机械工程自动化设备安装技术探析

机械工程自动化设备安装技术探析

金树利

内蒙古路桥集团有限责任公司八分公司  内蒙古呼和浩特 010000

摘要：装配技术是工业机器人在生产过程中的一项十分重要的工序，尤其是在加工制造业中有着至关重要的作用地位。作为智能化工业技术而言，机器人自动装配便应运而生。机器人自动装配技术是利用机器人代替人工，将生产零部件进行有序组合，最终完成整个生产过程。由于机器人能够快速、精准地按照指令完成各项动作，所以在进行装配的过程中，精准度十分重要。随着世界工业水平的不断发展，我国也在大力发展工业机器人，目前，有多数企业将机器人应用其中，用以代替传统人力劳动。由此可见，装配技术是未来机器人发展重要方向。

关键词：机械工程；自动化设备

1 工业机器人自动装配系统设计方案

1.1 设计思路

本项目自动装配系统主要是由主控制模块、数据采集模块、视觉采集模块、测距模块、吸尘模块、降噪模块等多个模块共同组成。其中，视觉测距、降噪除尘等设备，需要安装在单独的隔音墙上，而隔音墙是由相关材料和玻璃共同组成的。

工业机器人的装配系统通常是安装在隔音墙中。其中，针对数据采集模块而言，单配有4K高清摄像头；测距模块配备有红外线测距仪；吸尘模块配备有吸尘器以及红外线传感器；降噪模块配备有隔音泡沫材料、无线遥感传感器、消声器等。其次，所有的设备模块都将会主控制模块相连，并一同并入至系统的总控制器中。

本项目解决的问题在于如何利用红外线测距仪、视觉采集设备、数据采集设备、主控制等设备提高系统设备的数据调制信号能力，从而能够有效实现对装配系统的高精度控制、分段式除尘控制、降噪节能等效果，最终实现提高装配环境与生产效率的目的。

1.2 功能模块

（1）测距模块。本项目中的测距模块主要与数据采集模块相连接，能够与激光测距仪相连，从而能够有效实现对空间距离进行精准测量。

（2）视觉采集。视觉采集模块与数据采集模块是相接的，这样做的目的是能够利用高清4K摄像头进行有效实现对生产环境和装配环境的有效监控。特别需要注意的是，高清4K摄像机不仅需要安装在隔音墙上，同时，还需要机器人的操作臂上安装相应的设备，这样做的目的是能够有助于机器人视觉系统能够实现自动装配。

（3）数据采集。数据采集模块通常情况下分为视觉、测距模块采集，两者都能进行数据信号的转换采集，然后，将采集的信息数据发送到主控制模块中进行处理。

（4）吸尘模块。工业机器人在进行自动化装配的过程中，对于环境质量的要求十分严格。因此，吸尘技术在整个加工生产过程中起着至关重要的作用。其中，吸尘模块主要是由吸尘器和高精度传感器组成，将吸尘模块连接在主控制模块中，能够有效实现对生产环境中的粉尘的清除。

（5）降噪模块。在工业加工生产的过程中，往往会出现各种因原因造成的噪音污染。因此，降噪技术就是一项重要的任务。其中，降噪模块是系统设备中重要的组成部分，其是由隔音墙、高精度传感器、消声设备等共同组件组成。

2 工作流程

本项目采用的工业机器人自动装配技术，主要用于实现设备的外壳分拣、自动输送、定位装配、上料、协同组装、外壳叠盘以及外壳回收等多种不同生产过程。本项目的应用目的是以工业机器人自动化装配控制技术为主，从而能够达到生产全过程自动化的目标，代替了传统的人力劳作，在提高生产经济效益的同时，还解决了人力劳作时间。

（1）外壳上料。创建设备材料仓，通过弹簧设备能够自动为设备输送所需材料。

（2）外壳分拣。使托盘按照从上而下的方式进行有序的分拣，进而让传送带输送托盘。

（3）定位装配。传送带将托盘运送到指定的安装位置后进行有效固定，同时，还能够预约外壳装配及装盘过程。

（4）定位外壳。机器人在进行外壳选取时，将机械手转换成为变位机夹具，然后，将组装完的弹簧外壳放回至托盘底部位置，以此实现定位外壳和设备成品外壳的自动装配。

（5）弹簧装配。变相机设备水平翻转，使机器人能够从振动盘中夹取弹簧进行自动装配。

（6）外壳装盘。变相机设备水平翻转，使机器人能够再次将装配完成的外壳放置传送带托盘中，然后，进行工序的重复，机器人协同装配各零部件。

（7）托盘叠盘。传送带将托盘依次输送到设备台位置，当系统检测到托盘经过时，将会按照自下而上的顺序进行放置，一次性可放置50件物品。

（8）托盘下料。当零部件在系统堆满后，机器人将会自动完放料动作，然后，传送带将会把托盘输送到缓存物料区，系统提示待人工取走盘。

3 可行性分析及创新点

3.1 科学性分析

本研究项目将会原有的系统中增添相应的蜂窝隔音墙，用以确保整个装配过程的降噪隔音效果能够符合国家标准。此外，还引入了测距模块、视觉采集模块以及数据采集模块等，通过激光测量仪器能够针对自动装配环境距离进行精准测量，最后，利用高清摄像头进行装配环境监控，再通过数据采集模块能够将数据信息进行A/D模块转换，再通过提高数字模块的信号调制，达到提高系统精准度控制，实现吸尘除尘、降噪静音等分段式控制，最终实现高效节能的目的。

3.2 先进性分析

（1）降噪效果。在实际应用场景中，在蜂窝隔音墙外间隔2m设置多个不同的监测站点，然后针对每个监测站点进行多次的测试，得出的结果为：在未经过改装前的平均噪声为98dB，经过改装后的噪声为45dB，因此，达到了我国规定的工业企业的环境噪声排放标准。

（2）吸尘效果。在实际的应用场景中，经过一系列的检测后，得出的结果为，本文所采用的工业机器人在自动装配室中的应用能够使工厂企业的车间粉尘浓度低于国家工业烟尘排放标准要求，结果证明，能够有效降低粉尘污染。

（3）节能效果。在实际的应用场景中，根据现场相关技术人员的环境监测结果分析来看，将工业机器人应用其中，能够有效实现工厂企业的分段式除尘、降噪效果，同时，还极大地降低了能源效果，起到了一定的节能作用。

3.3 创新之处

首先，本项目增加了蜂窝隔音墙，经过实验与测试证明，该隔音墙的应用能够有效降低平均噪音，保障了基本的隔音效果；其次，项目还增加了测距模块，通过采用激光测距仪，能够对工业机器人周围的空间距离进行精准测量；再者，项目还引入了视觉采集模块，通过采用红外线摄像设备能够有效针对工业机器人的自动装备过程进行实时监控，以确保整个安装过程的安全性；最后，项目还增加了数据采集模块，能够有效实现工业机器人在数据采集过程中的相关信息数据精准收集，并且能够针对所有的信息数据进行分类识别，在α稳定分布噪声的作用下，进行数字信号调制，从而有效地进行数字信号的能力识别，以此提高系统的精准度控制，达到工厂企业车间内生产环境的除尘、降噪、节能等目的，以此实现提高生产效率，提高自动化装配环境的最终目的。

4 结语

综上所述，本系统采用的工业机器人能够实现协同作业，体现出了其定位精准、快速灵活、体积小等特点。工业机器人在自动化装配技术应用过程中的主要目的是有效实现协同合作，使工业机器人能够代替传统人工技术对生产过程中的零部件进行装配、搬运，最终完成整个装配过程，进而实现工业机器人领域的长远、稳定发展。由此可见，工业机器人领域在未来市场环境中有着十分广泛的领域范围，大力推行工业机器人的发展能够为我国的智能化领域事业提供新的研究方向。

参考文献

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