中温度过高物料变形，保证整套系统不受高温影响稳定运行，采用自吸式水冷夹具进行冷却。锚链自动制档单元各机构动作配合采用程序控制，协调各组件间工作节拍，使之通畅配合。采用视频监控和声控光电等报警系统，实现中央控制室监管各产线，替代生产现场人员操作、值守。2.自动焊档锚链自动焊档单元是将已挤入锚链链环中间的横档与链环之间牢固焊接，其接触面类似于管道正交的相贯线，实现自动焊档的难点在于焊缝的识别跟踪技术。设计基于嵌人式中央控制及工业级图像高速传输控制技术的CCD视觉系统，应用模糊控制的精选参数自整定技术，使系统具有对精确检测的自适应调整，有效解决了焊缝识别跟踪问题。锚链自动焊档单元由进链机构、辅链机构、变位机、工业机器人系统、出链机构等组成，见图3。整个系统以可编程控制器为控制核心，通过控制程序对设备运行动作和焊接过程实时控制和监控。焊接机器人选择技术成熟的六自由度高精度焊接机器人，焊接电源选用高品质脉冲焊接，低飞溅、高熔深。焊接时，只需要根据锚链规格设置调整焊接工艺参数和焊接过程控制，操作工人不再需要操作焊枪，远离弧光、粉尘、飞溅等对身体有害的因素，保障了工人健康 2 1。344421.进链机构2.变位机3.出链机构4.焊接机器人5.辅链机构图3锚链自动焊档系统面等进行抛光打磨，消除锚链产品表面瑕疵，满3.表面修磨足产品外观标准和船级社规范的重要工序。传统锚链表面修磨单元是对锚链焊缝以及外圆表的修磨方式是人工手持电动或风动砂轮机进行表-66-254五、结束语工业机器人在锚链自动化制造中的应用，可以稳定产品生产质量，提高企业生产效率，增加山东工业技术2 0 2 3年第4期（总第312 期）面打磨，劳动强度大、生产效率低，生产质量无作业，实现物料存取、转移自动化、操作简便化。法有效保障，而且长时间作业，修磨过程中产生智慧仓储系统组成通过自动化及计算机信息技的砂轮、金属混合磨削粉尘对人体会造成很大危术，动态处理物料流业务数据，实时监视原材料、害。锚链表面修磨机器人开发在锚链自动焊档平产品以及生产设备运行状态，实现对作业任务逻台基础上进行设计，以可编程控制器为核心，应辑分析、输送路径分析、设备工艺、作业流程协用六自由度多关节机器人，辅助CCD视觉系统调监控、货品信息跟踪及管理、设备状态监控、确定修磨轨迹和修磨方案，进行加工轨迹和磨削用户信息管理，协同设备自动控制系统实现物流参数控制，设计开锚链专用发砂带修磨头，通过设备的集中控制、生产调度、库存管理、数据管正交试验进行机器人磨削参数优选，以实现整条理等功能。锚链的自适应磨削加工过程，满足锚链焊缝加工表面质量和提高生产效率的要求。4.智能物流智能物流单元由吊装机器人、智能平板车等组成的转运系统以及智慧仓储系统组成。转运系统中的吊装机器人系统主要构成包括智能起重机桥架、四维定位系统、3D扫描系统、智能吊具、无线通讯系统、自动控制系统、防摇摆系统，满足锚链钢等进场卸车入库、转运、锚链成品出入库、半成品转序等装车、卸车，以可编程控制器控制，控制室中心监控、操作，生产现场无人化产品生产效益，降低工人劳动强度，保障作业环境友好。开发利用不同功能模块工业机器人建设锚链自动化制造柔性生产线，实现锚链产品制造的自动化、高效化。未来为推进工业机器人在锚链制造行业中的更广泛应用，需要不断加强人才培养、技术创新以及优化装备性能和使用功能等工作，加大工业机器人在锚链自动化生产应用的广度与深度，推动锚链行业不断向智能制造发展。【参考文献】1吕燕.工业机器人在自动化控制领域中的应用研究 .流体测量与控制,2 0 2 1,2(0 6)5 9-6 1.2巩宪波.多规格船用锚链横档自动焊接设备的研究与设计 D.青岛：青岛科技大学，2 0 17.3柏慧，王春梅.工业机器人在自动化控制领域中的应用研究 .内燃机与配件,2 0 2 0(2 3):2 0 7-2 0 9.4孙倩.工业机器人技术在自动化控制领域的运用 .无线互联科技,2 0 2 1,18(0 7):90-91.5崔岳.工业机器人技术在自动化控制领域的实践研究 .设备管理与维修,2 0 2 1(0 6):10 0-10 1.The Application Research of The Industrial Robot in The Automatic Manufactureof The Anchor chainLIU Hong-tao(Laiwu Steel Group Zibo anchor chain company,Zibo 255167,China)Abstract:make full use of the advantage of the industrial robot,carry on the application project researchof the industrial robot in the automatic manufacture of the anchor chain,we will accelerate the upgradingand upgrading of automation and intelligentization technologies in traditional manufacturing industries,andsignificantly improve the production efficiency of the anchor chain manufacturing industry.Key Words:industrial robot,anchor chain,automation,application research-67-