《ABBIRB2600型号机器人激光切割系统集成设计》开题报告2600字

4/6ABBIRB2600型号机器人激光切割系统集成设计开题报告文献综述1课题背景及研究意义1.1课题背景在行业开发技术广泛应用背景下，与之相关的激光加工技术也迅速,开发出了非常多和高功率激光器产品并通过工业机器人利用光纤连接。相对传统制造业，控制系统和计算机技术的发展，推动着工业机器人与激光科学技术的融合。按发展轨迹看，柔性光纤激光器应用于常规的三维材料加工系统的开发正逐渐为工业机器人产业研发的热门，相关设备也已投入生产于汽车制造和冶金锻造等产业用于在三维空间切割多种不同的材质零件。1.2研究意义国内的模具产业,还面临着自主化与水平普遍低端、难以克服传统模具加工难的缺陷，制造生产速度迟缓与应用时限较短的技术短板。在课题中是由ABBIRB2600切割机器人本体与IRC5控制电柜的组成,机器人三维的切割工艺，又通过机器人仿真实现了目标加工。机器人三维激光切割技术的应用能缩短开发周期，显著降低生产成本，提高钣金自动化生产的效率。2文献综述中国在工业机器人的技术攻关从上世纪七十时代初期进行，历经数十载的高速推进发展，早期一直在由科研单位独立自主进行的科研管理状态,进展相对迟缓。一九八五年后逐步列入国家发展战略规划，则研发进展也相当快，尤其是在“七五”、“863”等高技术蓬勃发展行动计划的着重推动下，我国目前有四个国家级的激光工程研究中心和多所高校联合展激光加工技术的研究工作。我国的智能化机器人重要科学技术实现了跳跃。同时朱国力、段正澄等人对三维激光加工轨迹的插补方法探讨，求取降低高速加工的误差率；包括三维激光切割加工法矢测量系统研究等。余跃[1]（2013）设计了基于机器视觉的方块地毯纵向自动切割系统,可按地毯花型边界自动进行纵向切割；该系统对地毯特征边界图图像进行预处理与数学形态法处理之后,采用自动多阈值法分割,提取特征边界的轮廓图，并利用几何算法,计算地毯边缘标识纱线的质心坐标,得到切割特征边界的有效坐标,进而计算地毯边缘标识纱线质心相对于标尺上中间黑线质心的偏移距离，其图像分割精度较高。邱志华[2]（2016）提出了基于计算机视觉的新型滤波算法，对于激光智能技术的研究有着重要的意义。翟红云[3]（2017）提出了一种针对制鞋企业的彩印皮革自动裁切系统；该系统对运动控制及图像处理的算法流程进行优化，解决了皮革实际生产中的问题，具有很好的实用价值。孙加强[4]（2018）在服饰图案的机器视觉自动寻边切割技术上取得突破，其设计的机器视觉自动寻边切割系统可以有效地提取前景与背景中区分明显且轮廓连续的图案边缘信息,并对边缘信息进行矢量化处理,进而控制激光裁剪机对被切割物体进行精确激光切割；该技术实现了对异形满版服饰图案的自动寻边切割。董守峰[5]（2021）设计了一种基于机器视觉的快速切割路径生成系统，系统通过视觉装置获取切割视场，在显示装置上形成编辑视场，然后根据用户编辑自动生成加工程序完成加工，该方法优化了机器视觉所生成的切割路径，提高了切割效率。在机器人技术的应用方面，主要包括横向滑动轴承、薄壁轴承、交直流式伺服电机、串级驱动器、检测式电机以及光电编码器、滑轨等。优化系统得到了显著提高。在自动控制技术方面，开发了AGV、履带式机器人、装配机器人和水下探测机器人，当前各种机器人涵盖到了重工业工程、生物仿生学，科学与控制技术、集成芯片贯通通信和互联网技术等众多专业和应用领域,所以它的发展和这些相关技术的突破进展有很大关联。3研究内容、方法及预期目标3.1研究内容主要可分成几部分，第一部分为通过对激光切割系统搭建探讨硬件的布局；第二部分确定系统布局的程序设计。第三部分通过人机界面进行信息通讯；第四部分仿真模拟激光切割系统并验证。工业机器人激光切削的光纤激光切割器,是利用经超高功率密度汇集后的激光热线射向即将切割的工位上，使被照射后聚集的物质的熔化，最终达到切割要求实现将工件按照要求的图形割开，设置手动按钮，方便生产人员操作。工业机器人激光切割集成系统主要分为三个部分，主工作站部分是整个系统的机械部分包括伺服电机和工作台，且光纤激光发生器为系统的外源光路，西门子1200PLC和控制柜是系统的电气部分，这三个部分是机器人系统的生产部分。除此之外，还要有稳压电源和一台循环冷水机等辅助设备结合，组成完整机器人激光切割集成系统。本文中的机器人的激光切割集成系统它使用的PLC是西门子S7-1200CPU1214C/DC/DC/DC，而上位机是SIMATICHMI，操作人员会操作向PLC发送控制信号命令，随后向控制器PLC发送位置指令与速度指令,传达伺服驱动系统的信号和带动了电机，最后让伺服电动机移动工件将激光切割器到达指定工作空间。激光切割系统集成的构成图3.2研究方法本文规划课题所需的机器人相关的控制,确定激光切割的机器人的本体结构和运动控制系统,以及自动化机器人系统生产工程的软件和硬件设计、通过人机交互系统和编制PLC及RAPID相应的程序，凭借ABB公司开发的Robotstudio仿真软件就可以模拟材料加工过程和机器人交互的虚拟场景,并以示教的应用研究了机器人对切割工件的工艺流程和编写相关的运动指令程序。3.3预期目标本课题基于机器人激光切割系统集成的设计，通过PLC输出模拟量指令在各个机器人工作站通讯，按照工艺流程实现整个系统的正常工作，由伺服电机来达到光纤激光器在工作站空间内准确切割工件，外部通过HMI的调用工作模式，监测相关参数，从而达到整体上让机器人控制的激光切割系统协调工作。4进度安排毕业前一学期:最后1-2周:查阅相关文献并确定题目，接受任务书；毕业学期:第3周末前:撰写文献综述，完成开题报告；第7周末前:按计划撰写论文初稿，接受中期检查；第9周末前:反复修改论文直至定稿,按要求完成论文查重；第10周周三前:定稿，打印装订，准备答辩；第10周周末:参加论文答辩。参考文献余跃.伺服机械手位置控制系统软件设计[D].西安电子科技大学,2013.邱志华.机器人同步三维激光切割系统的设计与实现[D].浙江理工大学,2016.翟红云.基于PLC的交流伺服电机驱动及位移控制技术研究[J].现代制造技术与装备,2017,(09):80-81.孙加强.基于ABB机器人的光纤激光切割与焊接系统研究[J].应用激光,2018,34(06):584-588.陈明.机器人三维激光切割的控制系统设计[J].锻压装备与制造技术,2021,(01):50-53.董守峰.基于PLC控制的工业机器人系统设计与实现[J].中国金属通报,2021(08):216-217.肖潇,杨金堂,全芳成,李京,田晓波,汪谱发.伺服电机的选型原则与计算[J].机床与液压,2020,42(22):44-46+49.赵闯.机器人伺服驱动系统若干关键技术的研究[D].安徽工业大学,2018.张瑞雪.三自由度主动式上肢康复机器人结构设计与开发[D].大连海事大学,2019.冯