餐厨具锅类自动化柔性打磨产线项目

本案例是佛山华数机器人有限公司为针对餐厨具锅类产品研发的自动化打磨产线系统。本线涵盖直径130mm到360mm，高度40mm到240mm的铝锅类工件，工件重量小于3KG，具体由客户指定两款型号工件进行生产和验收；生产线由一条上下两层的皮带输送线、6台HSR-JR630机器人、6台浮动力控打磨机和6套旋转夹具6台皮带过渡输送线；1视觉检测系统完成铝锅自动抓取、打磨、输送等工作。

操作流程是工人将工件放入皮带线上层，通过视觉检查工件位置以及方位，机器人自动抓取工件并在力控磨抛电机上打磨，打磨完成之后将工件放在过渡皮带线上，过渡皮带线将打磨好的工件输送至皮带下层，皮带下层输送线将已打磨的工件输送至人工上下料处，人工取料并判断工件是否已打磨合格，如合格，将工件放入对应的合格品区，如不合格，将工件放入皮带输送线上层，进行第二次打磨。

一、项目先进性

与现有技术比，自动化柔性打磨产线的优点：一是设备利用率高，一套机床组成柔性生产线后，从开机到进入打磨过程中，不用再操作机器人，只需要在主控中选择对应产品型号即可，4分钟之内可以进入生产。其次，切换产品过程也不用操作机器人，切换产品的整个过程不超过10分钟。二是工件打磨质量相对较高，打磨方式较为灵活。三是操作敏感性高，在柔性生产中，可以屏蔽发生故障的机器，不影响产线的正常运行。四是产品的反应更加迅速，系统布局合理，可快速更换产品，满足市场需求。

二、项目预期解决的重大问题

问题1：针对多品种的餐厨锅具类生产中，传统生产中由于锅具放的太密和不整齐，经常会发生漏锅、取料不准的问题；

问题2：针对打磨产线上几种产品同时流经并排机器人的抓取范围，谁先取料谁后取料，料会不会直接流出产线的问题。

问题3：针对传统的打磨设备中打磨电机为固定式，机器人通过固定的点位于打磨电机接触，此种方式不能精确的控制打磨时的接触力的问题。

问题4：针对抛光轮在打磨时会被损耗而无法确定末端执行器与抛光轮的相对位置的问题。

三、项目实施对行业的影响和带动作用

工业机器人作为高端装备的重要组成部分，具有明显的产业特征，产业的工业机器人密度与生产效率、产品质量和性能正相关，是产业高端化的重要指标，是提升制造产业发展质量和竞争力的重要路径。我国劳动力成本快速上涨，人口红利优势丧失，给中国以低廉劳动力为主要竞争优势的劳动密集型制造模式带来巨大冲击，倒逼中国加速工业机器人产业发展，推动制造业转型升级。作为对资本深化的回应，机器人已从“备选”成为“必选”，使用工业机器人代替劳动力符合中国新的发展方向，中国必须加速产业结构调整，推动制造业转型升级。纯人工管理成本，员工培训，员工福利等费用支出高；打磨粉尘对人体的伤害很大，得各种各样的职业病的概率很高，越来越多的人都在远离对身体有伤害的工作。国内出现了诸多针对自动化打磨产线的解决方案。

四、项目技术路线和创新点

本项目的技术路线：Step1: 首先，锅具被放进上层传送带，此时传送带会开始运动。Step2：锅具通过输入传送带进入视觉检测装置范围，摄像头拍照，视觉检测系统计算出每个锅具相对6台打磨机器人的位置以及角度方位并发送给总控。Step3：锅具进入到机器人抓取范围时，产线调度系统能够控制正确的机器人取料，抓取区域同一时刻只接受一台机器人取料，产线调度系统能够同时响应多个抓取区域，控制多台机器人取料，机器人通过总控传送工件的位姿信息，进而机器人能够准确抓取工件。 Step4：工具进入打磨工序，机器人通过仿形吸盘对工件采取真空吸附的方式进行抓取。根据据锅具的内壁轮廓形状生成运动指令，根据指令驱动1台机器人与一台力控打磨装置协同工作实现锅具外壁的打磨。Step5：锅具打磨完成之后，锅具被机器人放置到过渡传送带上，流经下层传送带，经过检查，合格的会进行下一步工序，不合格的会进入第一步Step1，其他位置的机器人都会进行一样的步骤。

项目的创新点：

1、基于视觉的打磨产线定位系统；

2、一种自适应柔性生产调度方法；

3、基于力控的机器人磨抛系统；

4、一种抛光轮均匀磨损的编程方法。