基于机器人与视觉的激光雷达芯片组装设备技术研究

芯片组装属于激光雷达生产的关键工艺。结合企业的实际生产及工艺需求,针对激光雷达组装涉及到的节拍与质量环节,设计一种激光雷达组装、点胶及视觉检测的设备,用以取代目前人工作业。针对企业实际生产过程中的痛点难点,对生产工艺流程进行分解模拟,确定设备的运动机构、视觉及自动化方案。多轴机器人和电缸用于上下料、芯片组装及点胶,视觉进行机器人引导与产品检测。C#语言开发的上位机取代传统的工业触摸屏作为整个设备的控制中枢,PLC完成逻辑动作的控制,最终完成芯片组装及检测设备的开发。人机交互合理,柔性化程序较高,上位机可接收生产系统下发的工单,无需人员值守即可投入生产,可有效减少生产人员,提高激光雷达的生产节拍及工艺质量,具有较高的实用性和借鉴意义。

基于机器视觉和Codesys的多轴柔性平台技术

目前常规的多轴平台功能单一,不具备图像检测能力,扩展性较差,无法满足目前小批量多种类的定制化生产需求,为此开发一种基于机器视觉与Codesys的多轴柔性平台。平台为模块化设计,集成螺丝锁附、点涂胶、移栽、耐久性测试等工艺,可根据不同应用场景灵活选用。以AM400为主控制器,对EtherCAT总线伺服进行高精度多轴联动控制,Codesys可采用G代码实现圆弧插补、螺旋插补及电子凸轮等多轴联动。平台搭载机器视觉,用于实时监测和识别工件的位置、形态、大小等信息。智能电批实现拧紧力矩值的高速实时检测和高精度控制。上位机采用C#语言开发,视觉拍照结果实时显示,能够对平台进行手/自动控制,可视化集中监控等。支持各种通信协议,快速构建柔性生产网络,通过物联网把数据上传至云平台。实践结果表明,螺丝锁付机械手精度为0.063 mm,上料模块精度为0.03 mm,节拍达到2.5 s,均高于产品生产需求。该柔性平台示教简单、性能稳定,自动化和智能化程度较高,可通过快速更换智能元器件,满足一机多用的柔性化生产需求。

基于工业物联网的鼓风曝气设备远程监控系统

随着工业物联网相关设备和技术的快速发展,基于工业物联网搭建的远程监控系统在越来越多的工业场景得到应用。以鼓风曝气设备为研究对象,结合多个仿真软件和开源平台搭建了一套基于工业物联网的鼓风曝气设备远程监控系统。该系统鼓风曝气设备的数据采集模块,连接设备与云服务器的中间模块,云服务器模块与物联网云平台模块4个模块组成。数据采集模块通过将变频器和传感器数据传输到PLC (可编程逻辑控制器)实现,使用仿真软件ModSim32进行数据模拟风量、温度、压力、噪声等数据;中间模块采用开源网关平台Neuron实现智能网关的相关功能;云服务器模块采用开源MQTT云服务器EMQX;物联网云平台模块使用开源工具Node-RED开发,包括设备控制、数据可视化、历史数据查询和故障报警记录等功能。通过实验研究,最终实现了从鼓风曝气设备到工业物联网云平台的数据交互,为传统的鼓风曝气设备进行数字化和信息化改造提供了切实可行的方案。

基于多轴机械手的超声波雷达PCBA自动组装设备研究

针对超声波雷达生产质量稳定性及生产效率瓶颈问题,研究了一款基于多轴机械手的超声波雷达PCBA自动组装设备。将超声波雷达的装配工序进行分解,设计了PCBA自动组装设备的总体结构、机械系统和控制系统。详细阐述了Housing上料机构、Housing测试机构、PCBA预装机构、PCBA压装机构、屏蔽罩压装机构和成品自动下料机构等核心组成部分的设计,同时以西门子PLC控制器为核心搭建了整机控制系统。通过采购、定制和自制等方式制备机械和电气控制的零部件,经过安装、调试以及产品试制后,完成了设备的研制。设备投入生产后,将超声波雷达PCBA组装从3人流水线作业减少为1人间歇补料,生产效率从原来的5.5 s提高到4.7 s内,产品合格率超过99.8%,满足了企业定制设备的需求。研究结果表明,研制的PCBA自动组装设备高效稳定,可为类似的自动化项目提供参考。

铝框柔性自动打磨系统设计

在灯具行业,嵌入式发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)灯的铝框焊点的打磨因其产品规格多、焊点形状不一、自动化实现难度较大,目前依然存在很大比例的人工打磨抛光作业。铝框柔性自动打磨系统根据产品分类进行工艺和动作流程规划,对双层伺服工作台、夹具、柔性打磨头、粉尘回收模块、电控系统等进行设计,实现了多规格产品的自动打磨抛光。该系统具有占地面积小、自动化程度高、质量稳定等优点,对降低劳动强度、改善工作环境及升级与改造设备等有积极作用。

基于无线工业以太网的DR柔性检测装置控制系统设计

DR成像是一种直接将X射线转换为数字图像的成像方式。该检测方式具有准确度高、透视性能好等优点,但其系统复杂、效率低等不足,这限制了DR成像检测的应用。在一种多级升降机构的基础上,采用无线工业以太网传输模块实现了对DR检测装置的远距离控制,完成了硬件系统设计和控制软件的开发与调试工作,将研制成功的DR检测装置应用于电力变电站设备的检测中,使操控人可以远离辐射源,并可以对成像装置进行连续操控,提高了DR成像装置的工作效率。

PLC在超声波探伤仪上的应用研究

本文论述了超声波钢管探伤仪(UT,下同)的电气控制系统组成及工作原理。控制系统采用了较低成本的西门子S7-200PLC、台达触摸屏、西门子MM440变频器及欧姆龙增量式旋转编码器。本系统的控制精度、可靠性及自动化程度等各项技术指标均达到预期目标。