基于智能化检测设备轮毂的加工及检测(附件)【字数：7600】
论文设计基于北京华航唯实机器人股份有限公司CHL-DS-11型集成应用平台，采用，ABB-120工业型机器人，西门子1200系列PLC和欧姆龙视觉检测系统，数控机床加工系统，以汽车行业的轮毂作为生产对象，实现了轮毂的夹取，送料放料，加工打磨，视觉检测是否符合加工要求，分拣，数控机床对轮毂的加工等生产工艺环节。
目 录
引言 1
一、概述 2
（一）模块化智能生产流程组成 2
（二）系统生产流程 2
二、模块化智能生产流程单元介绍 3
（一）执行单元 3
（二）检测单元 4
（三）总控单元 5
（四）其他单元 6
三、生产工艺流程程序设计 7
（一）生产流程交互流程 7
（二）工业机器人控制程序设计 10
四、智能化生产流程运行调试 20
（一）机器人滑轨移动 20
（二）机器人仓储取料 21
（三）CNC加工与打磨 21
（四）相机识别与料仓分拣 22
总结 24
谢辞 24
参考文献 26
附录 27
引言
近期在《中国制造 2025》战略方向的推进，运用智能生产技术进行变革，对于实现产业和信息化的深层次变革，建设理解产业变革和变革的强国和重点国家具有重要意义。开发行业的发展指导方针支持发展中国家对设备技能的确切需求、相关技术技能的培训和智能工业发展的发展。华航唯实设计并研发了智能制造单元系统集成应用平台。
完整的系统设计流程如下：
（1）设定产品开发，客户要求，如产品生产工艺、产品质量要求、工作环境等；
（2）对产品进行分析研究，说明生产工艺及尺寸要求，积极与客户联系，了解与工具使用有关的技术参数；
（3）经过工程技术人员的讨论和分析，制定设备方案，对设备的整体方案和部分方案、每台机械、电气控制系统、操作等进行验收；
（4）小组研究计划，以评估能力、生产价格和生产设备的能力；
（5）研究过程中发现的问题进行切实修改；
（6）该计划提交给 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
客户进行研究，并由客户对最终对设备的看法决定；
（7）产品设计开发、分组设计、部门清单、标准件顺序、操作顺序；
（8）指定机器控制程序，运行系统控制程序，分析程序。项目设计包括工艺要求的分析、原则的选择、PLC控制系统的设计，并通过类似的项目活动进行了探讨训练。该设备的模块化，能够节省了大量的劳动问题，解决了工业生产效率低的问题。我把大学里学的所有设备进行实际操作。将理论和实践结合起来，遇到问题能够即时纠正错误原因，并查看它们。解决问题，整理实践经验，这为我今后的工作积累了一些经验。
一、概述
（一）模块化智能生产流程组成
该设备主要以轮毂为生产对象，通过轮毂来模拟加工生产过程。整个设备分为八个单元：处理单元、测试单元和执行单元等。作为生产过程，该系统进行存储和回收、制造和加工、局部抛光、视觉检查和存储。
（二）系统生产流程
该系统基本由八个单元组成，根据生产模式，设备可以实现完全自动化生产运行，基本分为四大部分：仓储轮毂出仓回仓—打磨工位对轮毂的加工—视觉检测区域对轮毂质量检测—分拣符合标准的轮毂，如14中所示其任务流程图。
图14 加工工艺流程图
二、模块化智能生产流程单元介绍
（一）执行单元
说明：平台单元的主要操作之一是使用终端，在不同的单元之间进行产品和加工的转换。它由操作台、工业型机器人、轨道、PLC和IO模块组成。
1．工业机器人
工业机器人选用ABB IRB 120，如21中所示。它可以在六个自由度的自由空间中运动，完成不同条件下零件的选择。3kg的负载，机械臂操作范围为580m，精确定位为0.01m，机器人净重25kg，采用扩展IO适配器，支持DeviceNet连接，模块化结构可以增减。快换模块可以连接任何反馈功能并可以控制所有的工具。变量表作为工业机器人的附加环境，扩展了可访问的计算机程序。有关运动参数的信息，从改变其中参数，为了控制发动机转速达到直线运动，直线工作台上的工业机器人可以与多个单元模型协同完成复杂的过程。
2．PLC
采用西门子S71200型号PLC如22中所示，PLC的I/O为8点输入，6点输出，模拟I/O为2路输入，实现了所有过程的智能化控制。控制S71200PLC支持工业互联网连接。
图22 S7 1200 PLC
图23 FR8210/FR1108远程IO
（二）检测单元
说明：识别测试单元是应用平台的功能单元，可以根据不同的组件需求进行检查和识别。它由操作台、摄像机、视觉控制器、光源和结果显示模块组成。可根据不同工艺要求实时修改程序设置。它可以实现条码识别、形状匹配、颜色检测和尺寸测量。操作过程和结果通过结果显示进行显示。
1．视觉相机
采用欧姆龙FZSC彩色CCD相机如24、25中所示，相机镜头的用途主要是在图像传感器的敏感面上对目标进行成像。它由高灵敏度的半导体材料制成，能将光转换成电荷，并通过转换芯片将数字信号转换。压缩后的数字信号存储在相机内部闪存或内置硬盘卡中。如图26所示，连接好硬件后，打开视觉系统，进入处理元件【FH图像输入】，观察视觉图像是否清晰：当图像变暗时，松开2号螺丝，转动相机镜头。图像模糊，松开1号螺钉并转动透镜总成以获得清晰的图像。
图24 视觉相机 图25相机镜头
图26 相机处理流程
2．视觉控制器
选择欧姆龙控制器，如27中所示。它具有控制复杂度高，处理速度快，编程简单。具有位置、识别和编号功能，可同时连接两台摄像机。因此，读取的摄像头数据可以直接连接到工业机器人或PLC。
目 录
引言 1
一、概述 2
（一）模块化智能生产流程组成 2
（二）系统生产流程 2
二、模块化智能生产流程单元介绍 3
（一）执行单元 3
（二）检测单元 4
（三）总控单元 5
（四）其他单元 6
三、生产工艺流程程序设计 7
（一）生产流程交互流程 7
（二）工业机器人控制程序设计 10
四、智能化生产流程运行调试 20
（一）机器人滑轨移动 20
（二）机器人仓储取料 21
（三）CNC加工与打磨 21
（四）相机识别与料仓分拣 22
总结 24
谢辞 24
参考文献 26
附录 27
引言
近期在《中国制造 2025》战略方向的推进，运用智能生产技术进行变革，对于实现产业和信息化的深层次变革，建设理解产业变革和变革的强国和重点国家具有重要意义。开发行业的发展指导方针支持发展中国家对设备技能的确切需求、相关技术技能的培训和智能工业发展的发展。华航唯实设计并研发了智能制造单元系统集成应用平台。
完整的系统设计流程如下：
（1）设定产品开发，客户要求，如产品生产工艺、产品质量要求、工作环境等；
（2）对产品进行分析研究，说明生产工艺及尺寸要求，积极与客户联系，了解与工具使用有关的技术参数；
（3）经过工程技术人员的讨论和分析，制定设备方案，对设备的整体方案和部分方案、每台机械、电气控制系统、操作等进行验收；
（4）小组研究计划，以评估能力、生产价格和生产设备的能力；
（5）研究过程中发现的问题进行切实修改；
（6）该计划提交给 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
客户进行研究，并由客户对最终对设备的看法决定；
（7）产品设计开发、分组设计、部门清单、标准件顺序、操作顺序；
（8）指定机器控制程序，运行系统控制程序，分析程序。项目设计包括工艺要求的分析、原则的选择、PLC控制系统的设计，并通过类似的项目活动进行了探讨训练。该设备的模块化，能够节省了大量的劳动问题，解决了工业生产效率低的问题。我把大学里学的所有设备进行实际操作。将理论和实践结合起来，遇到问题能够即时纠正错误原因，并查看它们。解决问题，整理实践经验，这为我今后的工作积累了一些经验。
一、概述
（一）模块化智能生产流程组成
该设备主要以轮毂为生产对象，通过轮毂来模拟加工生产过程。整个设备分为八个单元：处理单元、测试单元和执行单元等。作为生产过程，该系统进行存储和回收、制造和加工、局部抛光、视觉检查和存储。
（二）系统生产流程
该系统基本由八个单元组成，根据生产模式，设备可以实现完全自动化生产运行，基本分为四大部分：仓储轮毂出仓回仓—打磨工位对轮毂的加工—视觉检测区域对轮毂质量检测—分拣符合标准的轮毂，如14中所示其任务流程图。
图14 加工工艺流程图
二、模块化智能生产流程单元介绍
（一）执行单元
说明：平台单元的主要操作之一是使用终端，在不同的单元之间进行产品和加工的转换。它由操作台、工业型机器人、轨道、PLC和IO模块组成。
1．工业机器人
工业机器人选用ABB IRB 120，如21中所示。它可以在六个自由度的自由空间中运动，完成不同条件下零件的选择。3kg的负载，机械臂操作范围为580m，精确定位为0.01m，机器人净重25kg，采用扩展IO适配器，支持DeviceNet连接，模块化结构可以增减。快换模块可以连接任何反馈功能并可以控制所有的工具。变量表作为工业机器人的附加环境，扩展了可访问的计算机程序。有关运动参数的信息，从改变其中参数，为了控制发动机转速达到直线运动，直线工作台上的工业机器人可以与多个单元模型协同完成复杂的过程。
2．PLC
采用西门子S71200型号PLC如22中所示，PLC的I/O为8点输入，6点输出，模拟I/O为2路输入，实现了所有过程的智能化控制。控制S71200PLC支持工业互联网连接。
图22 S7 1200 PLC
图23 FR8210/FR1108远程IO
（二）检测单元
说明：识别测试单元是应用平台的功能单元，可以根据不同的组件需求进行检查和识别。它由操作台、摄像机、视觉控制器、光源和结果显示模块组成。可根据不同工艺要求实时修改程序设置。它可以实现条码识别、形状匹配、颜色检测和尺寸测量。操作过程和结果通过结果显示进行显示。
1．视觉相机
采用欧姆龙FZSC彩色CCD相机如24、25中所示，相机镜头的用途主要是在图像传感器的敏感面上对目标进行成像。它由高灵敏度的半导体材料制成，能将光转换成电荷，并通过转换芯片将数字信号转换。压缩后的数字信号存储在相机内部闪存或内置硬盘卡中。如图26所示，连接好硬件后，打开视觉系统，进入处理元件【FH图像输入】，观察视觉图像是否清晰：当图像变暗时，松开2号螺丝，转动相机镜头。图像模糊，松开1号螺钉并转动透镜总成以获得清晰的图像。
图24 视觉相机 图25相机镜头
图26 相机处理流程
2．视觉控制器
选择欧姆龙控制器，如27中所示。它具有控制复杂度高，处理速度快，编程简单。具有位置、识别和编号功能，可同时连接两台摄像机。因此，读取的摄像头数据可以直接连接到工业机器人或PLC。
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