基于SolidWorks的冲压自动化生产线安全护栏参数化设计

发布时间：2020-04-04 21:21

【摘要】：本文为我校机械与汽车工程学院与济南奥图科技股份有限公司的合作项目“防护围栏辅助设计系统与控制算法研究”。该项目基于SolidWorks2017三维建模软件开发了一套防护围栏的参数化设计系统,并以安全防护围栏的参数化设计和三维装配为目标对以下内容进行了研究:(1)安全防护围栏的算法设计。为了实现机械设备安全防护围栏标准化管理,解决现场围栏废料、围栏开孔困难等问题,提出一种全新的安全防护围栏排序设计方案。以迭代算法为基础,以围栏合理排布为目标,以围栏尺寸、围栏个数为约束,构建了防护围栏设计模型。通过在沃尔沃、一汽大众机器人冲压线防护围栏设计中的应用表明:围栏成本降低约10%,不同规格防护围栏尺寸的误差率控制在1%以内。(2)安全防护围栏参数化设计与SolidWorks装配工艺。为解决防护围栏快速设计与智能装配等问题,以防护围栏的算法设计模型为基础,以围栏零部件快速成型装配为目标,完成了从设计到生产的冲压线智能设计与装配系统。该系统利用嵌入式通信模式,可实现设备间通信(machine-to-machine,M2M),利用SolidWords的三维建模技术,模拟整个装配过程,将特征装配(FAT)与数据链流(DFC)相融合,判定零部件装配顺序,实现从平面到立体的转化。(3)安全防护围栏冲压线数据采集。为满足安全防护围栏生产线管理和智能监控的需要,设计并完成了防护围栏冲压线数据采集系统。该系统将OPC技术与数据分发适配相融合,形成数据融池,通过DCAU实现数据的稳定采集和定向目标分析,从而保证了数据采集的准确性、APDATA处理数据的灵活性以及不同现场设备的兼容性。用户可以通过MES客户端对围栏冲压线生产状态实时监控,进行组织结构管理和PLC变量管理等操作。实例证明,该系统运行良好,信息采集准确,在防护围栏冲压生产线方面有较高的应用价值。
【图文】：

围栏,围网,立柱

图1.1 GB4053-3-93防护围栏标准柱：位于围网边缘，栏杆的垂直部件。手：固定于围栏最上端的水平方向防护设备。杆：固定于围栏中部起支撑连接作用的圆柱形构件。板；固定于围栏下部的构件，起到防护和阻挡作用。业厂房使用的防护围栏、立柱远高于标准的1050mm，为保护设备，挡板被间距为10mm的斜插围网所代替，当高度高于1500mm时，扶手，而是统一使用围栏上档来代替。业领域中，防护围栏在设备外围使用，围栏布置方式、切割长度作等工作均需要开发人员逐项设计，工作内容重复，设计周期长的成本高昂，更有甚者有些工业现场不允许动用明火，无法按照业防护围栏工作模型如图1.2所示，安全防护围栏将人与操作机器留出相应工作孔。[1]

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齐鲁工业大学硕士学位论文3图1.2 工业防护围栏示意图张骥[4]等人发明了一种可装可拆的楼梯边防护围栏，该栏杆通过将各个模块标准化构件，各构件使用螺栓现场安装而成，安装拆卸方便，实用性强。刘冉[5]等人发明了一种声动防护围栏，围栏立柱的顶端装有危险报警装置，危险报警装置包括控制器、声光报警模块、通讯模块和图像采集模块，通讯模块将报警信息及图像采集模块生成的图像传输至接警平台，防止安全事故的发生。李万杨[6]等人发明了一种拆卸式电力防护围栏，，使用该围栏时，将本体通过围栏固定孔与围栏栏杆相连，使用完毕，可先将栏杆放下，再将围挡卸下，这样可平衡防护围栏的受力
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.7;TG386

【参考文献】