板管类零件自动组装焊接装备及其生产管理系统研发
发布时间：2021-11-15 16:52
随着科学技术的飞速发展和中国制造2025的提出,工业机器人技术及新一代信息技术等智能制造技术在工业制造领域中应用越来越广,我国是农业大国,农机装备的需求也在逐年攀升,农机制造业正向着自动化、信息化及智能化等方向发展,实现农机制造业智能制造,不仅能提高农机装备的生产效率和质量,还能降低工人劳动强度,改善作业环境,提高农机制造企业经济效益。农机制造企业焊接作业过程中,有大量板管类零件需要焊接,而目前焊接车间中板管类零件焊接采用的是人工组装焊件后再人工焊接的方式,劳动强度大、焊接效率低、焊接质量取决于操作工人的技术水平,焊接质量得不到保障,且焊接车间信息化程度低,人员信息、仓储信息、质检信息、生产信息、设备状态等信息主要依靠人工记录,生产信息记录容易出错、信息更新不及时、车间管理者难以有效实时了解焊接车间生产进度。针对以上情况,本课题设计研发了板管类零件自动组装焊接装备及其生产管理系统。主要研究内容如下:（1）小麦收获机底架是板管类零件焊接作业中典型应用,通过分析其焊接工艺,设计了板管类零件自动组装焊接装备。具体包括:针对目前板管类零件人工焊接,采用焊接机器人工作站来代替人工焊接的方式,对焊...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
《中国制造2025》十大重点领域
板管类零件自动组装焊接装备及其生产管理系统2图1.2小麦联合收获机农机生产制造过程中，有大量的板管类零件需要焊接，焊接技术在农机制造业中具有广阔的应用前景，但随着近年来人口老龄化、劳动力成本增加、焊工越来越重视工作环境及焊工操作水平不同等原因，“以机换人”以及“人机合作”已经成为许多传统制造企业转型升级的突破口，同时提高制造企业生产的智能化、信息化与自动化也已经成为许多传统制造企业发展的重要途径[7]。在这种背景下工业机器人、信息技术等技术应运而生，工业机器人是通过其自身的运动能力和控制能力以此来实现各种功能的机器，随着工业机器人的快速发展，它在汽车生产、机械制造、焊接、装卸、打磨抛光、搬运堆垛、装配、喷涂等作业中得到越来越多的应用[8~9]。目前国内汽车制造业已大规模使用工业机器人，而目前农机制造业仍主要依靠人工来进行生产，工艺相对落后，还会面临人工劳动强度大、生产效率低、产品质量得不到保障等问题[10]。通过将工业机器人技术引入到农机制造业中并成功应用，将提高我国国产农机制造水平，并带来质的飞跃，但是替换人工实现农机生产自动化，仅仅是实现智能制造的第一步，信息技术的实现将使农机制造业真正实现智能制造。1.2研究目的及意义当前农业制造企业急需进行转型升级实现智能制造，这过程中需要工业机器人技术、信息技术等技术的支撑，小麦收获机底座的焊接是典型的板管类零件焊接应用。目前小麦收获机底架采用手工焊接作业，存在焊接电压、电流、焊接速度、焊丝伸出长度等参数变化的缺点；人工焊接生产工作环境恶劣；焊接生产效率低，焊工容易疲劳需要轮换上岗，难以保证焊接生产工作的一致性；焊接质量得不到保障，焊接工人的身体状况和操作情况对焊接质量影响很大，并且焊接?
济南大学硕士学位论文5图1.3所示和直角坐标型如图1.4所示。其中直角坐标型机器人在上下料功能需求中应用广泛，其主要以直线运动轴为主，每个运动轴对应笛卡尔坐标系中的X、Y和Z轴，其中X轴和Y轴为水平运动，Z轴为垂直运动，并且Z轴末端会增加旋转轴以配合末端执行器进行工作[35]。图1.3关节型上下料机器人图1.4直角坐标型上下料机器人1.3.3工业机器人离线编程研究现状进入到21世纪以来，工业机器人在制造领域应用的越来越广，同时机器人需要执行的工作也越来越复杂，因此机器人的程序编制工作也变得越来越困难，目前工业机器人程序编制方式有示教编程与离线编程两种模式[36]。机器人离线编程系统(Robotoff-line-programmingSystem)为现今工业机器人领域内最活跃最前沿的研究方向，离线编程系统运用计算机图形学技术，搭建起模拟仿真环境，再通过运动轨迹算法、对图形操作与控制进行轨迹规划，在通过对路径轨迹生成结果的动画仿真模拟来检验程序的可行性，最后将路径轨迹生成离线代码文件，导入到机器人控制柜控制机器人完成预期设定的工作[37]。机器人离线编程系统特点如下：①减少机器人停机时间、②保证编程工作人员安全、③使用范围广泛且通用性强，可对各种机器人进行编程、④便于与CAD/CAM系统的结合、⑤可对复杂路径轨迹进行编程、⑥便于机器人程序的修改[38~39]。常用离线编程软件，可按不同标准分类，例如，按国内与国外分类，可以分为以下两大阵营：国内：RobotArt；国外：RobotMaster、RobotWorks、Robomove、RobotCAD、DELMIA、RobotStudio、RoboGuide。按通用离线编程与厂家专用离线编程，又可以为以下两大阵营：
【参考文献】：
期刊论文
[1]车辆废气后处理罐双机器人焊接工作站设计[J]. 傅朝斌,周泽洋. 内燃机与配件. 2019(10)
[2]金属结构件焊接机器人工作站的设计[J]. 赵明利,朱华炳,祖磊,江磊. 组合机床与自动化加工技术. 2019(04)
[3]浅析工业机器人离线编程技术[J]. 张桂娟,苗艳杰. 电脑知识与技术. 2019(08)
[4]机器人焊接工作站研发[J]. 王悦娟,林怡辉,徐军升. 拖拉机与农用运输车. 2019(01)
[5]数控机床上下料机器人结构设计[J]. 李凡国,王金参,孙玉新,闫思江. 电子技术与软件工程. 2018(24)
[6]基于RobotStudio的多工业机器人制链生产线的仿真设计[J]. 田国柱,丁洁. 组合机床与自动化加工技术. 2018(12)
[7]基于Robotmaster的半挂车机器人喷粉离线编程应用研究[J]. 张世炜,吴沙,李晓甫,张智,张修荣. 专用汽车. 2018(12)
[8]RFID技术在大型压力容器焊接生产线上的应用研究[J]. 胡晓兵,李现春,郭磊,周原令. 机械. 2018(11)
[9]我国智能制造业的发展现状与需求分析[J]. 赵萍. 辽宁省交通高等专科学校学报. 2018(05)
[10]我国智能制造的发展展望[J]. 何成奎,郎朋飞,康敏. 机床与液压. 2018(16)
硕士论文
[1]四轴冲压上下料机器人的仿真与轨迹规划研究[D]. 房炜.江苏大学 2017
[2]IRB1410型机床上下料机器人设计[D]. 熊隽.西南交通大学 2017
[3]焊接生产管理系统研究与开发[D]. 袁圆圆.南昌航空大学 2015
本文编号：3497160
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
《中国制造2025》十大重点领域
板管类零件自动组装焊接装备及其生产管理系统2图1.2小麦联合收获机农机生产制造过程中，有大量的板管类零件需要焊接，焊接技术在农机制造业中具有广阔的应用前景，但随着近年来人口老龄化、劳动力成本增加、焊工越来越重视工作环境及焊工操作水平不同等原因，“以机换人”以及“人机合作”已经成为许多传统制造企业转型升级的突破口，同时提高制造企业生产的智能化、信息化与自动化也已经成为许多传统制造企业发展的重要途径[7]。在这种背景下工业机器人、信息技术等技术应运而生，工业机器人是通过其自身的运动能力和控制能力以此来实现各种功能的机器，随着工业机器人的快速发展，它在汽车生产、机械制造、焊接、装卸、打磨抛光、搬运堆垛、装配、喷涂等作业中得到越来越多的应用[8~9]。目前国内汽车制造业已大规模使用工业机器人，而目前农机制造业仍主要依靠人工来进行生产，工艺相对落后，还会面临人工劳动强度大、生产效率低、产品质量得不到保障等问题[10]。通过将工业机器人技术引入到农机制造业中并成功应用，将提高我国国产农机制造水平，并带来质的飞跃，但是替换人工实现农机生产自动化，仅仅是实现智能制造的第一步，信息技术的实现将使农机制造业真正实现智能制造。1.2研究目的及意义当前农业制造企业急需进行转型升级实现智能制造，这过程中需要工业机器人技术、信息技术等技术的支撑，小麦收获机底座的焊接是典型的板管类零件焊接应用。目前小麦收获机底架采用手工焊接作业，存在焊接电压、电流、焊接速度、焊丝伸出长度等参数变化的缺点；人工焊接生产工作环境恶劣；焊接生产效率低，焊工容易疲劳需要轮换上岗，难以保证焊接生产工作的一致性；焊接质量得不到保障，焊接工人的身体状况和操作情况对焊接质量影响很大，并且焊接?
济南大学硕士学位论文5图1.3所示和直角坐标型如图1.4所示。其中直角坐标型机器人在上下料功能需求中应用广泛，其主要以直线运动轴为主，每个运动轴对应笛卡尔坐标系中的X、Y和Z轴，其中X轴和Y轴为水平运动，Z轴为垂直运动，并且Z轴末端会增加旋转轴以配合末端执行器进行工作[35]。图1.3关节型上下料机器人图1.4直角坐标型上下料机器人1.3.3工业机器人离线编程研究现状进入到21世纪以来，工业机器人在制造领域应用的越来越广，同时机器人需要执行的工作也越来越复杂，因此机器人的程序编制工作也变得越来越困难，目前工业机器人程序编制方式有示教编程与离线编程两种模式[36]。机器人离线编程系统(Robotoff-line-programmingSystem)为现今工业机器人领域内最活跃最前沿的研究方向，离线编程系统运用计算机图形学技术，搭建起模拟仿真环境，再通过运动轨迹算法、对图形操作与控制进行轨迹规划，在通过对路径轨迹生成结果的动画仿真模拟来检验程序的可行性，最后将路径轨迹生成离线代码文件，导入到机器人控制柜控制机器人完成预期设定的工作[37]。机器人离线编程系统特点如下：①减少机器人停机时间、②保证编程工作人员安全、③使用范围广泛且通用性强，可对各种机器人进行编程、④便于与CAD/CAM系统的结合、⑤可对复杂路径轨迹进行编程、⑥便于机器人程序的修改[38~39]。常用离线编程软件，可按不同标准分类，例如，按国内与国外分类，可以分为以下两大阵营：国内：RobotArt；国外：RobotMaster、RobotWorks、Robomove、RobotCAD、DELMIA、RobotStudio、RoboGuide。按通用离线编程与厂家专用离线编程，又可以为以下两大阵营：
【参考文献】：
期刊论文
[1]车辆废气后处理罐双机器人焊接工作站设计[J]. 傅朝斌,周泽洋. 内燃机与配件. 2019(10)
[2]金属结构件焊接机器人工作站的设计[J]. 赵明利,朱华炳,祖磊,江磊. 组合机床与自动化加工技术. 2019(04)
[3]浅析工业机器人离线编程技术[J]. 张桂娟,苗艳杰. 电脑知识与技术. 2019(08)
[4]机器人焊接工作站研发[J]. 王悦娟,林怡辉,徐军升. 拖拉机与农用运输车. 2019(01)
[5]数控机床上下料机器人结构设计[J]. 李凡国,王金参,孙玉新,闫思江. 电子技术与软件工程. 2018(24)
[6]基于RobotStudio的多工业机器人制链生产线的仿真设计[J]. 田国柱,丁洁. 组合机床与自动化加工技术. 2018(12)
[7]基于Robotmaster的半挂车机器人喷粉离线编程应用研究[J]. 张世炜,吴沙,李晓甫,张智,张修荣. 专用汽车. 2018(12)
[8]RFID技术在大型压力容器焊接生产线上的应用研究[J]. 胡晓兵,李现春,郭磊,周原令. 机械. 2018(11)
[9]我国智能制造业的发展现状与需求分析[J]. 赵萍. 辽宁省交通高等专科学校学报. 2018(05)
[10]我国智能制造的发展展望[J]. 何成奎,郎朋飞,康敏. 机床与液压. 2018(16)
硕士论文
[1]四轴冲压上下料机器人的仿真与轨迹规划研究[D]. 房炜.江苏大学 2017
[2]IRB1410型机床上下料机器人设计[D]. 熊隽.西南交通大学 2017
[3]焊接生产管理系统研究与开发[D]. 袁圆圆.南昌航空大学 2015
本文编号：3497160
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