作品名稱:小型減速器機器人裝配工作站
學校名稱:武漢商學院
參賽隊伍:躍進動力
參賽學生:李天賜 李道星 楊永剛
指導老師:雷晶晶
新中國成立70年來,自動化技術迅速應用于社會的各個領域,自動化行業市場規模迅速擴大,尤其是像小型機械產品的自動裝配技術的自動化技術發展迅速。
與日本等發達國家相比,我國自動化裝配技術起步相對較晚。自動化技術仍處于需要多層次實現的趨勢,產業結構水平較低。大多數機械加工和生產模式都是介于純自動化和純人工之間的半自動化層次,且傳統體力勞動的比例相當大。
裝配工作站通常由工件輸送系統、機器人和控制設備組成。它根據設計連接了一組自動裝配機器人和輔助設備。這是一套產品自動裝配的生產線。其主要優點是:能適應大規模自動化制造,提高裝配質量,保證產品質量的一致性;進一步提高生產效率,取代傳統工作,24小時連續生產;能在對人體有害的環境中長期工作;它可以實現長時間的裝配操作,確保產品的高生產率、高精度和高效率。目前,中國很少有公司能開發出完善的自動化生產線。我國的自動裝配技術雖然起步比較晚,但現在已初見成效。在制造業,大約20%的工作量是組裝,在一些產品的生產中,組裝工作量甚至占整個生產過程的70%。
減速器裝配工作的設計是減速機產品研發的重要組成部分,在減速器自動化的設計過程中,整體的設計和合理的規劃還遠遠不能令人滿意。在自動化領域,為滿足產品更新換代和市場快速變化的需要,近年來,我國高柔性、低成本的柔性自動化裝配單元得到了快速發展。
本設計的任務是裝配一種小型減速器,減速器長寬高分別為100mm、70mm和50mm,由三個齒輪和上下殼體組成,質量為279.79g。
從小型機器人減速器的裝配要求入手,結合其現有的裝配工藝和技術,制定了小-型減速器自動裝配過程的工藝路線,并對機器人末端執行器進行結構設計;然后對工藝路線進行細分和優化。并且選用的ABB的1660型六軸機器人,通過工作站布局仿真,只要高度合適,強度足夠即可適用本項目設計。
本項目產品與以往的手工裝配生產過程比起來,自動化裝配工作站的生產線無需人工操作,只需在電腦或示教器上進行編程,只要程序設計確認無誤,裝配過程幾乎不會出現差錯. 杜絕了人工生產時因生產工序復雜導致的產品精度降低,功能缺陷等問題。
在人力生產過程中,人工裝配常常需要長時間內循環反復一項工作,時間長了難免會疲憊懈怠,引發各種生產事故。通過自動化生產線,不僅避免了工人處于惡劣危險的環境中工作,還極大降低了生產危險系數。若在裝配過程中發生安全問題,尤其是一些高危作業,可以通過事前建立的保護程序,發出報警信號,緊急中止生產進程,充分保障生產過程的安全,利用機器人取代人,可以有效避免生產人員受到傷害。
目前國內工業生產需求逐年增長,通過工業機器人自動裝配生產的應用,生產線的生產效率和產品質量也得到了提高。另外,通過計算機系統可以實時監控產線的運行狀況,確保生產過程的穩定性,防止生產過程質量的波動的發生,節省物力、人力和財力。這種生產模式可以將以前的大生產區域整合為小生產區域,大大節約了生產區域。