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在阅读此文前,诚邀您请点点右上方的“关注”,既方便您进行讨论与分享,还能及时阅读最新内容,感谢您的支持。目前冰箱压缩机的焊接基本都是在总装线上,当压缩机安装后,由操作工人人工拿焊枪将压缩机与冷凝管路的连接部分进行焊接。现有的技术中压缩机管路与冷凝器管路的连接基本是人工完成的,工人不仅需要人工拿焊枪对管路进行环绕焊接,尤其是靠压缩机处内部的管路部分空间有限,焊枪很难伸进去进行焊接,因此焊接成功率较低,容易出现“漏焊”现象,且在焊接时还得加上助焊剂,这样一来耗费大量时间,影响到生产节拍,效率低下,不符合现代企业推崇的工业4.0自动化生产的需求。针对现有焊接方式存在的问题,本文新提出了一种冰箱压缩机自动焊接装置的研究方案,对比传统焊接,采用高频感应焊接技术且具有高效、节能、节材、环保、安全等明显优势。新型压缩机管路自动化焊接技术针对过去传统设计中所暴露出来的问题进行了相应改进:(1)针对人工焊接的工作方式,采用ABB机械人带动焊接感应器,通过双目视觉系统定位,发送准确的位置给到机械手全自动焊接,解决了人工带来的弊端。(2)针对流水生产线节拍问题,新技术带来了从进料-阻挡定位-视觉定位-机械手感温焊接-退回原位-放行等一系列自动动作,大大提高产能,减少停线频率。(3)针对产品质量,采用电脑与焊接感应器智能通讯,智能化设置焊接温度以及焊接时间,保证良品率。新技术同时能根据不同的产品焊接位置及焊接参数记忆保存,达到更加智能先进的大混产。(4)通过上位机软件的数据库存储功能,每台产品的焊接会生成一个唯一记录,具有历史数据溯源功能,这为日后的冰箱产品的售后可查提供了保障。新型冰箱压缩机管路在线智能焊接系统是一款集合了视觉定位、运动控制、感应加热、红外温控、机械手等多种模块的高度集成的自动化设备,本机可实现冰箱与相应配管(铜—铜)的自动化高频焊接。当冰箱产品随生产流水线运转到焊接工位时,首先一维条码视觉相机要对压缩机上的条码进行拍照从而识别产品,其次双目视觉相机需要对焊接部件区域进行精准拍照,这两项均对产品随流水线运转过来最后的姿态提出了严格要求,因此需要一个精准定位装置来对产品进行定位。本研究对于精准定位装置的解决采取了前、左、右侧三面定位的方式,设计在输送滚筒线组件设有阻挡机构,以及推挡机构及导向板组成的三面定位机构。气缸固定在与机械手操作侧的对面,安装在滚筒输送线框架上,气缸上连接推板,当产品到达此焊接工位时,前面的阻挡器升起,同时线体停止运行,此导向板固定安装在位于机械手操作侧的输送线框梁上并向上超出所述各根滚筒的顶部位置。当推板在所述框梁上并向上超出所述各根滚筒的顶部位置,当气缸动作驱动推板推动冰箱产品向操作侧动作,冰箱到达导向板时气缸停止动作并缩回,这样冰箱产品即完成了精准定位。冰箱产品由推板机构推动到达导向板后,安装在导向板下方区域的启动光电动作,上位机读取PLC信号,启动整个自动焊接流程。首先,一维视觉相机会读取压缩机上的一维条码,然后上位机与其通讯识别产品型号,判断该型号的焊点数量;接下来启动双目视觉相机对压缩机所处部位进行拍照,将照片传送至上位机软件,上位机软件比对所拍型号模板来寻找焊接位置。如遇到识别不清晰或者工件管路有遮挡等情况,视觉不会发送协同信号给机械手并停止报警。避免了位置错误或其他原因造成设备以及工件产品的损坏。双目相机获取3D坐标的方法:通过双目相机进行图像采集,使用工具对相机标定,然后进行左右图像校正,最后对校正的图像进行立体匹配,得到被测物体的视差图及其物体的3D坐标。获取3D坐标的过程涉及到双目测距算法,其中特征的提取与匹配是实现双目测距的核心和难点,匹配算法的选择和实现将决定匹配后测距的精确与否[3],这种特征提取也就是我们要做准备工作,对于每一种压缩机型号进行特征标定,设定好焊接模板。再提出一种基于特征点的立体匹配算法的融合实现方案,通过双目视觉拍摄照片进行物体识别,获取照片中的待管路,再利用双目立体视觉技术中的SGBM算法,获取照片中的物体相对与摄像机的坐标,最后与一维条码所识别的该型号焊接模板进行匹配,从而得出焊接精确位置。机器人只有接收到视觉系统传输的位置信息和条码信息,才会调用系统中特定的数据参数,从而调整感应器的温度移动到设定的位置进行焊接,接收不到信息就无法运行,报警提示。当机器人接收到视觉系统传输的位置信息和条码信息后,会自动调用上位机系统中设定的数据参数,来调整高频焊接机的焊接温度并移动到设定的大致区域,同时通过三维坐标信息进行精准微调到准确位置,最后执行焊接。为保证焊接质量,我们在机械手末端有设置红外线温度传感器,对焊接件表面温度进行监控,防止温度过高烧坏管路。通过引入图像识别技术,采用双眼视觉定位系统,应用在自动焊接定位中,解决了以往用人工寻找焊接位置,面对大批量不同型号产品也能快速参寻到准确的位置,实现了自动化定位,为后面协同机器人代替人力提供了技术基础,达到了焊接工作的全自动化,有利于产能的提高。本系统运用红外温度传感器协同上位机组成温度控制系统,防止焊接头焊接温度过高烧坏管路;同时闲置待时又能保持温度,提高能耗的转化使用率。系统采用机械手代替人工焊接,结合各组成部件与上位机交互,实现更加智能运用。首先,不仅节省了劳动力,省了不少费用的同时还将本项目技术推向更高端的位置。其次,在线智能焊接系统的应用缩短了冰箱压缩机管路的整个焊接节拍,由于焊接前不需要涂焊接剂,焊接母材的安放可放置在压缩机安装工位顺便完成,同时机械手的反应速度又可调。在焊接稳定的前提下,焊接时间可以相应加快,算上来整个焊接节拍至少加快了8s,从而减少了整个焊接工位的时间,流水线生产产能也相应有所提高。若按一天按8h生产400台冰箱,4008/22=145.45(台)一天下来可多生产至少145台冰箱,如果是按两班或者三班轮班,则每天多生产冰箱可成倍增加至290台甚至435台,等于一天新增产量为原来一天的量,这样带来的经济效益是非常可观的,几乎比原来成倍增长。新型在线智能焊接系统经测试后,各项数据都较高,如上文经济优势点所述,焊接节拍比人工焊接节拍快了至少8s以上,这在流水线生产线上是极其关键的一环,可创造不少经济效益;其实其焊接质量及焊接的安全性均可证明本系统是非常成功的,且本系统也已成功应用于罗马尼亚自动焊接项目之上,相信随着工业4.0时代的到来,在不久的将来势必会得到广大冰箱厂的青睐。
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