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项目一 活塞发动机产品自动化生产的方案设计 1

学习任务 1

学习目标 1

任务1.1 认识活塞发动机产品 3

1.1.1 活塞发动机产品的结构 3

1.1.2 活塞发动机的工作原理 3

思考题 5

任务1.2 规划活塞发动机的生产步骤 5

1.2.1 规划零部件的加工过程 5

1.2.2 规划零部件的检测入库过程 6

1.2.3 规划装配过程 7

1.2.4 活塞发动机的完整生产步骤 8

思考题 8

任务1.3 活塞发动机生产设备的总体设计 8

1.3.1 生产设备的布局形式 9

1.3.2 工业机器人的选型 9

1.3.3 设备功能模块的划分 11

1.3.4 工业机器人的末端工具及工具快换 12

1.3.5 控制系统及通信方式 15

1.3.6 操作面板及按键 17

1.3.7 滑台模块的结构 18

思考题 19

习题 19

项目二 控制系统及人机界面设计 21

学习任务 21

学习目标 21

任务2.1 PLC系统选型和设计 23

2.1.1 PLC简介 23

2.1.2 PLC选型 23

2.1.3 PLC硬件的总体配置 27

思考题 28

任务2.2 人机交互界面规划及设计 28

2.2.1 人机交互界面HMI 28

2.2.2 人机界面的功能设计 29

2.2.3 HMI与PLC的通信 35

2.2.4 任务操作——PLC程序的上传 39

2.2.5 任务操作——PLC程序的下载 42

2.2.6 任务操作——HMI程序的下载 44

2.2.7 任务操作——添加新的HMI画面 45

思考题 52

习题 52

项目三 激光切割模块的设计方案及应用案例 53

学习任务 53

学习目标 53

任务3.1 激光切割模块的设计方案 55

3.1.1 设定活塞激光切割工艺流程 55

3.1.2 激光切割模块的结构 55

3.1.3 激光切割模块的加工步骤 56

3.1.4 激光切割工艺 56

思考题 58

任务3.2 激光切割活塞原料 58

3.2.1 任务操作——工业机器人在导轨上的移动 58

3.2.2 任务操作——工业机器人末端工具的更换 63

3.2.3 垂直料库及传送装置的运行方式 69

3.2.4 工业机器人控制器与PLC的I/O通信 72

3.2.5 任务操作——活塞原料的搬运 73

3.2.6 激光切割台吸盘的启动过程 77

3.2.7 任务操作——激光切割加工 78

3.2.8 任务操作——切割废料剔除 82

3.2.9 激光切割台吸盘的释放过程 87

3.2.10 离线编程实现激光切割加工 87

思考题 88

习题 88

项目四 工艺模块的设计方案及应用案例 89

学习任务 89

学习目标 89

任务4.1 工艺模块的设计方案 91

4.1.1 设定活塞零件精加工工艺流程 91

4.1.2 工艺模块的结构 91

4.1.3 工艺模块的加工步骤 91

思考题 92

任务4.2 活塞零件去毛刺加工工艺 92

4.2.1 去毛刺工艺 92

4.2.2 任务操作——活塞零件去毛刺准备 93

4.2.3 去毛刺设备的开启过程 97

4.2.4 任务操作——活塞零件去毛刺加工 98

思考题 99

任务4.3 活塞零件打磨加工工艺 99

4.3.1 打磨工艺 99

4.3.2 任务操作——活塞零件打磨准备 100

4.3.3 去毛刺设备的关闭与打磨设备的开启 101

4.3.4 任务操作——活塞零件打磨加工 101

4.3.5 打磨设备的关闭与抛光设备的开启 104

思考题 104

任务4.4 活塞零件抛光加工工艺 105

4.4.1 抛光工艺 105

4.4.2 任务操作——活塞零件的抛光 105

4.4.3 抛光设备的关闭过程 108

思考题 108

习题 109

项目五 视觉检测模块的设计方案及应用案例 111

学习任务 111

学习目标 111

任务5.1 视觉检测模块的设计方案 113

5.1.1 设定活塞零件视觉检测和扫码入库工艺流程 113

5.1.2 视觉检测系统的选型 113

5.1.3 视觉检测模块的结构 115

5.1.4 视觉检测模块的工艺步骤 115

思考题 115

任务5.2 活塞零件的视觉检测 116

5.2.1 任务操作——拾取活塞到暂存工装位置 116

5.2.2 暂存工装张开状态的确认 117

5.2.3 任务操作——将活塞放入暂存工装位置 118

5.2.4 暂存工装夹住活塞零件 120

5.2.5 任务操作——更换吸盘工具拾取活塞 121

5.2.6 暂存工装的张开过程 124

5.2.7 任务操作——活塞进入视觉检测准备位置 125

5.2.8 视觉检测显示屏的功能 128

5.2.9 任务操作——设置视觉检测图像模板 128

5.2.10 任务操作——视觉检测合格/不合格产品 134

5.2.11 视觉检测及判断过程 136

5.2.12 视觉检测结果的获取 138

思考题 139

任务5.3 合格产品贴标签扫码入库 139

5.3.1 任务操作——工业机器人自动贴标签功能的实现 139

5.3.2 任务操作——工业机器人扫码信息入库功能的实现 145

5.3.3 扫码信息入库过程 147

5.3.4 任务操作——活塞搬运 147

思考题 150

习题 150

项目六 装配模块的设计方案及应用案例 151

学习任务 151

学习目标 151

任务6.1 装配模块的设计方案 153

6.1.1 设定活塞发动机的装配工艺流程 153

6.1.2 装配模块的结构 153

6.1.3 装配模块的装配步骤 154

思考题 155

任务6.2 活塞组件装配 155

6.2.1 任务操作——活塞进入装配准备位置 155

6.2.2 活塞入库的工位检测 157

6.2.3 任务操作——搬运连杆 158

6.2.4 三爪气缸装卡连杆的过程 164

6.2.5 任务操作——搬运活塞零件 166

6.2.6 手指气缸固定活塞的过程 171

6.2.7 任务操作——搬运活塞销钉及装配活塞销钉 173

6.2.8 任务操作——搬运活塞连杆组件至暂放位置 181

6.2.9 活塞连杆装配工装的张开过程 185

思考题 187

任务6.3 活塞发动机总装 187

6.3.1 任务操作——搬运缸体 187

6.3.2 压紧气缸和滑台气缸的复位过程 192

6.3.3 任务操作——装配工装定位装卡缸体 192

6.3.4 曲轴旋转至装配位置 195

6.3.5 任务操作——搬运活塞连杆组件并装配 196

6.3.6 安装曲轴销组装成品 201

6.3.7 任务操作——搬运成品 202

6.3.8 压紧气缸和滑台气缸的再次复位 206

6.3.9 任务操作——成品入库 206

思考题 209

习题 209

附录 210

附录Ⅰ 工业机器人I/O信号表 210

附录Ⅱ 示教编程点位对照表 213

参考文献 215