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基于機(jī)械手的鋁合金車輪外形測量自動化技術(shù)探討

2019-04-07 03:43段寶山
科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2019年32期
關(guān)鍵詞:機(jī)械手鋁合金

段寶山

摘 ? 要:為進(jìn)一步延長車輪使用壽命,減少因尺寸問題造成的故障,實現(xiàn)對車輪鑄造情況的準(zhǔn)確預(yù)測以及變形情況的科學(xué)應(yīng)對。在整個車輪生過程中,有必要進(jìn)行系統(tǒng)化的車輪外形測量工作,實現(xiàn)對車輪外形的科學(xué)評估。本文以鋁合金車輪外形測量為核心,將測量自動化作為研究重點,系統(tǒng)探討基于機(jī)械手背景下的鋁合金車輪外形測量自動化技術(shù)應(yīng)用方法,形成完備的技術(shù)方案,以期為后續(xù)相關(guān)測量工作的開展奠定堅實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:鋁合金 ?車輪外形 ?機(jī)械手 ?測量自動化

中圖分類號:TP274 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:1674-098X(2019)11(b)-0085-02

為了掌握汽車輪轂毛坯鑄件,保障家用轎車的安全穩(wěn)定運(yùn)行,相關(guān)企業(yè)投入大量資金進(jìn)行鋁合金車輪外形測量,以期提升鋁合金輪轂生產(chǎn)加工的準(zhǔn)確性,滿足實際的使用需求。文章立足于實際,以機(jī)械手作為研究突破口,從多個維度出發(fā),系統(tǒng)探討鋁合金車輪外形測量環(huán)節(jié)使用機(jī)械手的必要性,明確機(jī)械手應(yīng)用現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上,調(diào)整思路,創(chuàng)新方法,推動鋁合金車輪外形測量的自動化與智能化,減少測量誤差,旨在為相關(guān)鋁合金車輪外形設(shè)計工作的進(jìn)行提供必要的參考。

1 ?機(jī)械手在鋁合金車輪外形測量中應(yīng)用的必要性

對機(jī)械手在鋁合金車輪外形測量中應(yīng)用必要性的梳理,有助于引導(dǎo)相關(guān)工作人員從思維層面形成正確的認(rèn)知,逐步轉(zhuǎn)變舊有觀念,真正認(rèn)識到機(jī)械手的應(yīng)用,對于鋁合金車輪外形測量的重要價值,為相關(guān)測量工作的開展提供了方向性引導(dǎo)。

機(jī)械手是一種綜合性、多功能的智能化工具,在相關(guān)編程指令的驅(qū)動下,機(jī)械手能夠完成各項任務(wù)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟,機(jī)械手的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,以檢查測量機(jī)械手為例,在相關(guān)傳感器的支持下,能夠?qū)z測對象的實際狀態(tài)進(jìn)行感知,并對所檢測的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行自主分析以及評估,機(jī)械手的使用大大提升了工作效率,同時也保障了檢測精度[1]。鋁合金車輪作為家用轎車的重要組件,在使用過程中,極易發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)疲勞損傷和跳動平衡不良等安全風(fēng)險,出現(xiàn)的各種風(fēng)險,不僅縮短了車輪自身的使用壽命,增加了車輛整體維護(hù)檢修成本,在一定程度上,增加了安全事故的發(fā)生機(jī)率,為避免這一情況的發(fā)生,需要在鋁合金車輪外形設(shè)計環(huán)節(jié),利用機(jī)械手代替人工對毛坯鑄件進(jìn)行檢測,在此基礎(chǔ)上開展切削加工,在保證整體加工精度的同時,代替人工測量,減少勞動強(qiáng)度。從總體上來看,機(jī)械手在鋁合金車輪外形測量中的應(yīng)用,較好地滿足了測量的相關(guān)要求,機(jī)械手具有的技術(shù)優(yōu)勢,不僅使得整個外形測量的周期縮短,測量精度提高,并且測量后對于車輪的影響程度較低,對于整個鋁合金車輪的設(shè)計、檢修工作產(chǎn)生了積極作用?;跈C(jī)械手在鋁合金外形測量中的積極作用,越來越多的企業(yè)在鋁合金車輪設(shè)計以及測試過程中,開始采用機(jī)械手這一技術(shù)方案。

2 ?鋁合金車輪外形測量機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀

作為一種新型的測量手段,機(jī)械手在鋁合金車輪外形測量應(yīng)用方面仍舊存在一些問題,這些問題如果沒有得到妥善解決,勢必影響機(jī)械手技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮,同時也對整個汽車鋁合金車輪外形測量工作產(chǎn)生了不利影響,因此在整個自動化測量之初,工作人員有必要對現(xiàn)階段鋁合金車輪外形測量中機(jī)械手的應(yīng)用情況進(jìn)行梳理。

目前在鋁合金車輪外形測量領(lǐng)域,丹麥以及波蘭等國家研發(fā)的車輪外形測試儀較好地滿足了鋁合金車輪外形的測量要求,相關(guān)設(shè)備不僅測量精度較高,并且體量較小,具有較好的實用性。隨著我國家用轎車數(shù)量的快速增長,基于家用轎車生產(chǎn)以及日常維護(hù)的需求,國內(nèi)相關(guān)技術(shù)團(tuán)隊,也進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)研發(fā),經(jīng)過多年技術(shù)積累,逐步縮小了與西方發(fā)達(dá)國家之間的差距[2]??紤]到汽車輪轂毛坯鑄件整體尺寸較小,機(jī)械手的操作難度相對較大,因此在實際的應(yīng)用環(huán)節(jié),出現(xiàn)機(jī)械手操作難度較大,控制精度較低等一些列問題,這些問題一旦沒有得到妥善解決,勢必影響整個鋁合金車輪外形測量的準(zhǔn)確性,對于后續(xù)車輪加工鑄造工作的開展產(chǎn)生消極作用情況。

3 ?鋁合金車輪外形測量自動化的實現(xiàn)方法

鋁合金車輪外形測量自動化的實現(xiàn),要求相關(guān)工作人員以機(jī)械手作為平臺,通過對相關(guān)機(jī)械手方案的調(diào)整,以及使用思路的優(yōu)化,實現(xiàn)機(jī)械手與鋁合金車輪外形測量的有效銜接,進(jìn)而實現(xiàn)鋁合金車輪外形測量的自動化,充分滿足現(xiàn)階段鋁合金車輪毛坯鑄件的尺寸測量與切削加工的相關(guān)要求。

3.1 機(jī)械手硬件參數(shù)的調(diào)整

在使用機(jī)械手對鋁合金車輪外形進(jìn)行自動化測量的過程中,為了保證機(jī)械手作用的有效發(fā)揮,相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)做好機(jī)械手硬件參數(shù)的調(diào)整工作,通過必要的調(diào)節(jié)優(yōu)化,不斷提升機(jī)械手的可控性以及靈敏度。具體來看,工作人員在科學(xué)性原則、實用性原則的引導(dǎo)下,結(jié)合鋁合金車輪外形測量的實際需求,對相關(guān)硬件參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,在鋁合金車輪測量之前,工作人員需要對機(jī)械手的組成部件進(jìn)行檢查,從實際情況來看,目前汽車加工領(lǐng)域所使用的機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部的主要作用用來抓持工件(或工具)的部件,根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式,如夾持型、托持型和吸附型等。在實際的使用過程種,工作人員需要根據(jù)實際情況,來調(diào)整手部的運(yùn)動模式,保證抓取工作的順利完成。運(yùn)動機(jī)構(gòu),使手部完成各種轉(zhuǎn)動(擺動)、移動或復(fù)合運(yùn)動來實現(xiàn)規(guī)定的動作,改變被抓持物件的位置和姿勢。運(yùn)動機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運(yùn)動方式,稱為機(jī)械手的自由度,基于這種實際,在測量、加工環(huán)節(jié),需要對自由度進(jìn)行界定。自由度越多,機(jī)械手的靈活性越大,通用性越廣,其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜,從過往經(jīng)驗來看,為了抓取空間中任意位置和方位的物體,需有6個自由度。除了進(jìn)行上述處理之外,技術(shù)人員還有必要對控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,確保機(jī)械手能夠完成特定動作。同時調(diào)試傳感器的參數(shù),確保其快速反饋信息,形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制??刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成,通過對其編程實現(xiàn)所要功能。

3.2 測量信息的分析處理

從過往經(jīng)驗來看,在整個鋁合金車輪測量過程中,會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),對測量數(shù)據(jù)的匯總、分析以及處理,有助于提升測量工作的整體質(zhì)效,實現(xiàn)對鋁合車輪磨損情況的科學(xué)把控。為了實現(xiàn)測量信息的有效分析以及科學(xué)處理,工作人員應(yīng)當(dāng)做好PDA終端設(shè)備的操控工作,在現(xiàn)階段機(jī)械手模式下,整個車輪外形測量環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù),都會在PDA終端上進(jìn)行集中處理以及存儲[4]。這就要求,工作人員在測量數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié),需要結(jié)合實際情況,熟練掌握PDA終端的操作方法,根據(jù)測量要求,快速調(diào)取各類數(shù)據(jù),并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析,完成對鋁合金車輪外形測量信息的初步處理工作。依托于PDA終端的強(qiáng)大功能,將鋁合金車輪外形曲線以及幾何參數(shù),較為直觀地展現(xiàn)在終端設(shè)備上,便于工作人員獲取相關(guān)信息,及時總結(jié)相關(guān)規(guī)律[5]。

4 ?結(jié)語

鋁合金車輪作為家用轎車的重要組件,在整個汽車運(yùn)行環(huán)節(jié)發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,由于工作環(huán)境較為特殊,鋁合金車輪極易出現(xiàn)復(fù)雜的磨損情況,造成使用壽命的縮短以及安全風(fēng)險的增加??紤]鋁合金車輪外形測量周期較長,工作強(qiáng)度較高的實際,文章將機(jī)械手作為切入點,系統(tǒng)化探討鋁合金車輪外形測量自動化的實現(xiàn)方法,在保證鋁合金車輪外形測量工作有序開展的同時,提升汽車車輪生產(chǎn)能力,切實發(fā)揮機(jī)械手在整個鋁合金車輪外形測量中的積極作用。

參考文獻(xiàn)

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