汽车部上下料自动化方案2

机器人机床上下料应用案例随着装备制造技术的发展，特别在机床加工行业，技术飞速进步，人力成本和自动化程度的提高。为了最大限度的解放劳动力，提高生产效率和产品质量，使用机器人代替人工，实现高效、高品质、柔性的完成机器人对机床的上下料。自动化要求设计1、采用一台机器人、多个工位、配置机器人辅助夹具外加上下料装置以满足客户自动化的生产要求。2、工作站相对独立，并通过生产线匹配的电、气、水路接口联系多个工作站进行生产。3、工作站系统简洁实用，便于操作，易于维护,具有安全防护功能。4、设计为标准爪式夹具,刚性定位强,装卸件方便。5、机器人外围关键设备采用航插连接，安装、运输、维护都方便。6、加工完成产品机器人定期抽检，保证搬运品质的稳定性、加快生产效率，提高产量。7、具体的工艺和工件规格参考本文以下内容。概要本系统的概要：操作工把工件放置到送料机料仓，到位后，机器人从料仓上抓取工件放到第一台机床上加工，接着再从料仓抓取工件放到第二台机床加工，最后再把工件放到第三台机床加工，加工完成工件由机器人抓取出来放回送料机回料仓输送出来。工件规格名称外径（mm）内径（mm）厚度(mm)质量(kg)工件1工件2序号作业工序作业内容备注1作业准备系统启动1工件准备、到位2工件类型、数量设定、颜色区分3按启动按钮人工作业2机器人启动工件从上料台取出1工件取出2等待机床信号、交换工作送料机上料带将工件推至待夹取位置3上下料动作1、机器人采用双爪子，爪子取下机床1加工完工件接着上料1机床2、放到送料机下料带，再抓取一个工件3、等待机床2和机床3信号，机床完成加工门自动打开抓取完成工件再上料；作业期间，不检查产品是否合格4机床1上下料机床1有工件，下料、吹气清理、上料；机床1无工件，吹气清理，上料5工件清洗工件到指定位置吹气清洗6机床2上下料机床2有工件，下料、吹气清理机床无工件，吹气清理，上料7工件清洗工件到指定位置吹气清洗8机床3上下料机床3有工件，下料、吹气清理机床无工件，吹气清理，上料9加工完成品放到下料台机床加工完成品规则放置到下料台下料到料道预定位置10作业提示当料仓一次加工完毕，提示人工上料以上上下料动作循环重复注意：出现异常时由操作员确认排除故障后继续运行。如不能继续运行，则由操作员手动操作设备至可以启动状态。其他运行模式单独运行模式：各设备需单独运行时使用，各工序工件上下料可单独运行。节拍和品质条件节拍目标：120sec根据从机床输入输出的I/O时间，夹具开闭时间、夹具清洗时间、机器人接近速度不同，临时放置台放置时间的不同，节拍可能会有变化。品质条件：工件加工条件（使用刀具、刀具旋转速度、进给量速度）的设定由甲方调整，工件的品质（加工精度、粗糙度）将被视为保证范围之外。NACHI机器人及其控制系统1MC20-01机器人：MC20-01机器人采用的新型交流伺服电机具有结构紧凑、高输出、响应快、高可靠性等特点，从而使机器人本体紧凑灵活，具有较大的运动空间、更好的稳定性和较高的重复定位精度。图1MC20-01机器人工作空间MC20-01动作参数：项目规格最大动作范围J1±180oJ2+60o～-145oJ3+242o～-163oJ4±180oJ5±139oJ6±360oJ1170o/sJ2170o/s最大速度J3360o/sJ4360o/sJ5360o/sJ6600o/s手腕扭矩J449N·MJ549N·MJ623.5N·M手腕惯性力矩J41.6kg·m2J51.6kg·m2J60.8kg·m2位置重复定位精度±0.06mm本体重量220kg耐环境性端部相当于IP65（手臂端部采用一般油漆）安装方式地面/吊装详细技术参数请参见技术图示机器人控制系统：控制系统支持多种标准工业控制总线，包括：Interbus、Profibus、Devicenet、Canbus、Controlnet、EtherNet、RemoteI/O等（此项目通讯方式是I/O方式）；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Internet，实现远程监控和诊断等。机器人示教编程器：机器人系统配有大屏幕彩色触摸屏显示的编程器，操作与编程简单明了，具有在线参数修改和故障自诊断显示功能。方便操作者，可以进行示教、监控状态、参数修改和人机交互等，可以进行多窗口显示。可以进行内部编程，不同其他机器人的语句表编程，使编程更加直观，更加易于掌握。外接PLC标准的工业PC计算机，Intel处理器；完全开放机器人控制系统平台，集成商可以根据自己需要配置系统；功能强大的软件包及功能模块；柔性、开放的外部轴配置方案，可以实现与外部轴的实时联动；支持多种标准工业控制总线，包括：Interbus、Profibus、EtherNet、RemoteI/O等；可直接插入各种标准Modem接入高速Internet，实现远程监控和诊断等；开放的系统结构，便于客户根据自己需要进行二次开发，形成自己的产品。此控制器是系统的主控单元，处理系统的各种信号（机器人与机床的信号交互、外围辅助设备、料仓料道运动等），可以外加多种信号处理模块。多工位自动循环料仓料道该系列料仓专门用作在线存储圆盘类零件，配合关节机器人进行自动上下料，实现无人化加工，装配，检测等，料仓分为十六工位。料仓料道工作流程如下图：注：下料工位在工位1（无工件状态）料仓料道参数：序号项目说明1控制方式PLC(16工位)2调速方式无极变频调速3传动方式蜗轮蜗杆减速机+链轮+链条4提升高度4005工件圆盘（圆柱）类工件；直径范围（50-200）；高度范围（20-80）6定位精度±17上下料信号继电器隔离开关信号8尺寸3400*850*1830(长*宽*高)多工位自动循环料仓料机器人抓手及其夹具工件夹具采用两工位内撑式,，一个工位取工件，一个工位放工件。总结与展望本文主要从机器人集成应用出发，针对机器人作业系统的作业特点，提出机床上下料应用的解决方案，提出了系统结构及实现方法，设计并实现了客户的要求。现实中的客户可能会对系统集成供应者提出一些硬性的系统接口、协议要求，这可能直接导致了本文所述方法局限性，也就是说对于不同客户，还是需要根据具体要求对系统进行重新设计，而次方案只能局限于特定客户，这对于供应者来说增加了工作量。面对这个现实问题，如何提供统一有效的解决方案也是一个很有意义的研究课题。