基于桁架机器人和在线自动测量的无人操作智能加工流水线开发

成果基本信息
关键词：	机器人;在线自动测量;无人操作;智能加工
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	9412016Y1438	资源采集日期：	2016-11-20

研究情况
单位名称：	中国一拖集团有限公司	技术水平：
评价证书号：	豫科鉴委字[2016]第993号	评价单位：	河南省科学技术厅
评价日期：	2016.08.31	评价证书号：	豫科鉴委字[2016]第993号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
1 任务来源本项目属于国家科技型中小企业技术创新基金项目，项目名称是自动线桁架机械手智能制造装备研制，项目编号:13C26214103720。本项目同时也是洛阳市科技发展计划项目，项目名称是机器人在自动化生产上应用关键技术研究及产业化，项目编号:1401001A，一拖集团研发项目，合同编号：JTKY2014003。 2 应用领域和技术原理本项目应用于控制科学与技术和机械制造自动化领域，尤其涉及机电一体化技术、机器人控制和工业机器人技术，用于实现自动生产线加工过程、物流输送、自动检测分拣过程的无人化、自动化。近年来，我公司为中国一拖集团公司生产的差速器壳体零件需求量持续增多，而产品品质要求日趋增高。我公司现有设备在完成差速器壳体零件加工过程中，存在以下问题：（1）零件在多台机床之间来回运输都需要人工完成，劳动强度大、效率低；（2）每台机床零件的上下料需要人工完成，上下料辅助加工时间长、劳动强度大，并且要求工人技术素质高；（3）高产时每台机床都要安排三班人员持续操作，企业人工成本高；（4）由于机床之间工序转运造成现场零件堆积混乱，成品、废品容易混淆，现场管理困难，且存在安全隐患。基于上述生产现状，我公司决定对自动线桁架机械手智能制造装备进行立项研制，通过对现有机器人行业配套产品的集成应用以及对自动线系统多目标协调控制策略的研究，旨在提供一种能够高速、高效、稳定、精确的全自动上下料设备--桁架机械手。本项目研究内容，包括原数控设备的升级改造、自动上下料桁架机械手、自动料仓、在线自动测量机、物料输送线等智能装备的研发，以及自动线整线智能控制系统研发。（1）原数控设备的升级改造研究内容：针对桁架机器人自动上下料需求，在提高设备加工能力的基础上提出一套可行的设备改造方案，其中包括机械手上料以后机床的自动夹紧，设备防护门的自动开合等方面的内容。（2）自动上下料桁架机械手研究内容：基于机电一体化技术及工业机器人技术，研究了桁架机械手XZ向运动组件、90°回转机械手抓取单元、180°翻转工件调头装置等方面内容。结合国内实际情况，本项目研究桁架机械手XZ向运动组件采用基本构件、传动装置、导向装置组成，其中桁架机械手直线平移运动传动机构采用行星齿轮减速器带动斜齿轮齿条传动方式，导向装置采用直线滚动导轨方式。机械手抓取单元根据集成应用研究思路，采用行业成熟产品，由抓取机构、转位机构、推进机构以及位置传感器等方面组成。（3）自动料仓研究内容：根据盘类零件形状特点以及工艺节拍要求，结合传感器技术及槽轮应用技术，提出了一种旋转式自动上料料仓方案。料仓托盘根据系统控制，每次精准停止使机械手能够完成一件零件的抓取，并在每组托盘零件抓空以后，自动旋转60°，进行下一工位料仓的供料循环。（4）在线测量机研究内容：根据零件尺寸要求，结合电子检测技术，提出一套可行的检测方案，其中包括模块化测头设计、测头移动方案研究，测量软件以及数据采集、统计和分析等方面内容的研究。（5）整线智能控制系统研究内容：依据新的工艺要求，自动线采用并行控制方式。桁架机械手、各工位数控机床、自动料仓和自动测量机等按各自的控制程序运行。桁架机械手是整个流水线控制的主体，其它系统处于附属服从地位，只有当桁架机械手控制单元发出指令时机械手才执行上下料操作，并且在动作完成后发信号给机床，触发机床的自动加工指令使机床按照桁架机械手的控制命令自动完成加工，加工完成后反馈给桁架机械手控制单元，由桁架机械手确定下一步动作。机械手是控制的主体，数控机床的基本状态都要输出到机械手控制单元，只有机床状态正常机械手才能按正常流程驱动流水线工作，否则产生报警，并通过控制单元显示报警的出处和给出故障诊断。在线监测装置对最终加工零件的几何量公差数据作出评价，同时将测试结果反馈给数控系统后可补偿加工误差，实现“加工-测试-补偿”这样的自愈式智能制造。

成果名称：	基于桁架机器人和在线自动测量的无人操作智能加工流水线开发	关键词：	机器人;在线自动测量;无人操作;智能加工
成果类别：		一级分类名称：	装备制造
二级分类名称：	自动控制、计算机制造	三级分类名称：
研究起止时间：	2013.06 至2015.10	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	中国一拖集团有限公司	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	TP273	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	JTKY2014003
经费实际投入额（万元）：	302.00	评价单位：	河南省科学技术厅
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2016.08.31	转让范围：
评价证书号：	豫科鉴委字[2016]第993号	推荐单位：	洛阳市科学技术局
推广形式：	无	成果登记号：	9412016Y1438
成果简介：	1 任务来源本项目属于国家科技型中小企业技术创新基金项目，项目名称是自动线桁架机械手智能制造装备研制，项目编号:13C26214103720。本项目同时也是洛阳市科技发展计划项目，项目名称是机器人在自动化生产上应用关键技术研究及产业化，项目编号:1401001A，一拖集团研发项目，合同编号：JTKY2014003。 2 应用领域和技术原理本项目应用于控制科学与技术和机械制造自动化领域，尤其涉及机电一体化技术、机器人控制和工业机器人技术，用于实现自动生产线加工过程、物流输送、自动检测分拣过程的无人化、自动化。近年来，我公司为中国一拖集团公司生产的差速器壳体零件需求量持续增多，而产品品质要求日趋增高。我公司现有设备在完成差速器壳体零件加工过程中，存在以下问题：（1）零件在多台机床之间来回运输都需要人工完成，劳动强度大、效率低；（2）每台机床零件的上下料需要人工完成，上下料辅助加工时间长、劳动强度大，并且要求工人技术素质高；（3）高产时每台机床都要安排三班人员持续操作，企业人工成本高；（4）由于机床之间工序转运造成现场零件堆积混乱，成品、废品容易混淆，现场管理困难，且存在安全隐患。基于上述生产现状，我公司决定对自动线桁架机械手智能制造装备进行立项研制，通过对现有机器人行业配套产品的集成应用以及对自动线系统多目标协调控制策略的研究，旨在提供一种能够高速、高效、稳定、精确的全自动上下料设备--桁架机械手。本项目研究内容，包括原数控设备的升级改造、自动上下料桁架机械手、自动料仓、在线自动测量机、物料输送线等智能装备的研发，以及自动线整线智能控制系统研发。（1）原数控设备的升级改造研究内容：针对桁架机器人自动上下料需求，在提高设备加工能力的基础上提出一套可行的设备改造方案，其中包括机械手上料以后机床的自动夹紧，设备防护门的自动开合等方面的内容。（2）自动上下料桁架机械手研究内容：基于机电一体化技术及工业机器人技术，研究了桁架机械手XZ向运动组件、90°回转机械手抓取单元、180°翻转工件调头装置等方面内容。结合国内实际情况，本项目研究桁架机械手XZ向运动组件采用基本构件、传动装置、导向装置组成，其中桁架机械手直线平移运动传动机构采用行星齿轮减速器带动斜齿轮齿条传动方式，导向装置采用直线滚动导轨方式。机械手抓取单元根据集成应用研究思路，采用行业成熟产品，由抓取机构、转位机构、推进机构以及位置传感器等方面组成。（3）自动料仓研究内容：根据盘类零件形状特点以及工艺节拍要求，结合传感器技术及槽轮应用技术，提出了一种旋转式自动上料料仓方案。料仓托盘根据系统控制，每次精准停止使机械手能够完成一件零件的抓取，并在每组托盘零件抓空以后，自动旋转60°，进行下一工位料仓的供料循环。（4）在线测量机研究内容：根据零件尺寸要求，结合电子检测技术，提出一套可行的检测方案，其中包括模块化测头设计、测头移动方案研究，测量软件以及数据采集、统计和分析等方面内容的研究。（5）整线智能控制系统研究内容：依据新的工艺要求，自动线采用并行控制方式。桁架机械手、各工位数控机床、自动料仓和自动测量机等按各自的控制程序运行。桁架机械手是整个流水线控制的主体，其它系统处于附属服从地位，只有当桁架机械手控制单元发出指令时机械手才执行上下料操作，并且在动作完成后发信号给机床，触发机床的自动加工指令使机床按照桁架机械手的控制命令自动完成加工，加工完成后反馈给桁架机械手控制单元，由桁架机械手确定下一步动作。机械手是控制的主体，数控机床的基本状态都要输出到机械手控制单元，只有机床状态正常机械手才能按正常流程驱动流水线工作，否则产生报警，并通过控制单元显示报警的出处和给出故障诊断。在线监测装置对最终加工零件的几何量公差数据作出评价，同时将测试结果反馈给数控系统后可补偿加工误差，实现“加工-测试-补偿”这样的自愈式智能制造。
联系人：	王悦娟	成果登记日期：	2016-09-23
联系人email：	yuejuan620@126.com	单位代码：	94100201
邮政编码222：	471003	联系人电话：	13673905513
单位传真：	0379-64213228	单位通讯地址：	河南省洛阳市涧西区建设路154号
单位所在省市：		单位电话：	0379-64967841
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：	一拖（洛阳）汇德工装有限公司;河南科技大学	已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2016	知识产权形式：
成果完成人：	王建军;苏建新;郭晓春;宁培俊;徐军升;王延辉;梁东敏;徐知明;杨海军;马静一;郭春梅;林怡辉;郑鹏伟;潘高峰;许爱玲;王爱莲;张伟;宇金金;张静;王悦娟;张蕾;郭鹏涛;闵爱琴;徐爱丽;陈秀;王艳萍;杨谊;时三焕;邹子豪;李秋博;李军钊;任小康	资源采集日期：	2016-11-20

基于桁架机器人和在线自动测量的无人操作智能加工流水线开发

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