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CK6140車床機械手上下料系統(tǒng) (機器人)





CK6140車床機械手上下料系統(tǒng)



1.    前言
由于工業(yè)自動化的全面發(fā)展和科學技術(shù)的不斷提高,對工作效率的提高迫在眉睫。單純的手工勞作以滿足不了工業(yè)自動化的要求,因此,必須利用先進設(shè)備生產(chǎn)自動化機械以取代人的勞動,滿足工業(yè)自動化的需求。其中機械手是其發(fā)展過程中的重要產(chǎn)物之一,它不僅提高了勞動生產(chǎn)的效率,還能代替人類完成高強度、危險、重復枯燥的工作,減輕人類勞動強度,可以說是一舉兩得。在機械行業(yè)中,機械手越來越廣泛的得到應用,它可用于零部件的組裝,加工工件的搬運、裝卸,特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更為普遍。
1.1    設(shè)計目標
目前,我國大多數(shù)工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控機床裝卸工件仍由人工完成,其勞動強度大、生產(chǎn)效率低,而且具有一定的危險性,已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)自動化的發(fā)展趨勢。為了提高工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應現(xiàn)代機械行業(yè)自動化生產(chǎn)的要求,針對具體生產(chǎn)工藝,結(jié)合機床的實際結(jié)構(gòu),利用機械手技術(shù),設(shè)計用一臺上下料機械手代替人工工作,以提高勞動生產(chǎn)率。本機械手主要與數(shù)控機床組合形成生產(chǎn)線,實現(xiàn)加工過程的自動化和無人化。
1.2    設(shè)計原則
1)    必須滿足客戶對產(chǎn)品功能和服務的要求。工程機械提供給客戶的不僅是產(chǎn)品的功能,還包括支持這些功能的售后服務。因此設(shè)計過程中既要針對產(chǎn)品的不同功能特點,又要使產(chǎn)品具有良好的維修方便性。      
2)    符合國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和有關(guān)的法令、法規(guī)。
3)    堅持標準化、通用化、系列化的“三化”原則。
4)    符合社會對環(huán)境保護的要求。
5)    符合技術(shù)創(chuàng)新的規(guī)律,重視對知識產(chǎn)權(quán)的保護。
6)    從企業(yè)的實際工藝水平和生產(chǎn)能力出發(fā),強調(diào)設(shè)計與工藝、生產(chǎn)相結(jié)合。
1.3    設(shè)計依據(jù)和參考標準
成都??乒た卦O(shè)備有限公司致力于工業(yè)自動化,在西部地區(qū)享有盛譽,我們擁有技術(shù)實力雄厚的技術(shù)團隊和豐富機器人運用經(jīng)驗,我們與世界一線知名品牌進行合作如:安川、那之不二、雄克、臺達、力士樂和上銀。本次項目選用安川6關(guān)節(jié)機器人MH24、雄克、上銀和臺達,為項目的開展提供了雄厚的技術(shù)團隊。

 



1.3.1    適用范圍
CK6140機床機械手上下料方案是針對重慶順風極力機械廠CK6140數(shù)控車床開發(fā)的專機,適應本廠的作業(yè)流程和位置布局,如有其它需求請與我們聯(lián)系。
2.    系統(tǒng)概述
CK6140機床機械手上下料方案是機械人、機床、電氣和各種檢查手段于一體的綜合性的項目,各個部件有條不紊的工作相互協(xié)作,完成產(chǎn)品的生產(chǎn)。布局如圖1:
 
圖1
2.1    系統(tǒng)的主要功能
CK6140機床機械手上下料由如下基本部分組成: CK6140數(shù)控車床、MH24多關(guān)節(jié)機器人、雄克氣爪系統(tǒng)、第七軸、翻料工作臺、機床門開關(guān)和來料輸送線/取料輸送線,本套系統(tǒng)為了效率提高機械手的效率采用了雙料倉設(shè)計。
2.1.1    功能闡述
MH24機器人:

MH24機器人配合雄克的氣爪和翻料工作,完成CK6140車床的上料、下料和工件的翻轉(zhuǎn),是本項目得以實施的關(guān)鍵部件。
 
圖2
雄克氣爪:
本次方案設(shè)計選用雄克氣爪PZN-plus 80-1-IS和雄克彈簧壓緊件A-PZN-Plus 80。PZN-plus 80-1-IS參數(shù)如下:
單指行程:8mm;
內(nèi)撐力:1450N
彈簧彈力:370N
重量:0.96kg
閉合/張開時間:0.06/0.04s
重復精度:0.01mm
A-    PZN-plus 80用于在機械手張開后將彈簧支承的工件頂住擋塊,使用與裝載設(shè)備。
 

圖3

第七軸:
通過圖1可知1號機床到2號機床(3號機床到4號機床)上料需要機械手行走2.4米,就需要第七軸完成,第七周設(shè)計選用上銀高精度直線導軌、滾珠絲桿、臺達伺服和PLC完成與MH24機器聯(lián)動,從而滿足本方案的實施。
平均速度:400mm/s;
重復精度:±0.08mm;
翻料臺:
精心設(shè)計翻料臺,充分的利用6關(guān)節(jié)機械手的多自由度,降低成本。

圖4
自動機床開關(guān)門:
CK6140車床的倉門開關(guān)需要做自動開關(guān)控制,滿足車床主軸停車且機器人來到倉門(需要添加檢測傳感器),倉門自動開啟。機器人取完料退出倉門,檢測開關(guān)收到信號,車床主軸收到信號開始工作。
來料輸送線/取料輸送線:
方案設(shè)計采用優(yōu)化設(shè)計為盡可能提高效率,采用雙來料倉和出料倉(示意圖1),讓機器人盡量就近取料和放料,方案做的輸送來運送工件,在輸送線的末端做工裝定位,采用機械式保證設(shè)定原點。備用方案可做旋轉(zhuǎn)料架和視覺系統(tǒng)來抓取工件原點,相對于機械式成本更高。
 
2.1.2    生產(chǎn)節(jié)拍分析
根據(jù)生產(chǎn)流程后做一下生產(chǎn)節(jié)拍,分析時候是預先打開機床艙門,單臺機床的上下時間T1≥16s,1對4的標準上料和下料T≥64s。
如下視頻:詳見附件。
3.    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置
3.1    系統(tǒng)總體邏輯結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)總體邏輯結(jié)構(gòu)如圖 1所示。


 

圖 1系統(tǒng)總體邏輯結(jié)構(gòu)圖
4.    安裝調(diào)試培訓及驗收
4.1     安裝調(diào)試
1、賣方負責在買方現(xiàn)場完成所承制設(shè)備的安裝,買方提供行車、叉車及用電用氣、人員等的支持。
2、賣方在買方現(xiàn)場完成合同規(guī)定工件的單機和系統(tǒng)調(diào)試工作。
4.2    機器人及系統(tǒng)的操作培訓
1、    機器人操作基礎(chǔ)培訓(在??乒た卦O(shè)備進行1人次3天的操作培訓)。
2、    賣方對買方進行系統(tǒng)操作編程培訓指導(在安裝現(xiàn)場進行2天)。
3、    涉及買方人員的差旅和交通住宿等費用未包含在內(nèi),由買方自行承擔。
4.3    驗收
驗收分為預驗收與終驗收。預驗收在賣方工廠進行,終驗收在買方工廠進行。
在設(shè)備達到以下條件時,買方必須進行預驗收和終驗收:
4.4      提供資料
賣方向買方提交如下技術(shù)資料:
1、    系統(tǒng)使用說明書:中文版1套。
2、    機器人操作說明書、保養(yǎng)說明書:中文1本。
3、    機器人控制器說明書:中文1本。
4、    電氣圖紙(原理、接線、柜內(nèi)布置、電纜清單):1套(pdf格式)。
5、    設(shè)備(如:抓手、傳送帶)總裝圖紙及易損件零件圖:1套(pdf格式)。
6、    備件清單。
5.    質(zhì)量保證
1、    質(zhì)保期:機器人系統(tǒng)終驗收后一年內(nèi)或機器人系統(tǒng)到達買方現(xiàn)場一年以內(nèi)。
2、    在質(zhì)保期間內(nèi),如果不是因為買方的責任而發(fā)生故障的情況下,維修用部品或者更換由賣方無償運輸至買方。
3、    即使在質(zhì)保期間內(nèi),賣方將不承擔下述情況所發(fā)生的費用。
4、    購買后由于買受方或者第三者的不當修理、改造、轉(zhuǎn)移或者使用上不注意引起的損壞。
5、    由火災、水災、地震、雷電或其他不可抗力所引起的損壞。
6、    轉(zhuǎn)賣、轉(zhuǎn)讓、贈與第三方等情況。
7、    不按使用說明書上所要求的進行適當?shù)木S修保養(yǎng)作業(yè)而發(fā)生的損壞。
8、    即使在質(zhì)保期間內(nèi),有關(guān)消耗品也不屬于質(zhì)保的范圍。
9、    賣方的責任只限于本協(xié)議書所描述的內(nèi)容,這之外的責任賣方不承擔。
6.     買方責任
1、    需向賣方提供準確、詳細的相關(guān)工件、設(shè)備及車間布局的圖紙及足夠的鑄件。
2、    負責對現(xiàn)場進行改造以適合機器人系統(tǒng)的安裝要求。
3、    確保滿足條款“5.環(huán)境條件”中的所有條件。并負責把電源氣源接到賣方現(xiàn)場指定位置。
4、    根據(jù)實際情況制作空調(diào)房。
5、    負責提供充足的現(xiàn)場調(diào)試用工件,以及保證周邊設(shè)備的正常運行。
6、    對機器人系統(tǒng)的安裝調(diào)試提供必要的水、電、壓縮空氣、叉車行車等的使用支持。
7、    在設(shè)備達到驗收條件時負責對設(shè)備進行驗收。