机器人码垛机搬运工作站方案说明

U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司纸箱机器人码垛工作站方案说明一、项目内容：1.项目内容1.1项目名称:纸箱机器人码垛工作站1.2设备数量：该工作站主要包括一台KR100-2PA搬运机器人，1套吸盘式抓具、1套机械式抓具、四套垛箱输出传送线，一套空木拍放置架，一套纸箱定位调整装置，一套安全栏和一套控制系统。1.3设备用途该工作站用于纸箱的下线码垛。2.设计依据2.1用户提出的“技术参数及技术要求”。2.2用户提供的工件尺寸及生产线的速度。2.3KR100-2PA机器人的特性参数。3.系统特点：该系统具备以下特点：（1）机器人根据程序的设定，以及接受到的不同生产线工件到位信号，自动切换不同生产线抓取程序。（2）整个系统单元由系统控制柜（PLC）统一集中控制，包括机器人的信号交换，防撞信号、安全门锁、纸箱到位信号、木拍位置信号等逻辑关系。（3）由于在系统设计上及设备配置上充分考虑到安全性，故工作站具有较高的安全性。（4）操作、编程、示教在手持控制器KCP2上完成，控制电缆长10米。完全根据工效学设计的示教器，配上六维滑鼠，使用方便、舒服、快速。大大提高编程和操作的效率。（5）生产线的自动化设计，大大减轻劳动者的劳动强度。4.系统方案介绍U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司该工作站主要包括一台KR100-2PA搬运机器人，一套吸盘式抓具，1套机械式抓具、四套垛箱输出传送线，一套空木拍放置架，一套纸箱定位调整装置，一套安全栏和一套控制系统。4.1工作站工作过程说明：生产线将生产完成的纸箱输送到纸箱抓取工位，由定位调整装置将其定位后发信号给机器人，机器人抓取纸箱到码垛位置进行码垛，整垛码放完成后由垛箱输出传送线将垛箱输出到升降梯位置，机器人则到木拍放置架抓取木拍放置到码垛工位，然后重复抓取纸箱进行新垛的码放。4.2纸箱定位调整装置说明：纸箱定位调整装置采用固定定位挡块和推紧气缸进行定位，作用是使机器人抓取时纸箱位置准确，保证抓取方便及放置位置的准确度。4.3垛箱输出传送线说明：垛箱输出传送线装置采用电机驱动的滚道形式，当垛箱码放完成后输送线接收信号后启动，将垛箱输送出码垛工位，最终人工铲走进行入库。4.4电气系统说明：电气控制系统包括安全光电开关、安全锁、启动按钮盒、不同工作状态的选择开关等设备的控制。该套系统的控制部分使用系统控制柜（PLC）进行控制。5.生产线生产能力的核算：生产节拍：（以机器人抓取一次所用时间定为一个生产节拍）序号动作内容时间序列1机器人由待机工位至抓取工位0.5s2抓取装置抓取动作1s3机器人由抓取工位至码垛工位1.5s4抓取装置码垛动作1.5s5机器人由码垛工位至待机工位0.5s6生产节拍T=5sU-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司单机搬运效率：12件/min,满足单机双线搬运效率11件/min的条件。满足单机四线6件/min的条件6.主要设备清单【主要设备构成表】序号名称型号及规格数量备注1弧焊机器人系统KR100-2PA1德国KUKA2吸盘式抓具1上海昱庄3机械式抓具1上海昱庄4垛箱输出传送线4上海昱庄5空木拍放置架1上海昱庄6纸箱定位调整装置1上海昱庄7机器人工作站安全防护装置及附属设备1上海昱庄8电气控制系统1上海昱庄9管线槽及其它4上海昱庄6.1机器人系统本系统所选用的KR100-2PA机器人是德国KUKA搬运专用机器人，包括机器人本体，机器人控制柜（KRC2），示教盒（KCP）三部分及供电电缆。U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司6.1.1KR100-2PA机器人（1）KR40PA的外形尺寸及工作范围KR6ARC机器人工作范围最大工作半径3200mm空间最大旋转角度±185º空间最大工作覆盖的体积72．7立方米（2）KR40PA性能参数KR6ARC性能参数负载(指第6轴最前端P点负载）100公斤手臂/第1轴转盘负载20/50公斤总负载150公斤运动轴数4法兰盘（第6轴上）DINISO9409-1-A160安装位置地面/天花板U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司重复精度+/-0.25mm控制器KRC2自重1200公斤作业空间范围72.7立方米每个轴的运动参数运动范围运动速度轴1+/-185°105°/s轴2+0°/-129°105°/s轴3+161°/-19°105°/s轴6+/-350°300°/s6.1.2机器人控制器KRC2（1）机器人控制器KRC2外形尺寸（2）KRC2性能参数KRC2性能参数处理器库卡(工业)计算机操作系统微软WINDOWSXP编程及控制库卡KCP设计生产标准DINEN292,DINEN418,DINEN614-1,DINEN775,DINEN954,DINEN50081-2,DINEN50082-2,DINEN60204-1保护等级IP54工作环境温度0°-45°(如果加冷却器,温度范围为0°-55°)控制轴数6-8个自重178公斤输入电源3x400V-10%∽3x415V+10%,49-61U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司赫兹负载功率4KVA(最大8KVA)保护熔断器32A，3只（慢熔型）与外围设备通讯接口EtherNet,CANBUS(Interbus,profibus作为可选项)至机器人电缆总成7米(可加长到15米,或25、35、50米)噪音等级(根据DIN45635-1)67dB6.1.3机器人编程控制器KUKA编程控制器KCP性能参数性能参数尺寸（长x高x厚）：330x260x35mm保护等级：IP54显示屏：640x480，256色LCD彩显，VGA模式，6D空间鼠标，使示教动作容易操作4种工作模式切换旋钮，方便操作与安全3位人体学始能开关中/英/德/法多种语言菜单切换容易10米控制电缆开始/停止/紧急停止按钮6.1.4库卡机器人特点库卡机器人由肘节式结构的机器人本体，KRC2控制柜、示教控制器KCP组成；铝合金机器人本体、高速运动曲线的动态模型优化，使得库卡机器人的加速性能比其它普通机器人高出25%，有利于提高系统寿命、优化工作节拍；KRC2控制柜采用熟悉的个人电脑WINDOWS操作界面，中英文多种语言菜单；标准的工业计算机，硬盘、光驱、软驱、打印接口、I/O信号、多种总线接口，远程诊断；KCP具有示教、编程、存储、检测、安全保护、绝对位置检测记忆、软PLC功能；平均无故障间隔时间长达7万小时---这是其它机器人所无法比拟的。库卡工业机器人优点描述：（1）标准四轴工业机器人本体：合理的机械结构和紧凑化设计4个自由度AC伺服马达绝对位置编码器所有轴都带有抱闸U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司特定的负载和运动惯量的设计，使得速度和运动特性达到最优化臂部的附加负载对额定负载没有运动限制本体和控制器之间7m长电缆,并可根据需要进行扩展特点描述：旋转范围大，工作效率更高模块化的机械结构设计，任何部分都可迅速更换高精度电子零点标定可调机械手臂，更大的活动空间和柔韧性高速运动曲线中动态模型的优化，加速性能高于普通机器人25%，更利于提高系统寿命、优化工作节拍（2）KUKA机器人控制器KRC2标准的工业控制计算机PENTIUMⅡ处理器基于Windows平台的操作系统，可在线选择多种语言（包括中文）支持多种标准工业控制总线，包括：Interbus、Profibus、Devicenet、Canbus、Controlnet、EtherNet、RemoteI/O等U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司标准的ISA、PCI插槽，方便扩展。可直接插入各种标准Modem接入高速Intrnet，实现远程监控和诊断。采用高级语言编程标准的控制软件功能包，可适应于各种应用6D运动控制鼠标，方便运动轨迹的示教断电自动重启，不需重新进入程序系统设示波器功能，可方便进行错误诊断和系统优化软件可自动更新和升级KUKA标准的工业控制PC基本配置：CPU：2.0GHZ内存：256MBRAM硬盘：20G串口：COM1、COM2、COM3，9针或15针标准并口和打印机接口主板：标准工业控制计算机主板，含PCI、ISA插槽USB接口标准CD-ROM和软驱标准显卡，可外接显示器优点：开放性好，能够直接和多种功能卡直接插接，方便扩展，通用性好程序可方便进行备份及恢复，而且可在短时间内完成可直接外接显示器、鼠标和键盘，方便程序的读写U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司可随时进行系统的更新大容量硬盘，对程序指令基本无限制，并可长期存储相关操作和系统日志支持多种总线协议，与总线接口板连接方便，即插即用一旦出现系统错误，可在最短时间内恢复可方便进行联网，易于监控和管理拆卸方便、易于维护（3）KUKA控制编程器LCD彩显，VGA模式，640X480,256色6D空间鼠标，外加键盘运动控制。示教过程简单，犹如游戏操作三位使能开关、易于安全操作四种工作模式，可根据实际需要任意选择通过Canbus与PC通讯，实时性更强6.2电气控制系统整套系统均由机器人控制柜（KRC2）和PLC柜来进行控制和管理。西门子S7-300主机CPU315-2DP西门子电源模块PS507西门子32点输入模块U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司西门子32点输出模块控制系统具有自动控制、检测、保护、报警等功能。系统的启动、停止以及暂停、急停等运转方式均通过操作盘进行。系统运行状态及系统报警可在操作盘上显示，也同时由系统运转状态高置显示灯显示。此外，机器人控制柜（KRC2）、示教盒、操作盘上设有急停按钮，在系统发生紧急情况时可通过按下急停按钮来实现系统急停并同时发出报警信号。1)主操作盘工作站的主操作盘包括触摸屏、手动/自动方式选择开关、机器人准备带灯按钮、抓具准备带灯按钮、报警复位按钮、暂停按钮、急停按钮等。2)现场双手按钮副操作盘工作站的现场双手按钮副操作盘包括双手启动按钮、工作中指示灯、报警指示灯、急停按钮等。3）人机操作界面:使用西门子的TP270/10.4英寸彩色触摸面板作为人机界面，完全实现智能化操作、监控a)生产线的组态b)机器人组态c)产品计数d)错误故障跟踪报警信息e)可视化输入输出状态以及循环时间f)网络状态管理4)具有强大通用性能的软件程序6.3安全防护装置及附属设备机器人运转的高速性对接近它的操作者非常危险，所以有必要在机器人周围设置安全防护装置，包括安全栏、安全门及安全锁等。7.一般规格事项7.1电源生产线动力用电——AC380V，三相五线，50Hz,100KVA照明用电——AC220V，50Hz7.2气源U-PACKEngineering(Shanghai)Co.,Ltd.上海昱庄机械有限公司压缩空气，压力范围：0.5－0.7Mpa，需气量3000L/min.7.3机器人安装环境条件温度：0－+45℃湿度：20%－80%RH（不能有结露）振动：0.5G以下其它：避免易燃、腐蚀性气体、流体；勿溅水、油、粉尘等；勿近电气噪声源。8.附表及附图附图一：生产线平面布置图9、培训和售后服务培训培训地点:我司所在地(上海青浦工业园区)培训时间:10个工作日9.1．机器人培训9.1.1KRC2机器人控制器电气培训培训目标KRC2电气培训课程的培训对象是KUKA工业机器人（KRC2控制柜）的电气维护人员。该培训也为机器人系统首次运行人员开设。培训后将能正确首次运行机器人系统,并能对KRC2机器人系统的电气设备进行错误诊断和处理。