一、項(xiàng)目基本描述
航天智造打造復(fù)合型重載AGV適用于風(fēng)電行業(yè)葉片根部雙頭螺栓的安裝與檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了葉片自動(dòng)識(shí)別型號(hào)、自動(dòng)夾取螺栓、自動(dòng)進(jìn)行O型橡膠密封圈安裝和涂抹螺紋膠、擰緊作業(yè)、設(shè)備扭矩?cái)?shù)據(jù)互通等智能化。
雙頭螺柱自動(dòng)擰緊設(shè)備介紹：
Ø 實(shí)現(xiàn)葉片葉根螺栓安裝、打緊作業(yè)的智能化、少人化。
Ø 部件就位后，選擇機(jī)型參數(shù)完成機(jī)型的輸入，激光測(cè)距及精確引導(dǎo)系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)對(duì)工件坐標(biāo)系準(zhǔn)確識(shí)別并進(jìn)行力矩緊固及長(zhǎng)度測(cè)量；
Ø 緊固過(guò)程中根據(jù)緊固次序自動(dòng)切換扭矩旋轉(zhuǎn)速度，通過(guò)與扭矩儀數(shù)值比對(duì)進(jìn)行力矩精度控制；
Ø 對(duì)不同機(jī)型要求，可實(shí)現(xiàn)擰緊工具和相應(yīng)夾具快速切換；
Ø 設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，除需人工將設(shè)備就位外，自動(dòng)完成其余的動(dòng)作，包括自動(dòng)識(shí)別葉片葉根螺套位置及螺栓存放位置、自動(dòng)夾取螺栓、自動(dòng)進(jìn)行O型橡膠密封圈安裝和涂抹螺紋膠、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)葉根螺栓安裝、打緊作業(yè)等，如有異常設(shè)備自動(dòng)報(bào)警。
Ø 設(shè)備的總控系統(tǒng)可以與系統(tǒng)內(nèi)配套設(shè)備數(shù)據(jù)互通，實(shí)時(shí)提取各組成設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并進(jìn)行監(jiān)控，具備錯(cuò)誤報(bào)警功能；
Ø 記錄葉片所有螺栓的外露長(zhǎng)度、擰緊過(guò)程中最終扭矩值，用于質(zhì)量追溯，實(shí)現(xiàn)200支葉片數(shù)據(jù)保存功能，大于200支的數(shù)據(jù)，按先進(jìn)先出的方式自動(dòng)覆蓋；
Ø 能人工設(shè)定扭矩參數(shù)并傳輸至擰緊設(shè)備執(zhí)行。
項(xiàng)目具有柔性擴(kuò)展適應(yīng)多種規(guī)格葉片產(chǎn)品通用性。項(xiàng)目基本配置：AGV、柔性機(jī)器人、柔性浮動(dòng)手抓+柔性?shī)A取裝置、O型圈自動(dòng)安裝、螺紋自動(dòng)涂抹螺紋膠、扭矩管理系統(tǒng)+控制系統(tǒng)、自動(dòng)高精度導(dǎo)引系統(tǒng)；
二、項(xiàng)目創(chuàng)新性
在研發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)上面進(jìn)行攻克了4大難點(diǎn)：
1、創(chuàng)新性的復(fù)合了AGV和工業(yè)機(jī)器人，相較于常見(jiàn)的AGV復(fù)合協(xié)作機(jī)器人而言，工業(yè)機(jī)器人的載荷更高、臂展范圍更大、可達(dá)性更好，相當(dāng)于給固定工業(yè)機(jī)器人增加了一雙自由行走的“雙腳”，大大提高了其在風(fēng)電葉片這類超大型零部件領(lǐng)域的應(yīng)用可達(dá)性。然而，工業(yè)機(jī)器人的源代碼開(kāi)放程度遠(yuǎn)不及協(xié)作機(jī)器人，因而，AGV和工業(yè)機(jī)器人的聯(lián)動(dòng)控制及技術(shù)需要突破。
2、該設(shè)備并非簡(jiǎn)單的智能移動(dòng)底盤和工業(yè)機(jī)器人端的疊加組合，還包括將地圖構(gòu)建技術(shù)、自主導(dǎo)航技術(shù)、自主避障技術(shù)、視覺(jué)技術(shù)、物體抓取技術(shù)、準(zhǔn)確定位技術(shù)等一系列高端技術(shù)，這些技術(shù)需要通過(guò)合理手段進(jìn)行集成，才能消除AGV的位置精度誤差和工業(yè)機(jī)器人的絕對(duì)位置精度誤差累積。因此，如何讓設(shè)備準(zhǔn)確的定位和精準(zhǔn)的工作也是需要研發(fā)突破的關(guān)鍵技術(shù)。
3、將螺栓柔性?shī)A爪及擰緊軸的集成實(shí)現(xiàn)抓取螺栓懸螺紋內(nèi)部柔性旋進(jìn)旋出功能，配合激光測(cè)距進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別外漏長(zhǎng)度。取代原人工手握風(fēng)炮進(jìn)行安裝，卷尺進(jìn)行測(cè)量長(zhǎng)度，此設(shè)計(jì)實(shí)施取消人工勞動(dòng)力提高產(chǎn)品安裝質(zhì)量一致性。
4、將原人工手動(dòng)安裝密封圈（原手工安裝需要人工進(jìn)行分揀螺栓人工分揀密封圈在進(jìn)行安裝）實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)安裝。提高自動(dòng)化程度安裝質(zhì)量一致性，減少人工安裝分揀安裝密封圈的疲勞性。同時(shí)，將螺紋涂抹螺紋膠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)，取代原人工挨個(gè)抓取螺栓涂抹，涂抹不均勻質(zhì)量不一致等現(xiàn)象發(fā)生。
三、行業(yè)影響力
在國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)及各行各業(yè)中的設(shè)備連接方式采用螺栓緊固的連接，螺栓的連接是保證設(shè)備安全運(yùn)行重要的連接件，一旦螺栓連接失效，將會(huì)造成設(shè)備嚴(yán)重的事故后果。為保證螺栓連接的緊固的重要性，行業(yè)中最多的是采用人工手動(dòng)作業(yè)。
本項(xiàng)目實(shí)施為自動(dòng)的葉片葉根螺栓的安裝及其各功能的集成，相較于人工作業(yè)，具有更高的穩(wěn)定性和可靠性。
本項(xiàng)目創(chuàng)新性的使用了AGV復(fù)合工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行大型零部件的復(fù)雜裝配工作，是該類應(yīng)用的首次嘗試，在風(fēng)電葉片裝配行業(yè)樹(shù)立了典型案例，具有較大的復(fù)制應(yīng)用潛力。
該方式解決了行業(yè)迫切需求改變的痛點(diǎn)：1.人工長(zhǎng)時(shí)間彎腰抓取的形式進(jìn)行對(duì)螺栓安裝，預(yù)緊，安裝O型圈、涂膠。增加了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度以及避免不了事故的發(fā)生。2.人工采用風(fēng)炮進(jìn)行對(duì)螺栓預(yù)緊，風(fēng)炮預(yù)緊螺栓長(zhǎng)時(shí)間會(huì)對(duì)螺栓產(chǎn)生失效的行為發(fā)生，會(huì)造成滑絲、屈服、甚至拉斷等現(xiàn)象。
該設(shè)備還結(jié)合了精密視覺(jué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了智能化無(wú)人化，生產(chǎn)效率、質(zhì)量的提升：1.雙頭螺柱自動(dòng)擰緊項(xiàng)目機(jī)器人系統(tǒng)則采用機(jī)器人代替人工的形式替代了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免人工作業(yè)過(guò)程中事故風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。2.采用高精度擰緊軸進(jìn)行螺栓的預(yù)緊配合引導(dǎo)高精度定位系統(tǒng)、O型圈自動(dòng)安裝系統(tǒng)、螺紋膠自動(dòng)涂覆系統(tǒng)等。
