交互式機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)

機(jī)器人作為一種能夠模擬人工操作的工作機(jī)械，隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬，從傳統(tǒng)的制造業(yè)正在向非制造業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展。今后，電力、原子能電站、消防救災(zāi)、服務(wù)、農(nóng)林、畜牧、水產(chǎn)、醫(yī)療、礦業(yè)、化工、醫(yī)藥、交通、海洋、航空、航天、軍事、環(huán)保等領(lǐng)域，都是或?qū)⑹菣C(jī)器人發(fā)揮其功能的廣闊天地。

柔性加工系統(tǒng)，又稱(chēng)為可調(diào)式生產(chǎn)線(xiàn)或系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，已進(jìn)入多品種、小批量的生產(chǎn)領(lǐng)域。廊坊智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司研制的交互式機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)集工業(yè)機(jī)器人及其控制系統(tǒng)、交互式機(jī)器手、交互式操作平臺(tái)、交互式智能軟件、設(shè)備及其控制系統(tǒng)于一體，可用于復(fù)雜三維工件的批量制造加工，也可作為一個(gè)柔性單元靈活嵌入到自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中，可滿(mǎn)足大型裝備成套系統(tǒng)和大型復(fù)雜加工系統(tǒng)的自動(dòng)化需求。

應(yīng)用領(lǐng)域

——汽車(chē)制造業(yè)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車(chē)、摩托車(chē)行業(yè)所用的機(jī)器人占機(jī)器人總用量的45%。在汽車(chē)、摩托車(chē)等制造業(yè)中，噴涂、焊接、搬運(yùn)、裝配、檢測(cè)等工序存在著大量的重復(fù)性勞動(dòng)，因此，汽車(chē)制造業(yè)是理想的機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)所。世界各大汽車(chē)制造公司都在主要工序應(yīng)用機(jī)器人代替人工操作，如美國(guó)通用、福特汽車(chē)公司、德國(guó)大眾，都有幾百上千個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)。在中國(guó)的汽車(chē)工業(yè)，應(yīng)用機(jī)器人代替人工操作也正在興起，如上海大眾、上海通用，機(jī)器人已被用于焊接、噴涂和部分裝配。然而現(xiàn)有的傳統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)的局限性使現(xiàn)在的汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)，特別是一些關(guān)鍵工序必須由人工操作。如齒輪箱裝配，由于人工裝配造成了先期的損傷，影響整機(jī)性能，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低。廊坊智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司研制的在線(xiàn)力控制交互式機(jī)器人裝配系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)損及高效裝配。本公司的柔性機(jī)器人汽車(chē)加工、裝配系列將進(jìn)一步擴(kuò)展智能化機(jī)器人在汽車(chē)、摩托車(chē)制造業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域和提高工作效率。

——鑄造業(yè)

鑄造業(yè)是廣泛應(yīng)用機(jī)器人的第二大行業(yè)。由于鑄造的惡劣工作環(huán)境，使用機(jī)器人是最好的選擇。從翻砂到清理，每道工序都可應(yīng)用機(jī)器人。特別是鑄件的前期清理，環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大，像汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)體鑄件等復(fù)雜工件的清理使用智能化機(jī)器人是最好的選擇。廊坊智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司研制的在線(xiàn)力控制交互式機(jī)器人鑄件清理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人切、銑、磨及去飛邊等加工過(guò)程,大大提高了生產(chǎn)效率及加工質(zhì)量,具有極強(qiáng)的對(duì)不同工件的適應(yīng)能力,因此在國(guó)內(nèi)外鑄造行業(yè)有著廣闊的市場(chǎng)前景。

——能源裝備加工

大型發(fā)電機(jī)組的汽輪機(jī)葉片是幾何形狀復(fù)雜的多曲面部件，其加工方法歷來(lái)使用人工磨削和拋光，勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工精度低，質(zhì)量一致性差，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化加工。廊坊智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司研制的交互式機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)可以通過(guò)三維掃描檢測(cè)實(shí)現(xiàn)葉片信息輸入、離線(xiàn)編程、在線(xiàn)校準(zhǔn)、在線(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、在線(xiàn)質(zhì)量控制的柔性自動(dòng)化加工，以保證葉片的尺寸、幾何精度及其一致性，將實(shí)現(xiàn)葉片加工技術(shù)上的歷史性突破，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源裝備加工自動(dòng)化，進(jìn)而提高我國(guó)能源裝備的整體水平。因此該技術(shù)將廣泛應(yīng)用于能源裝備加工業(yè)。

——航空制造業(yè)

飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工與再制造在世界范圍內(nèi)存在巨大市場(chǎng)。尤其是由于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片非常昂貴，其每年的再制造市場(chǎng)甚至大于新葉片的加工量。由于其復(fù)雜的工藝過(guò)程，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家仍采用手工操作。廊坊智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司研制的葉片表面噴砂處理、葉片磨削、葉片表面等離子噴涂及葉片冷卻孔再打開(kāi)技術(shù)使得飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的再制造實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)化成為可能。

——塑料加工業(yè)

我國(guó)為世界第一大塑料制品加工大國(guó)。機(jī)器人輔助大型注塑機(jī)將顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。因此交互式機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)將在該領(lǐng)域大有作為。

——人體植入物加工業(yè)

隨著人民生活水平和醫(yī)療水平的不斷提高， 人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也不斷提高。因此人體植入物加工業(yè)也在世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展。但像人造關(guān)節(jié)這樣的人體植入物由于其復(fù)雜形狀只能由手工完成。廊坊智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司開(kāi)發(fā)的交互式機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)將在該領(lǐng)域大有作為。為我國(guó)人體植入物加工業(yè)進(jìn)入世界先進(jìn)行列作出貢獻(xiàn)。

——五金加工業(yè)

隨著人民生活水平和醫(yī)療水平的不斷提高， 人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也不斷提高。因此人體植入物加工業(yè)也在世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展。但像人造關(guān)節(jié)這樣的人體植入物由于其復(fù)雜形狀只能由手工完成。廊坊智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司開(kāi)發(fā)的交互式機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)將在該領(lǐng)域大有作為。為我國(guó)人體植入物加工業(yè)進(jìn)入世界先進(jìn)行列作出貢獻(xiàn)。

系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

——系統(tǒng)離線(xiàn)編程

將工業(yè)加工過(guò)程所需要的三維信息通過(guò)CAD模型、三維測(cè)量?jī)x器輸入到交互式機(jī)器人系統(tǒng)軟件。根據(jù)輸入信息，該模塊自動(dòng)產(chǎn)生機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡和程序。該模塊將根據(jù)不同的加工過(guò)程設(shè)置相應(yīng)的加工過(guò)程參數(shù)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。與常用的手工在線(xiàn)逐點(diǎn)機(jī)器人編程法相比較，該模塊的使用將大大縮短編程時(shí)間。而且由于實(shí)現(xiàn)了離線(xiàn)編程而不間斷生產(chǎn)過(guò)程，從而大大提高設(shè)備使用率。

——系統(tǒng)在線(xiàn)校準(zhǔn)

該模塊主要用來(lái)校準(zhǔn)工件及加工工具的安裝誤差。機(jī)器人按照運(yùn)動(dòng)程序通過(guò)簡(jiǎn)單的相對(duì)測(cè)量實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)在線(xiàn)校準(zhǔn)。在線(xiàn)校準(zhǔn)的應(yīng)用使得機(jī)器人離線(xiàn)編程成為現(xiàn)實(shí)。在線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊將與在線(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償模塊相結(jié)合進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)自學(xué)習(xí)功能而不斷提高工件加工質(zhì)量。

—— 模型化加工過(guò)程參數(shù)控制

經(jīng)離線(xiàn)編程產(chǎn)生的機(jī)器人路徑，經(jīng)系統(tǒng)在線(xiàn)校準(zhǔn)后能準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)到加工位置。但如何控制機(jī)器人速度、加工工具的形狀及尺寸、工件與加工工具的接觸力、以及如何補(bǔ)償加工工具的磨損等加工過(guò)程參數(shù)，都將按照加工過(guò)程模型進(jìn)行控制。

——在線(xiàn)質(zhì)量控制

在機(jī)器人加工過(guò)程中，機(jī)器人將不斷的檢測(cè)加工中的工件尺寸精度，如果工件未達(dá)到要求，重新返回再加工，直至合格為止。

——在線(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償

該模塊的主要功能是根據(jù)在線(xiàn)視覺(jué)和觸力感覺(jué)的反饋信息，消除加工工件本身的隨機(jī)誤差。

——機(jī)器人控制程序進(jìn)行再調(diào)整

機(jī)器人在操作過(guò)程中根據(jù)傳感器反饋信息及對(duì)工件的在線(xiàn)測(cè)量，對(duì)機(jī)器人控制程序進(jìn)行再調(diào)整，逐步修正機(jī)器人程序，使加工質(zhì)量不斷提高。

系統(tǒng)流程及優(yōu)點(diǎn)

流程：

優(yōu)點(diǎn)：

系統(tǒng)適用面廣、提高生產(chǎn)效率

優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，保證產(chǎn)品質(zhì)量高度一致性

有效降低生產(chǎn)及管理成本

適應(yīng)多品種各種批量生產(chǎn)

適用于復(fù)雜三維形狀工件的自動(dòng)化加工

快速響應(yīng)產(chǎn)品調(diào)整，提高設(shè)備使用率