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外文资料翻译 资料来源 文章名 Handbook of Manufacturing Process 书刊名 Automation Production Systems and Computer lntegrated Manufacturing 作 者 James G Bralla 出版社 Industrial Press Inc New York 章 节 Section C to G 页 码 P 597 611 文 章 译 名 加工工艺手册 姓 名 学 号 指导教师 职称 专 业 班 级 所 在 学 院 电气信息学院 武汉工程大学外文资料翻译 1 翻译 翻译 C C 制造单元制造单元 成组技术成组技术 集成单元簇集成单元簇 制造单元的使用了代表一个特定种类的工厂布局的制造设备 概念的本质是 当制造一 个特定零件或大量的类似零件簇 部分连续操作的设备应该组合在一起 制造元件 或元件 簇 的操作员或操作团队 操作单元中的所有设备 这样的安排像设备聚集在一个部门不 同于更传统的工厂布局 然后零件随着操作从一个部门到另一个部门 单元布局的优点是 沟通渠道和运输线路都很短 工厂的物料通过速率加快了 大大降低了半成品库存 当一个 操作出现问题的时候 后续操作能够很快辨认出产生的影响 控制工厂中流动的零件的运 作线路得到大大简化或变得不需要了 操作者知道每个操作所需要的 以避免问题在后续操 作中出现和根据效应给予补偿 质量会有所改善 不利条件是有一些设备利用率较少 还 有必要让有的操作者学习几种设备的操作 而不是专注于一种类型 这一概念在图 14 c 所 示的关于零件的特殊簇进行了阐述 图 14 g8 展示了机器人之间的处理操作的更高级的系 统 当使用一个循环布局时 机器人照管单元中的所有机器 Fig 14C 制造单元的概念被阐述为由一个单元排列成锻造栏中由各种强度和直径的传动齿轮组成的 簇 此单元显示同一个操作者的七个操作 基于自动设备的使用 每个工作站的操作时间 类似的安排 可能根据生产水平的需要在一些工作岗位使用更多的工人和多重的设备 在站 1 齿轮栏两侧首先会经 武汉工程大学外文资料翻译 2 过转动 钻铰 在站 2 在中心孔钻出键槽 在站 3 齿轮齿滚齿 在站 4 完成修面 在站 5 是一个 刷子去毛机 在站 6 用激光标识齿轮的型别或零件序号 和其它描述性数据 在站 7 各种量具和检 测设备用于确保质量达到预估水平 机器间含有少量的在制品的小桌子充当分离板 说明生产流程中哪 些机器可能需要操作员注意维护 理想情况下 这些表是空的 所有半成品都在进行机器操作 D D 先进的检验设备先进的检验设备 Dl Dl 坐标测量机坐标测量机 CMMS CMMS 利用衍射光栅测量高精度的测量探头的位置 典型的系统包括 除了测量机之外 还有传感探头 控制和计算系统和测量软件 各种类型的探针或许都被使 用 因为探针几乎是无摩擦的 因为在设备里面几乎无摩擦的线性关系 被测工件放置在 花岗岩工作台上 然后固定 电子触摸探针在测量的工件周围环绕 接触需要测量的地方 探头运动可以在 x y 或 z 方向 探针的运动可以手动控制 通过数控或可编程控制器控制 同时读出控制台显示的位置探测器的三坐标 根据被测原件的不同可以使用不同形状的探 针 例如 如果涉及洞的中心轴的尺寸测量 一个锥形塞可用作探针 测量的准确性是由显 微镜中的云纹模具所决定的 它们在设备上被放置在一起 云纹模具在各种领域中被发现 通过光电池 然后转化为电子脉冲 在测量 10 到 30 英寸时 有 2 到 4 的测量误差是正常 的 探头通常是安装在类似桥梁的结构上 但可能是悬臂安装或固定关节的机械臂 机器通 常是安装在一个温度和湿度控制的房间里面 可以进行坐标 轮廓和角测量 有些机器配 有多个探针或视觉设备或激光扫描仪 见下文 除了接触探针 这样的机器多涉及多传感 器系统 图 14D1 演示了一个典型的坐标测量机 武汉工程大学外文资料翻译 3 图 14D1 具有坐标测量机的机器尺寸测量 D2 D2 视觉设备视觉设备 在工业中 利用工件的图形图像作为系统质量 机器或过程控制的一部分 通过电子方法捕获图像来完成控制 然后利用图像的数字数据 作为计算机处理的数据 提 供显示 将好的和坏的零件分类或激活控制机制 视觉设备系统是多功能的 在医学诊断 监测 所在地区的邮编邮件排序 交通管制 条形码阅读领域有很多非制造业的应用 视觉 设备系统包括对工件或现场照片进行适当的描述 照相机或摄像机 一个数字模拟转换器 尽管一些系统处理数字数据直接来源于相机 足够的计算机阶段来处理数据 计算机软件 应用程序和执行设备对计算机的数字信号作出响应 适当的照明是一个关键因素 有各种照 明安排 背光 低角度照明或强调漫射照明必要的图像元素 武汉工程大学外文资料翻译 4 图 14D2 显示了一个典型的工业视觉系统的元素 图像处理删除掉不必要的细节 什么细节是想要的 什么是结果不希望分割去除的 选 择元素的过程必须通过测量来获得期望的结果 分割降低了计算机必须处理的数据量 加快 系统的操作 一种常见的分割是专注于图像的 边缘 相对而言 是工件或者阴影的三维 工件边缘特性的变化 这种局部分析是为什么适当的照明至关重要的一个原因 意想不 到的边缘可能是工件表面瑕疵或其它缺陷的迹象 另一种分割方法是相机扫描工件一条狭 窄的部分 而不是其全部区域 如果这足以满足所需的测量 另一个是分析整体影像中小的 关键部分 即使分割 由于在每一个图像都有大量的数据 高容量的计算机系统是必需的 相机含有一个聚焦系统来集中光和 CCD 电荷耦合装置 集成电路 用来接收相机图像 而不是 胶片相机中使用的照相胶片 相机的每个像素 CCD 传感器的图像处理 感触到光的亮度集中 于它 每个重要的像素的亮度水平被电脑系统转换为二进制数字 大多数视觉设备相机都 是单色的 所以亮度值取决于于灰度 然而 当颜色是特定应用程序的一个重要因素时 彩 色滤光片可以使用 或使用彩色相机 所有检验和机器控制操作涉及计算机分析图像数据 这种分析可能涉及诸如计数两行之间或边缘的像素数量 确定一些弧形边缘的半径 计算整 个图像的像素数量等这样的分析后 这些测量数据与存储在电脑中定义了一个标准的模式或 武汉工程大学外文资料翻译 5 被测量物体的值的数据进行比较 根据两组之间的差异值 机器或过程控制可能进行调整 或零件可能被退回了 和人类视觉检测或者控制相比 在机械系统中 机械视觉系统更具有一致性和固有的 测量准确性 同时 机械视觉不会感觉到疲劳 可以在恶劣的工作环境中运行 可以用更 高的速度运行人类相应的操作 当用到组件检查 视觉设备可以提供几种不同类型的信息 1 识别零件 2 组件的存在与 否或某些特性 3 形状检测 4 测量长度 宽度 面积 孔直径和孔位置 5 表面光洁度 包括 表面探伤检查 6 当涉及多个组件时候的数量确认 机器人引导是机器控制的一种应用 机器人上的视觉设备可以引导机器人去定位零件 然后确定它 然后指导机器人的夹器准确抓取零件正确的部位 然后 抓住后移动到指定的位 置 并使得部件与接受部分契合 机器视觉的其他应用是检测电路板和集成电路制造的整个 电子行业 具体的例子有电路路径宽度以及板和焊点群的完全性检测 视觉设备提供线路 焊接和模切操作的反馈控制数据 在本书中 纺织和塑料工业 机械视觉显示了快速连续移 动材料在加工中连续网络的可靠性 包括涂层的完整性 在高产印刷中 它监视不同的颜色 打印文档的注册 在食品工业 在饼干 糖果 和类似的产品的包装中 视觉设备识别和筛 选掉尺寸过小 超大或畸形产品 对于很多产品来说 它确认标签是否在容器正确的地方 在各种绘画的产品中 它确认 了适当的光泽 颜色 覆盖率和自由度或其他缺陷 在利用高度自动的玻璃 塑料以及金属 制造工艺中 机械视觉从制造的单个零件中发现缺陷并且显示制造容器的质量 D3 D3 激光扫描激光扫描 是一个用于尺寸检查的方法 一个普遍的技术 工件放置在低功耗扫描 激光和光电探测器之间 扫描是通过引导光束到旋转镜的轴 反映了准直镜头上不同点的影 像 镜子的轴在镜头的焦点 镜头引导平行光束到聚光透镜 聚焦光束到光电探测器 工件 被放在两个透镜之间 会聚透镜接受那些通过工件的光束 而不是撞机工件的光束和在会 聚透镜上留下阴影的光束 从而通过激光束的时间间隔和每一面的阴影计算出工件以及阴 影的尺寸 微处理器进行必要计算并且显示出所需的宽度或其它工作片尺寸 图 14 d3 说 武汉工程大学外文资料翻译 6 明工作原理 由于工件和测量工具之间没有接触 进程内的测量的步骤是非常有用的 工件 在机器或输送机运动时可以测量 一束光能同时测量多个零件 安装在钳台上的激光测微 器也被使用 精度 10 in 0 25 m 是可实现的 2 维的 50 毫米 或更少 对于更大的尺 寸 测量公差相应更大 在另一个系统中 收到扫描激光的是二极管数组而不是单个光电管 根据工件的边缘 的位置 一些二极管接收激光和一些不接受 从接收到的信号的差异 可以确定零件的尺寸 另一个测量指的是是曲面上的激光束记录反射 以十点每秒的速度扫描产生的数据来 描述曲面的细节 单位计算机将这些数据与指定的尺寸和形状进行比较 然后看是否符合 规格 而另一个系统使用干涉法 在这个方法中 激光束通过局部镀银镜被分散成两个独 立的光束 一束被传送到一个固定镜 另一个被传送到被测量工件的移动镜 光束被聚合 然后以光的干涉视觉模式被反射到光电探测器和数字计数器 光条纹数表明移动镜的位移 这个方法非常准确 被用于测量精度以及机床零部件运动的标准值 图 14D3 激光扫描尺寸测量的工作原理 尺寸测量是基于光探测器的工件每测得激光束在工件之间 进过的时间 E E 自动引导车自动引导车 AGV AGV 系统系统 自动引导车是把单位负载的材料从一个地方移动到另一个地方的设备 在一个设施内部 武汉工程大学外文资料翻译 7 没有伴随人类操作员 汽车电池供电和车载计算机控制运动 引导是由一个或多个方法提 供 一种方法使用一个嵌在地板上的电感线 车子在电感线后面有一个传感器系统 其他 方法使用光学读取油漆或胶带标记在地板上或电子读取标记在地板上磁标记 一些系统使 用扫描激光和反光标记 以三角测量的方法确定车辆的位置 惯性制导系统是用于其他车辆 机载陀螺仪和里程表 当前系统有能力控制在许多不同的路线和目的地的运动 有些具有 数据输入设备 这样一线人员在必要时可以修改路径 车辆加载和卸载可以由人工操作 机器人操作 或者是相关涉及到的输送带 自动引导 车 AGV 被认为是机器人 在材料 工具和主要部件 如汽车或卡车引擎 由自动引导车系统 移动 通常车辆移动的速度比一个人的行走速度慢 必要时可以很快停止 它们具备容易找 到的紧急停车按钮和 或障碍传感器 如果某些对象在车辆的路径出现会立即停止车辆 自动引导车系统有三个主要的内型 那些携带单位荷载的车辆 那些拖一个或多个拖车 或其它不作功的车辆 和那些配备起重叉子的车辆 后一类型用于运输托盘或打滑的材料 他们取代至少是有人驾驶叉车的一些操作 许多单位荷载车辆被用作运输一个特定种类的 材料 例如 印刷厂到的报纸卷或冲压工厂的薄钢板线圈 图 14 E 提供了一个自动搬运系统的慨念图解 武汉工程大学外文资料翻译 8 图 14E 自动引导车 自动引导车不需要伴随操作员 被用于移动材料 零件 产品以及工厂里的工 具和用品 在第八版由 E Paul DeGarmo others 在 1997 年主编的 材料和工艺 中图解了关于使用埋 在地板里的金属线作为引导系统的路径的引导系统 经 John Wiley 和他的儿子们的许可转载 F F 自动存储自动存储 检索检索 ASIR ASIR 系统系统 这些系统使用自动设备 在计算机控制下 放置标准负载的材料在货架上然后从货架上 移除它们 在货架的位置是随机的 这取决于哪里有空余的地方 系统使用一个标准负载的 材料 一个托盘负载 一个处理托盘负载 用于中小型零件 或一个工具箱负载 货架一直 打开着去匹配标准负载的大小 系统完全在计算机控制下 计算机记得每个项目的存储位置 和一个项目被退回的地方 指导检索设备到最原始的单元 在 ASIR 系统中有四个基本组件 1 存储 检索 库存处理 机器通常存放架轨道上运行 根据电脑信号自动运行 2 货架 通常 一到三个开放单元组成 并建造了一个高达 70 英尺 21 米 的高度 3 一台计算机控制系统 保持库存记录 4 输送机或其他方式处理来自存储 检索设备的存储项目 图 14 展示了一个 典型的系统 ASIR 系统被用于各种各样的材料 他们用于制造业的基层和存储半成品 工具和备件 在仓储和配送中 这些系统用于根据指令挑选成品和存储原材料和零部件 应用领域包括在杂货仓库 低使用率的书籍和期刊的大学和公司的研究性图书馆中的 应用 对于储存的鼓或原材料以及成品的储存 纺织 金属板和印刷操作中的卷材储存 以及那些不再被使用的面包锅 办公室记录和生产模具 夹具 工具和模具的储存 通常 是进行化学的混合操作 武汉工程大学外文资料翻译 9 图 14 f 一个完整的自动存储和检索系统 由计算机控制操作 已完成产品的纸箱自动放置在货架上 打开的位置 当运送订单被处理 计算机指导卸货设备到最原始的纸箱中接受被返工的产品 纸箱会自 动转移到特定装载站需要的地方 G G 生产制造中机器人的使用生产制造中机器人的使用 工业机器人是一种可以编程用于执行移动和操作材料 零件 工具或其他自动设备等 各种任务的机械装置 经常有类似人类的手臂和手的外貌 机器人通常有以下主要元素 1 操作器 结构和联系提供运动 机器人可能有多达 6 轴的运动 描述了一些 六自由度 2 结束效应 一个长得像钳子的装置或一些设备执行一个有用的操作 3 控制器 开始 停 止和控制机器人的动作 存储数据和与其他数据设备或与人的通讯的装置 4 机器人操作能 源的供给 这可能是来自液压源或气动源或伺服电机和步进电机 电力是最常见的 5 传 感器 在许多机器人中 检测位置 接触 力 转矩 抵抗 或可能有视觉功能 信号或 数据传输回控制器 6 活跃设备 机器人可能在手臂的末端装备灵活的设备如喷雾枪 焊接工具 钻头 路由器 研磨机 抛光轮 或其他工具 图 14 g 演示了一个典型的工业 机器人的主要原理 有些机器人配备有 教学模式辅助控制器 单手手控制器能够使用可以由操作员移动 机器人的手臂和钳子 辅助控制器记录着运动 他们的速度和终点 动作的顺序保留在控制 武汉工程大学外文资料翻译 10 器的内存中 可以 回放 来重复所需的一系列执行的操作需要的动作 有些机器人在操作 装置运动结束前有着的点对点控制 其他使用连续路径控制 一些有固定的运动路径 一些 根据传感器发送到控制器的信息提供手臂的运动变化 图 14G 典型的工业机器人的主要元素 G1 G1 机器人的适用性领域机器人的适用性领域 在工人工作条件不乐观 困难 或不安全的地方机器人的使用是最 常见的 热锻件和铸件由机器人处理很容易 热 烟雾或异味 污垢 灰尘和溶剂对人类操 作者来说是恶劣的 不健康的或危险 但对机器人并不是一个问题 使用机器人其他理由来 自他们能够节约劳动力 然而 伴随的机器设备进行输送 定向和运输部分的机器的成本 是一个除了机器人本身的成本外必须考虑的支出 操作必须有足够的空间来证明投资的价 值 机器人在产品有频繁的变化的情况下是特别有用的 它们提供 灵活的自动操作 因 为许多操作序列可以存储在控制电脑的内存里 因为现在基于机器人系统的感官能力 尤其 具有视觉设备的部件 在可变条件下下的调整操作更加可行 不过 机器人不太可能使用在 大量的部件需要组装操作的地方 灵活 简洁和具有技术的操作者在那些情况下不容易被 取代 武汉工程大学外文资料翻译 11 G2 G2 铸造厂的机器人铸造厂的机器人 因为 许多工件的重量和其他不乐观或危险工作环境 机器人在铸造厂 很容易被使用 机器人在那些劳动成本本质性降低的机会可能更大的高生产工厂是最常见 的 G2a G2a 在压铸中在压铸中 高温 灰尘 危害和重复的操作使压铸机械处理中机器人备受青睐 在早期 仍 然常见 应用是从压铸机卸载铸件 喷涂润滑剂在压铸模具上 浇铸熔融金属到机器中是另 外一项应用 另外的操作是通过浸渍或喷洒冷却铸件 修边和除去毛边 铁闸和背面长条 和 在冲模放置镶嵌件 把相关的铸件调整成合适的冲压模具 激活的切边压力机和修剪和留出 部分 去毛刺与旋转工具被使用 该工具沿着铸件的分割线移动 该方法的一个优点是 它 不需要使用专用的每个铸造模具 G2b G2b 砂型铸造砂型铸造 机器人在砂型铸造的使用比压铸少 尽管有高温和令人不快的工作条件 但 是仍有许多可能的应用 机器人是用于将液态金属注入模具 核心处理和核心粘合 如果 需要 核心去毛边 在模具上喷涂耐火涂料 从烘烤炉转移模具 模具通分和在振动清箱处理 热铸件 其他机器人的操作是移除铁闸和立管 使用机器人手持火焰或等离子切割刀 在振 动清箱修边后的铸件 熔融金属的碎屑渣滓去除是在铝铸造厂的另一个应用 去毛边可能 仅仅通过去除剩余材料 否则机器人持有的旋转磨床磨削是机器的方法 G2c G2c 在熔模铸造在熔模铸造 熔模铸造中生产外壳模具的过程需要反复在泥浆或流化床的陶瓷材料和沙 子中浸渍蜡模 每个浸渍步骤后面的是一个干燥阶段 还有最后一个烧制操作是融化蜡模 和熔化陶瓷 机械代替手工进行重复浸渍处理和干燥和烧制操作 在一些铸造厂 成本和质 量都获益 G3 G3 锻压锻压 机器人是机器人被用于增加产量车间装载锻造坯料到熔炉中 在加热炉中移动加 热坯料按压或锻锤 将工件从一个压铸站移动到另一个 把锻件从锻压机移动到整型机 绘图 台 托盘或输送机 他们也经常使用润滑剂涂抹到工件和压铸件上 由于工件温度很高 机 器人的使用可以合理的消除不乐观的工作环境以及提高生产力 G4 G4 金属冲压机器人金属冲压机器人 用于从冲压机卸载工件 供给卷料 装载在压力机上的工件来进行二 次冲压操作 例如 从拉深压力机卸载工件和在削减冲压模具定位 和冲压生产线一个挨着一 个的传输工件 机器人的使用是合理的 因为要消除按压过程中人类操作员接触的安全隐患 武汉工程大学外文资料翻译 12 当生产水平足够高到可以证明高速 专注 有传输设备的机器人在竞争中不是足够快 然 而 当在冲压过程线有各种零件或当每种零件数量更适中 机器人更容易被指定 G5 G5 机器人在注塑和其他塑料成型机器人在注塑和其他塑料成型 卸载模制部件是最常见的机器人操作卸载模制部件是最常见的机器人操作 通常涉及注塑 但 机器人也用于压缩和传递模塑法 特别是当零件特别大的时候 另一个机器人在塑料成型的 应用是金属嵌件在模具的位置 在模具的接头处加固玻璃纤维零件 由机器人喷洒混合的玻 璃纤维和聚酯塑料到打开的的柔弱的模具中 其他机器人操作调整成型后零件 钻孔 抛光 托盘包装和包装 图 14 g5 展示了一个机器人卸载两个注塑机器的流程 图 14 g5 机器人从两个注塑机器卸载模制部件 G6 G6 机器人在焊接领域机器人在焊接领域 参与焊接操作的机器人比任何其他工业操作都多 最常见的机 器人焊接操作是点焊 机器人点焊是汽车车身组件钣金的标准方法 几种电弧焊接 最近 激光焊接也机械地进行 在所有机器人焊接操作中 焊枪或反焊接电极被定位 机械设备手 持和开动 点焊机器人 通常是基础 在固定金属板上把电极从一个地方移动到另一个地方 进行组装 机器人使用无触点焊缝跟踪器执行弧焊 完整的弧焊机器人系统包括 除了机器人之外 还 有一个合适的焊接枪 一个定位器来保持工件在一个可控位置 夹持器夹持工件 机器人的运 动控制系统和定位器 电弧控制设备 电源 保护气体供应 和利用联合操作过程的反馈的 武汉工程大学外文资料翻译 13 自适应控制 有指导辅助控制器的机器人可以在复杂空间路径进行焊接 水下焊接可以由 机器人进行 一些机器人在汽车工业中使用激光焊接而不是电弧或点焊固定车顶面板其他组 件 底盘和卡车前端组件 框架构件 由于焊接机器人不感到疲劳或分心 他们通常在操作中能够实现比手工焊接工具更高的 操作例的时间和更好的可重复性 机器人也减轻操作员需要进行棘手的 没有完全健康的操 作 视觉系统跟踪和控制焊接 G7 G7 机器人在涂色 密封 涂料机器人在涂色 密封 涂料 喷涂喷涂 机器人与由人类控制喷漆机机器人与由人类控制喷漆机 相比提供了更加稳定和均匀的涂层 机器人在汽车行业对汽车车身涂色是非常常见的 也用 于电器 家具和其他商业组件 油漆 液体和粉末喷涂机器人 底漆 表面涂层 污点 脱 模 瓷瓷釉或其他材料也同样适用 当涂色零件位于传送带上时 机器人和输送机是同步的 静电吸引通常伴随着机器人系统 机器人被编程去喷雾在静电吸引不能生效的深口袋的地 方 密封剂和胶粘剂也应用于机器人 但不是使用喷雾的方法 机器人在工件沿着规定的路 径沉积小珠和斑点状的密封胶材料 机器人应用程序提供了一致的 统一的调剂 使密封胶 材料得到更好的利用并避免操作员暴露在溶剂和其他可能的有害物质下 汽车 家电 航 空航天和家具行业使用带有这些材料机器人的应用 G8 G8 物料搬运机器人物料搬运机器人 是常见的 不那么复杂的机器人拥有更少的精确位置的能力 经常用 于将工件从一个工作站移动到另一个工作站 在有循环布局的制造网络中 一个机器人可以 从七个工作站移动工件 如图 14 中所示 其他应用包括将工件从托盘移动到机器 和相反 的操作 在操作后用托盘装载工件 从容器 箱子 圆盘传送带 输送带中移除零件 在机 器设备上定位零件 将部件放置在工具上 然后放置零部件或材料在传送带上 门架式机器 人 这是安装在传统桥式起重机底部的机器人 有一个更大的信封 服务区域 和用于材料处 理的应用 武汉工程大学外文资料翻译 14 图 14 制造循环布局网络 一个机器人可以移动输送机和生产机器之间的工件 G9 G9 机器人在机械装配领域机器人在机械装配领域 机器人在装配领域的渗透相比上面所说的焊接 涂色和材料处 理领域更弱 一个例外是下面第 13 章指出的电子装配 其他著名的机器人装配操作是如下 所示的在汽车仪表面板上灯泡的安装 汽车挡风玻璃的安装 粘合剂的喷雾应用 另一个应 用是小型电动汽车的组装 录像机已经被索尼公司和宝丽来相机组装 快门和和其他精密 组件由机器人组装 在必要或合理的地方 机械设备可以处理和组装困难零部件如弹簧 弯 曲的电线 可塑性零部件 武汉工程大学外文资料翻译 15 图 14 g10 显示了机器人挑选和放置电子遥控汽车的关键机器组装零部件 G10G10 机器人在电子行业的应用机器人在电子行业的应用 尽管他们在这个行业通常不是被称为机器人 机器人或者 类似机器人的机器用于在印刷电路板上放置电路器件 这些单位通常被称为挑选机器 或放 置机器 用于有表面镶嵌类型和那些有通孔连接管道的装置 机器还用于测试和检验操作 和加载和卸载制造相关的零部件 这些机器相比复杂的有类似于人类的上部和下部的手臂 手腕和手的旋转动作六轴机器人有一个有限数量的的运动轴 大多数选择并将机器安装在 提供在 x 和 y 方向运动的龙门式框架上 制动装置是 z 轴运动 向上和向下 还有一个握紧 的动作 或使用真空 来控制被放置的设备 计算机的控制和可编程性帮助这些机器符合机 器人通常的的定义 类似的机器也用于自动组装手机的主要零部件 G11 机器人在质量控制的应用 质量控制的主要是在测试和测量仪器中移动和定位工件使用 机器人 操作后 将工件移动到需要的地方 在某些应用程序中 机器人可以积极参与检验或 测试 在移动电话的测试中 机器人把每个手机放置在测试架上 按特定的键和编号 使用视 觉设备 验证手机的显示是正确的 在更传统的安排中 机器人用于在一系列八个测试单元 之间移动光盘 每一个在光盘上执行一个特定的测试 拥有视觉设备的机器人能在工件从一 个工作台移动到另一个地方的过程中做些视觉验证或评估 图 14 使机器人处理大量工作块 一个汽车铝轮 之间的加工操作 由美国铝业股份有限公司提供 武汉工程大学外文资料翻译 16 G12 G12 机器人在加工机床中的主要应用是加工机器人在加工机床中的主要应用是加工 装卸工件装卸工件 图 14G12 展示了一个典型的应用 然而 机器人持有和使用电动工具许多应用在那些精度要求不太严格或固定设备可以帮助控 制的准确性的地方 固定装置可能是必需的 因为机器手臂不具备机床的刚度和数控定位机 制的准确性 机器人持有或者操作的的电动切割工具包括 钻 铰刀 丝锥 穿孔和扩孔工 具 路由器 旋转文件 研磨机 抛光和磨光轮子 这些工具是动力驱动 用于钻井及相关 或类似的操作 去毛刺或改善表面 去毛刺时 削减工具通常是一个旋转锉刀 由硬质合金或 其他硬质材料制成 机器人配备了一个力补偿装置来抵消毛刺被移除中引起的大小的形变 其他机械加工涉及到使用火焰或等离子切割火把或机器人持有的激光切割机 持有切削刀 具的机器人的加工操作 在有大型零件的地方更常见 其余地方操作由一个工人手持电动 工具执行 飞机 卡车 太空飞行器 船舶 铁路车辆和机车产品的例子 这些操作可能是 可行的 更容易移动工具到工作中 而不是反之亦然 G13 G13 机器人在热处理中机器人在热处理中 被用来搬运处理过的零件 主要在装卸热处理炉 盐浴或洗涤和烘 干设备 机器人在淬火浴场也用来浸泡工件 G14 G14 机器人在某些特定行业机器人在某些特定行业 G14a G14a 在汽车装配在汽车装配 汽车行业一直是使用机器人的领头者 机器人最普遍的使用是在汽 车装配点焊体冲压件 其他重要使用弧焊 人体彩绘和涂料 分发和放置胶粘剂和密封材料 和 加载 卸载工件 装配玻璃挡风玻璃到汽车的车身是一个有趣的操作 首先挡风玻璃被真空吸盘拿起和 被夹具放置 一个机器人分配粘合剂固定玻璃的边缘 激光系统测量汽车车身相对于已知 的参考点的位置和运输机器人使用这些数据 在挡风玻璃被再拿起之后 准确地放置在在汽 车车身空缺的位置上 身体冲压件被物料搬运机器人移动到装配线上 使用长手臂机器涂装汽车车身可以使油漆均匀涂装在大的车身壁板上 全自动汽车装配和模块受到抑制时 涉及大量的不同零件 准确性和机器人触觉的局限性 和 空间的限制 G14b G14b 电器电器 自动化生产 在设备制造中的一个例子是是使用六轴机器人在洗碗机的门插 武汉工程大学外文资料翻译 17 入一个挤压的橡胶密封圈 机器人也用于变压器中加载和卸载线圈 G14c G14c 在食品工业在食品工业 机器人被用于 食品行业中的许多任务中 处理家禽产品和虾 对着 光检查鸡蛋 检查袋装的即食食品 蘑菇和牡蛎的种类 切肉的等级 特殊加工的鱼 他们在 托盘放置航空食品 餐具和调味品 使用视觉设备 机器人组装分类巧克力糖果 将每一项 在其指定的位置 他们装载包装糖果的包装机 机器人还用于装饰蛋糕和巧克力糖果 他 们从烤箱输送机转移烤的东西 面包 饼干面团坚果和蛋糕 放在包装线每一项预先安排好 的位置上 夹持是在真空中进行 当配备视觉设备 机器人按照他们设定好的检查产品 在肉类包装工厂 机器人从冰箱输送机拿起冷冻鱼片 牛肉馅饼 香肠和家禽堆栈在包装 容器 视觉设备引导机器人到接地点和检查工件正确的大小和形状 机器人在每个容器堆 栈适当数量并且把每一块放置在正确的位置上 G14d G14d 在玻璃制造在玻璃制造 机器人是用于掌控模具成型玻璃组件和处理玻璃片和模制部件 工 作条件中的热因素给使用操作员带来了困难 但不妨碍正确设计的机器人 G14e G14e 在化学工业在化学工业 机器人应用在化学处理的各种材料处理中 他们是用于反应堆清理 特别是工作对操作员的是危险的时候 G14f G14f 在木工机械在木工机械 机器人处理有时被用于家具组件 其他应用是钻孔和路由或铣削工 件由机器人和一些组装操作 机器人放置组件在装配夹具上和按下销子或者类似的零部件 进入轧件装配成家具 然而 机器人在木工行业的使用普遍低于其他行业 G14g G14g 在其他行业在其他行业 机器人使用视觉设备在吸塑包包装分类的药片 其他类似应用是用 托盘包装各种产品到容器和装填袋装包装材料到集装箱 武汉工程大学外文资料翻译 1 外文原文外文原文 C Manufacturing Cells Group Technology Family of Parts Concept The use of manufacturing cells represents a particular kind of factory layout for manufacturing equipment The essence of the concept is that when manufacturing a particular part or family of similar parts in substantial quantities the equipment for successive operations on the part should be grouped together The operator or team of operators who make that part or the family of parts operate all the equipment in the cell This arrangement is in contrast to a more traditional factory layout that groups like equipment together in departments Then parts move from department to department for each operation The advantage of the cell layout is that lines of communication and transportation are made very short The factory s through put rate is speeded work in process inventory is greatly reduced when problems arise at one operation their effect on subsequent operations is immediately recognized Route sheets to control movement of parts through the factory are greatly simplified or not needed Operators learn what is needed at each operation to avoid problems at subsequent operations and have the satisfaction of seeing the results of their efforts Quality tends to improve The dis advantage is that there is apt to be lesser utilization of some equipment There is also the necessity of having operators learn the operation of several kinds of equipment rather than specializing in one type The concept is illustrated in Fig 14C for one particular family of machined parts Fig 14G8 shows a more advanced system where a robot does the handling between operations When a circular layout is used the robot can tend all machines in The cell 武汉工程大学外文资料翻译 2 Fig 14 The concept of a manufacturing cell illustrated with a cell arranged to make a family of spur gears of various pitches and diameters from forged blanks This cell is shown with one operator for seven operations based on the use of automatic equipment A similar arrangement may be made using more operators and possibly duplicate machines for some workstations depending on the production level needed and the operation time at each workstation The gear blanks are first faced on both sides turned drilled and reamed at station one At station 2 a keyway is broached in the center hole At station 3 the gear teeth are hobbed and at station 4 they are finish shaved Stat ion 5 is a brush deburrer At stat ion 6 the gear is laser marked to identify its model or part number and with other descriptive data At station 7 various gages and inspection devices are used to ensure that quality is of the prescribed level The small tables between machines act as decouplers Kanbans containing small amounts of work in process to illustrate which machines may need operator attention to maintain production flow Ideally these tables are empty and all work in process is undergoing machine operations D Advanced Inspection Devices Dl coordinate measuring machines CMMs utilize diffraction gratings to gauge the position of a measuring probe with high accuracy Typical systems include in addition to the measuring machine a sensing probe a control and computing system and measuring software Various kinds of probes may be used The probe is moveable with very low friction because of nearly friction free linear bearings in the machine The workpiece to be measured is placed on the granite table and is then stationary The electronic touch probe is guided to move around the workpiece and make contact with it where measurements are wanted Probe movements can be in the x y or z direction Movement of the probe can be manual by CNC or by a programmable 武汉工程大学外文资料翻译 3 controller The readout console displays the position of the probe simultaneously in terms of the three coordinates Different probe shapes can be used depending on the element that is being measured For example if dimensions involving the center axes of holes are to be measured a tapered plug is used as the probe The measurement accuracy results from use of the moire fringe pattern from two glass scales placed together on the machine at a slight angle from each other The fringe pattern between the scales is detected by photocells and converted to electrical pulses Measurement accuracies within 2 to 4 ten thousandths of an inch in a span of 10 to 30 inches are common The probe is often mounted on a bridge like structure but may be cantilever mounted or fastened to an articulated arm The machine is usually installed in a room in which temperature and humidity are controlled Coordinate profile and angular measurements can be made Some machines are equipped with more than one probe or with a machine vision device or laser scanner see below in addition to a contact probe Such machines are referred to as multisensor systems Fig 14D1 illustrates a typical coordinate measuring machine Fig 14D1 Dimensional inspection of a machine component with a coordinate measuring machine Courtesy Sheffield Measurement Inc D2 machine vision in industry utilizes a pictorial image of the workpiece as part of a system of quality machine or process control Control is accomplished by capturing the image by electronic methods and then using digital data of the image as the data is processed by a computer to provide a display to sort good and bad parts or to actuate control mechanisms Machine vision 武汉工程大学外文资料翻译 4 systems are versatile and have many non manufacturing applications in the fields of medical diagnosis surveillance zip code mail sorting traffic control and bar code reading A machine vision system includes means for proper illumination of the workpiece or scene to be pictured a camera or cameras an analog to digital converter though some systems process digital data directly from the camera sufficient computer stages to process the data computer software for the application and actuating equipment that responds to the digital signal from the computer Proper lighting is a critical factor and there are various lighting arrangements backlighting low angle lighting or diffuse lighting to emphasize the essential image elements Fig 1402 illustrates the elements of a typical industrial visio