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        基于機(jī)械手的鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量自動(dòng)化技術(shù)探討

        2019-04-07 03:43:46段寶山
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2019年32期

        段寶山

        摘 ? 要:為進(jìn)一步延長(zhǎng)車(chē)輪使用壽命,減少因尺寸問(wèn)題造成的故障,實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輪鑄造情況的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)以及變形情況的科學(xué)應(yīng)對(duì)。在整個(gè)車(chē)輪生過(guò)程中,有必要進(jìn)行系統(tǒng)化的車(chē)輪外形測(cè)量工作,實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輪外形的科學(xué)評(píng)估。本文以鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量為核心,將測(cè)量自動(dòng)化作為研究重點(diǎn),系統(tǒng)探討基于機(jī)械手背景下的鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量自動(dòng)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(cè)量工作的開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

        關(guān)鍵詞:鋁合金 ?車(chē)輪外形 ?機(jī)械手 ?測(cè)量自動(dòng)化

        中圖分類(lèi)號(hào):TP274 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):1674-098X(2019)11(b)-0085-02

        為了掌握汽車(chē)輪轂毛坯鑄件,保障家用轎車(chē)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(chē)輪外形測(cè)量,以期提升鋁合金輪轂生產(chǎn)加工的準(zhǔn)確性,滿(mǎn)足實(shí)際的使用需求。文章立足于實(shí)際,以機(jī)械手作為研究突破口,從多個(gè)維度出發(fā),系統(tǒng)探討鋁合金車(chē)輪外形測(cè)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(dòng)鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量的自動(dòng)化與智能化,減少測(cè)量誤差,旨在為相關(guān)鋁合金車(chē)輪外形設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行提供必要的參考。

        1 ?機(jī)械手在鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量中應(yīng)用的必要性

        對(duì)機(jī)械手在鋁合金車(chē)輪外形測(cè)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(shí)到機(jī)械手的應(yīng)用,對(duì)于鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量的重要價(jià)值,為相關(guān)測(cè)量工作的開(kāi)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(dòng)下,機(jī)械手能夠完成各項(xiàng)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(cè)量機(jī)械手為例,在相關(guān)傳感器的支持下,能夠?qū)z測(cè)對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行感知,并對(duì)所檢測(cè)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行自主分析以及評(píng)估,機(jī)械手的使用大大提升了工作效率,同時(shí)也保障了檢測(cè)精度[1]。鋁合金車(chē)輪作為家用轎車(chē)的重要組件,在使用過(guò)程中,極易發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)疲勞損傷和跳動(dòng)平衡不良等安全風(fēng)險(xiǎn),出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn),不僅縮短了車(chē)輪自身的使用壽命,增加了車(chē)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(chē)輪外形設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),利用機(jī)械手代替人工對(duì)毛坯鑄件進(jìn)行檢測(cè),在此基礎(chǔ)上開(kāi)展切削加工,在保證整體加工精度的同時(shí),代替人工測(cè)量,減少勞動(dòng)強(qiáng)度。從總體上來(lái)看,機(jī)械手在鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量中的應(yīng)用,較好地滿(mǎn)足了測(cè)量的相關(guān)要求,機(jī)械手具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì),不僅使得整個(gè)外形測(cè)量的周期縮短,測(cè)量精度提高,并且測(cè)量后對(duì)于車(chē)輪的影響程度較低,對(duì)于整個(gè)鋁合金車(chē)輪的設(shè)計(jì)、檢修工作產(chǎn)生了積極作用。基于機(jī)械手在鋁合金外形測(cè)量中的積極作用,越來(lái)越多的企業(yè)在鋁合金車(chē)輪設(shè)計(jì)以及測(cè)試過(guò)程中,開(kāi)始采用機(jī)械手這一技術(shù)方案。

        2 ?鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀

        作為一種新型的測(cè)量手段,機(jī)械手在鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量應(yīng)用方面仍舊存在一些問(wèn)題,這些問(wèn)題如果沒(méi)有得到妥善解決,勢(shì)必影響機(jī)械手技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮,同時(shí)也對(duì)整個(gè)汽車(chē)鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量工作產(chǎn)生了不利影響,因此在整個(gè)自動(dòng)化測(cè)量之初,工作人員有必要對(duì)現(xiàn)階段鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量中機(jī)械手的應(yīng)用情況進(jìn)行梳理。

        目前在鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量領(lǐng)域,丹麥以及波蘭等國(guó)家研發(fā)的車(chē)輪外形測(cè)試儀較好地滿(mǎn)足了鋁合金車(chē)輪外形的測(cè)量要求,相關(guān)設(shè)備不僅測(cè)量精度較高,并且體量較小,具有較好的實(shí)用性。隨著我國(guó)家用轎車(chē)數(shù)量的快速增長(zhǎng),基于家用轎車(chē)生產(chǎn)以及日常維護(hù)的需求,國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)團(tuán)隊(duì),也進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)研發(fā),經(jīng)過(guò)多年技術(shù)積累,逐步縮小了與西方發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距[2]??紤]到汽車(chē)輪轂毛坯鑄件整體尺寸較小,機(jī)械手的操作難度相對(duì)較大,因此在實(shí)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(wèn)題,這些問(wèn)題一旦沒(méi)有得到妥善解決,勢(shì)必影響整個(gè)鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量的準(zhǔn)確性,對(duì)于后續(xù)車(chē)輪加工鑄造工作的開(kāi)展產(chǎn)生消極作用情況。

        3 ?鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方法

        鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn),要求相關(guān)工作人員以機(jī)械手作為平臺(tái),通過(guò)對(duì)相關(guān)機(jī)械手方案的調(diào)整,以及使用思路的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手與鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量的有效銜接,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量的自動(dòng)化,充分滿(mǎn)足現(xiàn)階段鋁合金車(chē)輪毛坯鑄件的尺寸測(cè)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(duì)鋁合金車(chē)輪外形進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量的過(guò)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(guò)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(lái)看,工作人員在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的引導(dǎo)下,結(jié)合鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量的實(shí)際需求,對(duì)相關(guān)硬件參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,在鋁合金車(chē)輪測(cè)量之前,工作人員需要對(duì)機(jī)械手的組成部件進(jìn)行檢查,從實(shí)際情況來(lái)看,目前汽車(chē)加工領(lǐng)域所使用的機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)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(lái)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(shí)際的使用過(guò)程種,工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況,來(lái)調(diào)整手部的運(yùn)動(dòng)模式,保證抓取工作的順利完成。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作,改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式,稱(chēng)為機(jī)械手的自由度,基于這種實(shí)際,在測(cè)量、加工環(huán)節(jié),需要對(duì)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(guò)往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,為了抓取空間中任意位置和方位的物體,需有6個(gè)自由度。除了進(jìn)行上述處理之外,技術(shù)人員還有必要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,確保機(jī)械手能夠完成特定動(dòng)作。同時(shí)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(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。

        3.2 測(cè)量信息的分析處理

        從過(guò)往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,在整個(gè)鋁合金車(chē)輪測(cè)量過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的匯總、分析以及處理,有助于提升測(cè)量工作的整體質(zhì)效,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁合車(chē)輪磨損情況的科學(xué)把控。為了實(shí)現(xiàn)測(cè)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(gè)車(chē)輪外形測(cè)量環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù),都會(huì)在PDA終端上進(jìn)行集中處理以及存儲(chǔ)[4]。這就要求,工作人員在測(cè)量數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié),需要結(jié)合實(shí)際情況,熟練掌握PDA終端的操作方法,根據(jù)測(cè)量要求,快速調(diào)取各類(lèi)數(shù)據(jù),并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析,完成對(duì)鋁合金車(chē)輪外形測(cè)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(chē)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(shí)總結(jié)相關(guān)規(guī)律[5]。

        4 ?結(jié)語(yǔ)

        鋁合金車(chē)輪作為家用轎車(chē)的重要組件,在整個(gè)汽車(chē)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(chē)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(xiǎn)的增加??紤]鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量周期較長(zhǎng),工作強(qiáng)度較高的實(shí)際,文章將機(jī)械手作為切入點(diǎn),系統(tǒng)化探討鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方法,在保證鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量工作有序開(kāi)展的同時(shí),提升汽車(chē)車(chē)輪生產(chǎn)能力,切實(shí)發(fā)揮機(jī)械手在整個(gè)鋁合金車(chē)輪外形測(cè)量中的積極作用。

        參考文獻(xiàn)

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