闭环控制机器人打磨抛光自动化系统
成果类型:: 发明专利,新技术
发布时间: 2022-07-25 13:58:02
抛光打磨机器人是现代工业机器人众多种类的一种,用于替代传统人工进行工件的抛光打磨工作,主要用于工件的表面打磨,棱角去毛刺,焊缝打磨,内腔内孔去毛刺等工作。抛光打磨领域对机器人应用的技术门槛及工艺门槛要求较高,对相关周边设备的配套要求也很高。面对庞大的打磨市场,除了成本因素外,技术实施难题是影响机器人系统向该领域普及推广的重要问题。目前打磨行业痛点包括打磨工人劳动强度大、人力成本增长快速、工件的材质、外形一致性差、打磨精度要求高、打磨对工具和耗材选择要求越来越高等问题。针对以上问题,本项目进行闭环控制打磨机器人智能装备及其自动化相关技术的开发工作,设计闭环控制下的自动打磨抛光系统,采用机器人+力传感器浮动方式,引入人工智能的核心技术之一闭环控制,结合自动算法,将机器人、工控机的程序设计,以及测量、力控的程序设计与人工智能技术相结合,实现了超高柔性打磨,打磨后的精度控制在0.1mm以下,而且能够实现边打磨边检测,大大节省时间,提高效率。
1、融入Al自动算法的闭环控制程序设计,将机器人、工控机、测量设备、力控装置的程序设计相结合形成闭环控制系统,通过力传感器、3D线激光、高精度轮廓仪实时获取打磨的各项参数反馈给控制系统,在Al算法的协助下控制系统对原始设定的输入量参数进行校对,修正打磨过程,使打磨出的产品更符合预期要求。
2、研发了集先进硬件于一体的柔性自动化打磨机器人,在机器人本体上配置有串联六轴联动的浮动结构、力传感器、3D视觉智能检测等先进设备,在闭环控制自主算法的支持下实现边打磨边检测的自动化柔性打磨。
3、建立了开放式的参数设计及标准工具耗材库,可实时根据打磨过程中进行调整,可更快、更方便、更专业地选择设备所需要的耗材。通过提升机器人打磨硬件的自动化智能化,减少人力资源,降低生产成本,机械手可将待加工的产品通过磨抛去毛刺设备实施磨抛、去毛刺,工序可连贯进行,无需等待,缩短加工时间,提高加工效率。
机器人研究水平的高低直接与一个国家的经济、科技水平密切相关,能够在一定程度上反映出这个国家的综合实力;智能制造技术涉及各行各业,如机械、航空、电子、汽车等,已经成为世界上许多国家经济竞争的核心,而打磨抛光是制造技术中一个重要组成部分;对于打磨抛光复杂自由曲面工件来说,目前主要以人工打磨抛光为主,手工打磨抛光不仅费时费力,劳动强度大效率低下,而且抛光质量不稳定、工作环境恶劣,从而影响整个行业的制造水平。
本项目所研制闭环控制机器人自动表面抛磨机组及自动控制系统,主要应用于航空产品、医疗产品、卫浴产品、汽车、摩托车部件、建筑五金、轨道交通等行业需要表面抛光处理产品的全自动抛光系统,是一种智能操作、全自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于恶劣环境下、多品种、大批量的柔性生产,对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
1、胡尕磊,曾任职于富士康科技集团CNSBG事业群NWE技术研发处机械工程师,自动化课课长,设备开发部部长,从2000年开始进入自动化行业,在机器人系统集成行业深耕多年,曾带领20多名人员进行机器人系统的研发攻关,拥有研发机器人抛光打磨系统,机器人搬运系统,自动化非标设备的开发经验,并获得数十项发明专利和实用新型专利,带领团队提出闭环控制机器人打磨抛光自动化系统的研发方案,同时针对目前现有的技术问题提成对应的研究方法。
2、曾磊,具有机械设计与自动化工程师职称,曾任广东利迅达机器人系统有限公司研发经理,从事机器人系统的开发,研发机器人抛光打磨系统,机器人搬运系统,自动化非标设备的开发,曾完成4000万OPPO测试自动化项目设计,具有优秀的实战经验。近10余年累计开发项目大小上百个,对售前、售中、售后有良好的经验,目前累计获得发明和实用新型专利等共10项。在本项目中负责项目管理及产品应用实践,推动打磨机器人产品在市场进行应用实践并得以完善,进而获得产业化应用。
3、蒋小双,从2008开始,进入自动化行业,在自动化行业深耕多年,获得多项发明专利和实用新型专利。负责的项目遍布于多个行业,其中超千万大型项目包括中国重汽集团-桥壳自动化打磨系统,富华重工集团---汽车支腿焊接系统,东风集团-减壳自动化系统,对机器人系统使用有着个人独特见解,具有丰富的项目管理及产品应用实践经验,在本项目中负责闭环控制机器人打磨抛光自动化系统结设计、可靠性设计开发等工作。
4、林育锐,在自动化行业电气控系统深耕多年,获得多项发明专利和实用新型专利。负责的项目遍布于多个行业,其中超千万大型项目包括新能源行业-新能源电池机器人自动化烘烤线系统,富华重工集团---集装箱总装机器人自动化焊接系统,新时达集团-伺服器自动化检测组装系统,具备丰富的大型项目开发经验,在本项目中负责闭环控制机器人打磨抛光自动化系统总控系统设计、3D视觉检测模式设计开发等工作。
本项目研发的闭环控制机器人打磨抛光自动化系统技术产品可分为通用产品、大型产品系统、中小型产品系统三类。其中通用产品可提升设备的标准化,快速响应交期,服务,降低价格,应用范围为适用性广,无精度要求的打磨产品;大型产品系统可提升闭环控制工控机的逻辑,以及提升测量系统逻辑,应用范围为适用于来料一致性差的大型铸锻件打磨产品;中小型产品系统可提升闭环控制力控逻辑,应用范围为适用于来料一致性差,且要求打磨精度要求高中小型高端产品。三类产品可应用于轨道交通、通用行业、汽车零部件、航空发动机、汽轮机等多种行业,能聚焦广东、山西,陕西,山东、四川、浙江等区域客户,快速占据国内更多的市场份额。目前本项目已结束中试阶段,并开始在一定范围内进行应用示范。在前期的小试阶段,闭环控制机器人打磨系统已经在水龙头打磨、烤箱侧板打磨等示范应用中取得良好效果。在推广应用项目中,闭环控制机器人打磨系统表现出良好的可靠性。如在桥壳打磨系统中为提高产品打磨质量,提高打磨效率,需要采用检测系统、测量系统,与机器人进行实时通讯,实时检测的打磨方式,流程十分复杂,对打磨系统的稳定性提出很高的要求。该成果的产品在通过必要的定制与调试后,成功实现该桥壳打磨系统的全部功能,并且连续稳定运行超过三个月。
希望以技术服务或技术转让形式与佛山智能制造企业开展合作,实现闭环控制机器人打磨抛光自动化系统产业化应用。