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在传统的电热水器内胆装配线上,内胆取放、拍吊耳和倒机等装配工作都是采用手动方式完成。因此,工人的劳动强度大,生产效率低。用机器换人,实现内胆自动化装配是电热水器生产的发展方向。本文将工业机器人以及与其对应的末端执行器、视觉传感器等设备组合并进行合理布局,形成热水器内胆柔性自动化装配线,并对该装配线的关键技术进行了研究。主要工作包括有:(1)柔性自动化装配线的组成与布局,主要对内胆下挂系统、拍吊耳系统和倒机系统的选型与布局进行研究,对工业机器人末端执行器进行设计,确定了相关设备的选型。(2)对内胆下挂视觉系统进行设计。CCD相机采集到的图像经掩膜处理后,再对图像进行中值滤波,采用最大类间方差法实现图像的二值化,然后进行形态学处理,最后进行特征识别。提出了一种距离变换圆检测的方法,通过检测目标特征的最大内切圆判断其是否存在,进而判断内胆的型号。对现有模板匹配算法进行分析研究,提出了一种基于HLS空间的彩色模式匹配方法,直接对彩色图像进行模式匹配,完成内胆的品质检测。结合MATLAB分析图像信息,并使用VC++、OpenCV进行图像软件设计。(3)内胆下挂控制系统设计。采用PLC实现内胆下挂系统的控制。结合内胆取放的工作过程,进行控制系统的总体方案设计。依据输入点、输出点数等确定PLC的型号。根据具体的控制要求,完成PLC控制程序的设计。(4)对工业机器人输送线随行进行设计,实现在输送线运动的过程中摘取内胆。通过编码器、同步开关和随行软件实现工业机器人和输送线同步运动。(5)拍吊耳系统和倒机系统设计。在SolidWorks软件中进行拍吊耳系统的建模仿真,完成拍吊耳系统的结构设计。倒机系统设计包括工业机器人末端执行器结构设计和气缸选型、友好人机界面设计和工业机器人的程序设计以及路径规划。本文设计的热水器内胆柔性自动化装配线布局合理,可靠性高,实现了装配作业自动化,提高了生产效率,已在某热水器生产车间投入使用。