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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HMI28

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