工业机器人在冲压自动化生产线中的应用

摘要

汽车车身覆盖件冲压生产线是汽车生产过程中的关键设备，直接影响到汽车的生产效率和质量。随着汽车行业的快速发展，对车身覆盖件的要求也越来越高，冲压生产线也向高品质，高速化，柔性化，自动化的方向发展。传统的冲压生产线中人工送料，手动操作已经不能满足生产的需要，采用工业机器人代替人工操作组成的全自动冲压生产线，是进行高效，高速，高质量冲压生产的发展方向。
　　本文分析了柔性冲压生产线的工作流程，对摆动横杆，平行四连杆，六自由度关节型机器人等三种输送系统的优缺点进行了比较，采用了结构更加简单，生产效率高，成本低，柔性高，控制简单的六自由度机器人作为自动输送系统，与压机连线一起组成冲压生产线。利用D-H法建立工业机器人运动学方程，得到齐次变换矩阵，进行了运动学正解和反解。介绍了机器人轨迹规划的插补法，采用Mat lab中的SimMechanics工具箱对机器人进行运动学仿真，通过输入各关节运动参数，得到末端执行器的位移，速度，角速度等曲线，为机器人的研制提供了数据。
　　对机器人冲压生产线进行总体布局，合理配置生产线辅助单元，设计了拆垛机，皮带机，端拾器等单元部件，对压机布局，人员配置，生产节拍进行分析，并对拆垛机和皮带机进行了柔性化设计。对生产线的安全性分析，建立基于Safety BUS p的安全防护系统，采用PROFIBUS-DP现场总线的连线控制系统，并采用工业监控软件组态王，基于以太网构成监控系统，对整条冲压线的生产过程进行监控。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

Contents

1 绪 论

1.1 课题提出的背景及研究意义

1.2 国内外冲压技术的发展状况

1.3 本课题的主要研究内容和目标

1.4 本章小结

2 冲压机器人

2.1 工业机器人的特点

2.2 机器人运动学概述

2.3 机器人轨迹规划及仿真

2.4 本章小结

3 机器人冲压生产线总体布局

3.1 机器人自动冲压生产线的组成

3.2 冲压生产线的总体布局和节拍分析

3.3 冲压生产线柔性化设计

3.4 本章小结

4 冲压生产线的安全防护

4.1 冲压生产线的安全性分析

4.2 冲压生产线的安全保护措施

4.3 安全防护技术

4.4 基于Safety BUS p的安全防护系统

4.5 本章小结

5 冲压生产线控制系统的设计

5.1 连线控制系统总体设计

5.2 工业以太网的组建

5.3 单元控制系统

5.4 基于组态王的监控与故障诊断

5.5 本文小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目