工業(yè)機(jī)器人在鑄造中的應(yīng)用-預(yù)覽頁
【正文】 的、繁瑣的或危險(xiǎn)的勞動(dòng)，組成單機(jī)自動(dòng)化或自動(dòng)生產(chǎn)線，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。六個(gè)子系統(tǒng)是：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機(jī)器人—環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以與機(jī)械系統(tǒng)直接相連，也可通過同步帶、鏈條、齒輪、諧波傳動(dòng)裝置等與機(jī)械系統(tǒng)間接相連。每一大件都有若干自由度，構(gòu)成一個(gè)多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。感知系統(tǒng) 感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息。假如工業(yè)機(jī)器人不具備信息反饋特征，則為開環(huán)控制系統(tǒng)；若具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)然，也可以是多臺(tái)機(jī)器人、多臺(tái)機(jī)床或設(shè)備及多個(gè)零件存儲(chǔ)裝置等集成為一個(gè)執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。一般情況下，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍是指手部以及工件（或工具）在空間的運(yùn)動(dòng)范圍和所能達(dá)到的位置。機(jī)器人的自由度越多，就越能接近人手的動(dòng)作機(jī)能，通用性就越好；但是自由度越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，對(duì)機(jī)器人的整體要求就越高，這是機(jī)器人設(shè)計(jì)中的一個(gè)矛盾。（1）示教編程 示教編程用于示教再現(xiàn)型機(jī)器人中，它是目前大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人的編程方式，在機(jī)器人作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。離線編程程序通過支持軟件的解釋或編譯產(chǎn)生目標(biāo)程序代碼，最后生成機(jī)器人路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)。（3）機(jī)器人語言編程 機(jī)器人語言編程即用專用的機(jī)器人語言來描述機(jī)器人的動(dòng)作軌跡。簡單來說，其原理就是模仿人的各種肢體動(dòng)作、思維方式和控制決策能力。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人都是按照前兩種方式工作的。四、在鑄造中的應(yīng)用 工業(yè)機(jī)器人最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)： 工業(yè)機(jī)器人延伸和擴(kuò)大了人的手足和大腦功能，它可代替人從事危險(xiǎn)、有害、有意、低溫和高熱等筋劣環(huán)境中的工作；代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 機(jī)器人在鑄造業(yè)中的應(yīng)用首先是從壓力鑄造開始的。工業(yè)機(jī)器人的真正的潛力正在逐漸被認(rèn)識(shí)。機(jī)器人不僅在壓鑄工業(yè)中取得了很成功的應(yīng)用，而且在砂芯制造中也有著大量的應(yīng)用。例如對(duì)模板、砂型、金屬板的噴吹, 又如對(duì)模板、金屬型的噴涂料等, 機(jī)器人模擬人手的動(dòng)作，控制壓縮空氣噴咀或涂料噴槍以某一角度或位置對(duì)準(zhǔn)噴吹對(duì)象工作。機(jī)械手用于修型, 搬動(dòng)型芯砂箱和鑄型。筆者于1979 年1月在聯(lián)邦德國本茨汽車廠的曼海姆鑄造車間BMD 造型線上, 看到落砂時(shí)用機(jī)械手取走鑄件。英國鑄鐵研究協(xié)會(huì)液壓關(guān)節(jié)式機(jī)械手起重力為3000kN ,液壓抓鉤回路中裝有液壓蓄能器, 在主回路壓力波動(dòng)時(shí)能維持抓力。為避免從落砂機(jī)上取鑄件時(shí)受振動(dòng)而損壞, 機(jī)械手裝有減振器。機(jī)器人在切割澆冒口中的應(yīng)用 機(jī)器人切割澆冒口有兩種方法。, 將一個(gè)未切割的鑄件送到操作室內(nèi)的機(jī)器人旁, 同時(shí)將一個(gè)已割去冒口的鑄件送到室外。這項(xiàng)工作是試圖使清理工序從一個(gè)十分簡陋的勞動(dòng)密集型生產(chǎn)直接跨入高技術(shù)范疇的過程,這樣就陷于在一個(gè)難度很大的應(yīng)用領(lǐng)域中從事開發(fā)工作。僅知道在聯(lián)邦德國有3～4臺(tái)機(jī)器人在鑄鐵廠清理車間使用。又如由于某些人為因素, 清理工的生產(chǎn)率太低時(shí), 應(yīng)考慮是機(jī)器人提供好的工作條件可以提高經(jīng)濟(jì)效益呢, 還是改善組織管理并進(jìn)行常規(guī)的技術(shù)改造更能提高經(jīng)濟(jì)效益。由于配置了很大的貯存架, 機(jī)器人可在沒有操作員介入下連續(xù)工作8 小時(shí)。識(shí)別系統(tǒng)的作用是: 對(duì)被清理的鑄件不需事先用人工分類, 而是由機(jī)器人確認(rèn)要清理的鑄件, 檢出其他物件和不合格的鑄件。圖4所示是識(shí)別系統(tǒng)一例。適應(yīng)控制系統(tǒng)的作用是, 針對(duì)鑄件披縫的尺寸和形狀往往有較大差異的情況, 該系統(tǒng)能根據(jù)差異自動(dòng)控制切除過程, 使之最后符合工藝要求。人工不易搬動(dòng)，如果采用吊車等輔助工具，移動(dòng)速度很慢，而且工件的位置不容易控制。尤其在工件很重，而且有些部位又非常脆弱的情況下．就顯得非常有意義。如果這些工作由人工或者某些專用工具來完成的話，由于速度較慢，會(huì)延長生產(chǎn)節(jié)拍；同時(shí)，由于不同的工作要由不同的設(shè)備或者人來完成，設(shè)備的占地面積也會(huì)增大，從而增大了生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)率。因此機(jī)器人對(duì)于小批量、多品種的生產(chǎn)方式而言，是一種非常適合的工作方式。一個(gè)機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)單元不僅包括機(jī)器人本身，還必須有各種和機(jī)器人協(xié)調(diào)工作的其它輔助裝置。 夾具設(shè)計(jì)比較困難 由予機(jī)器人在鑄造工業(yè)中的應(yīng)用時(shí)間較短，因此目前并沒有一些標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品系列，對(duì)于各種不同類型的砂芯需要設(shè)計(jì)不同的夾具，而且對(duì)夾具的功能也有比較高的要求。此外，夾具的價(jià)格往往很昂貴，這是在選用時(shí)需要考慮的。這些準(zhǔn)備工作都必須在機(jī)器人開始工作之前完成。盡管工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用可以縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，但不能一味追求改革，應(yīng)根據(jù)每個(gè)工廠的實(shí)際情況來決定
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