基于工业机器人的汽车空调蒸发器海绵自动粘贴机控制系统设计

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随着中国制造2025的提出,制造业的转型升级势在必行,这就对制造业的自动化水平提出了更高的要求。本文以汽车零部件之一的空调蒸发器的海绵自动粘贴机为研究对象,结合PLC、工业机器人、伺服电机等为其设计控制系统。该控制系统主要通过QR码读取器识别出蒸发器种类,并根据蒸发器的尺寸精准地切断出多种不同长度的海绵,再由2台DENSO机器人协作,夹紧各种外形尺寸的蒸发器进行自动粘贴。本文的主要研究内容如下:首先分析不同种类大小蒸发器以及安装接头的位置等产品特点,总结出其中的规律,对海绵粘贴动作进行分类。根据机械结构,提出控制系统的总体方案设计。接着对控制系统硬件进行设计。主要包括控制系统关键部件的选型,电气控制电路设计,电气控制电路主要元器件的选型,PLC的地址分配。关键部件的选型有PLC、触摸屏、伺服电机、工业机器人以及QR读码器。电气控制电路的设计有主供电电路、机器人电气控制电路,伺服电机控制电路以及运转准备电路。电气控制电路主要元器件的选型有漏电断路器、安全继电器、热继电器以及开关电源。PLC的地址分配有PLC开关量I/O、PLC智能模块I/O以及现场总线部分。最后对控制系统的软件进行设计。主要包括PLC控制程序设计、机器人控制程序设计、触摸屏人机界面设计。PLC程序按照功能进行模块化编程,主要实现产品品种识别、海绵供料、品种数据的存储及切换;机器人程序主要实现产品海绵粘贴、机种切换、不良海绵排出等功能。触摸屏人机界面主要设计运转准备、机种数据设定、手动运转、自动运转画面。经过调整和测试后,蒸发器海绵自动粘贴机已投产使用。结果表明了本文设计的控制系统具有海绵供料精度高、产品粘贴位置准、稳定性好并且适用于多种产品尺寸等特点。设备的节拍时间在8.5秒以下,连续生产的可动率达到了90%以上,大大降低了人工成本,提高了生产效率。
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