刀具上卸料生產(chǎn)線方案
1. 適應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格
此工作站適應(yīng)如下產(chǎn)品，若需要擴(kuò)展，需重新評(píng)估：
2. 項(xiàng)目的目的和意義
1) 項(xiàng)目的目的：
? 實(shí)現(xiàn)鋸片焊機(jī)的自動(dòng)上卸料
? 消除因人工原因引起的設(shè)備焊焊機(jī)暫停，提高產(chǎn)能
? 減少人工成本
2) 項(xiàng)目意義在于通過(guò)工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)焊機(jī)工件的上卸料，提高設(shè)備的利用效率，提高公司產(chǎn)能，減少人工成本，實(shí)現(xiàn)公司效益的增加，提升公司綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
3. 主要設(shè)備布置圖及配置清單
1) 三維布局圖：
2) 主要設(shè)備清單
主要設(shè)備清單
注：如以上配置發(fā)生變動(dòng)，須有雙方確認(rèn)的書面文件。
二、 系統(tǒng)功能及設(shè)備功能簡(jiǎn)述
此系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)鋸片焊機(jī)的自動(dòng)上下料而特別設(shè)計(jì)的。本系統(tǒng)選用一臺(tái)六軸工業(yè)機(jī)器人、自行設(shè)計(jì)機(jī)器人第七軸、直角坐標(biāo)機(jī)器人、上卸料機(jī)構(gòu)等，配套自動(dòng)話控制系統(tǒng)和智能界面，采用人工對(duì)工件成組的下料和上料，完成產(chǎn)品從成組毛坯分揀——取毛坯——取成品——上毛坯（自動(dòng)焊接）——放成品——成組堆放成品的自動(dòng)化上下料。
1. 六軸工業(yè)機(jī)器人
本系統(tǒng)選用efort六軸工業(yè)機(jī)器人，荷重20kg，工作半徑R1722mm，包括機(jī)器人本體、機(jī)器人控制柜、示教盒及供電電纜等。
機(jī)器人主要實(shí)現(xiàn)鋸片焊接的上下料。
? ER20-C10工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)速度快，具有較高的重復(fù)定位精度和軌跡跟蹤精度，采用總線架構(gòu)，擴(kuò)展應(yīng)用方便，適用于機(jī)床上下料、激光切割、打磨等行業(yè)。
? 機(jī)器人是開源節(jié)流的得力助手，能有效減低單位制造成本，提高生產(chǎn)效率；高度柔性的機(jī)器人自動(dòng)化焊接系統(tǒng)能根據(jù)市場(chǎng)需求的波動(dòng)靈活增減產(chǎn)量，還能加快產(chǎn)品轉(zhuǎn)換；機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)的重復(fù)定位精度與一致性俱優(yōu)，能長(zhǎng)期確保優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量與工藝控制；機(jī)器人能夠在嚴(yán)苛環(huán)境和高危環(huán)境下作業(yè)，適合高強(qiáng)度的重復(fù)性勞動(dòng)，從而改善工人工作條件和安全性；并且機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)一般占地較小，生產(chǎn)設(shè)施更緊湊，無(wú)需擴(kuò)建廠房卻能達(dá)到擴(kuò)大產(chǎn)能的目標(biāo)。
2. 機(jī)器人第七軸
機(jī)器人七軸為機(jī)器行走機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同工位焊機(jī)之間的來(lái)回運(yùn)轉(zhuǎn)。此機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)，直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，底座采用型鋼焊接，分段制造、整體組裝。設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)速度42m/min。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。
3. 取放件工裝
取放件夾具的設(shè)計(jì)原則是滿足抓取功能的同時(shí)縮短鋸片焊機(jī)的等待時(shí)間，故在夾具兩邊都設(shè)計(jì)有相同的抓手，以便在取完成品后立即裝上毛坯件。
工裝結(jié)構(gòu)采用鋁制材料，目的是為減輕機(jī)器人的負(fù)載。采用三只電磁鐵組裝一只抓手，每只電磁鐵的能提供45N的吸力，確保在夾持過(guò)程中工件的穩(wěn)固，同時(shí)三電磁鐵的設(shè)計(jì)提高抓手的可靠性，保證在有一只電磁鐵損壞的情況下也能正常工作。
4. 上卸料機(jī)器人系統(tǒng)
此系統(tǒng)由上卸料機(jī)器人、上卸料機(jī)構(gòu)、自定心裝置構(gòu)成。用于實(shí)現(xiàn)成組毛坯的分揀、成品成組疊放、成組毛坯及成品的輸送、單件毛坯及成品的搬運(yùn)及取放件機(jī)器人抓取工件之前對(duì)工件的自動(dòng)定心。
? 上卸料機(jī)器人用于分揀毛坯和疊放成品（可以實(shí)現(xiàn)輕放）。主要由兩個(gè)各單軸機(jī)器人和抓手構(gòu)成。通過(guò)直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，將毛坯或成品工件在料盤和自定心裝置之間來(lái)回搬運(yùn)。
單軸機(jī)器人采用海科標(biāo)準(zhǔn)模組和伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)構(gòu)成。海科模組具有功能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠及防塵等優(yōu)點(diǎn)。
抓手采用同取件工裝相似設(shè)計(jì)，采用三只電磁鐵及必要結(jié)構(gòu)組成抓手。
? 上卸料機(jī)構(gòu)用于在圍欄內(nèi)外搬運(yùn)成組的毛坯或工件。主要由無(wú)桿氣缸、直線導(dǎo)軌、托盤及料盤構(gòu)成。主結(jié)構(gòu)上采用C型槽設(shè)計(jì)；托盤上設(shè)計(jì)通用接口，方便在更換不同內(nèi)徑工件時(shí)更換料盤。
? 自定心裝置的設(shè)計(jì)是為了給取放件機(jī)器人一準(zhǔn)確位置，方便在抓取之后準(zhǔn)確將工件裝載鋸片焊機(jī)上。
5. 防護(hù)圍欄
將所有運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)布置與圍欄內(nèi)，可以為工人及其他相關(guān)人員提供一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境。圍欄布置有檢修門，布置必要的檢測(cè)開關(guān)，并與整套控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，在設(shè)備正常工作時(shí)，假如有人員闖入，將立即停止所有設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，確保人員安全。
6. 焊機(jī)設(shè)備改造
為了取放工件時(shí)機(jī)器人有足夠的空間活動(dòng)，避免與鋸片焊機(jī)的干涉，需要對(duì)焊機(jī)上裝載工件的兩個(gè)活動(dòng)軸進(jìn)行自動(dòng)化改造（下圖括號(hào)標(biāo)記區(qū)域）。
具體改造措施：將現(xiàn)有的手搖手柄改為拆下，加裝步進(jìn)電機(jī)、減速器、限位開關(guān)及連接板。此改造可以增加原油焊接的自動(dòng)程度。通過(guò)控制將取放件位置向左移動(dòng)，通過(guò)取記信號(hào)，取放件機(jī)器人可以準(zhǔn)確知道取放件位置，便于取放件，避免干涉。
三、 工藝過(guò)程簡(jiǎn)述
1. 工藝流程圖
固定單元：鋸片焊機(jī) + 上卸料機(jī)器人系統(tǒng) 數(shù)量五套（由實(shí)際鋸片焊機(jī)數(shù)量決定）
活動(dòng)單元：取放料機(jī)器人 數(shù)量一套
每套固定單元與活動(dòng)單元組成一個(gè)流程：
2. 生產(chǎn)節(jié)拍
? 機(jī)器人取放工件節(jié)拍
? 取放件機(jī)器人走完一個(gè)流程的節(jié)拍
機(jī)器人走完一個(gè)循環(huán)時(shí)間=18*5+3.7*4+14=118.8s≈2min 這與每臺(tái)機(jī)器的短焊接時(shí)間2分鐘匹配。從而確保每臺(tái)焊接焊接完成后取放件機(jī)器人都能到位。
? 鋸片焊機(jī)焊接節(jié)拍
根據(jù)焊機(jī)的焊接速度。每焊接完成一個(gè)工件所需要的時(shí)間2分鐘，再加上從取件到放件的6秒中，鋸片焊機(jī)的節(jié)拍126秒。
? 上卸料機(jī)器人節(jié)拍
因?yàn)槊颗_(tái)焊機(jī)都有一個(gè)上卸料機(jī)器人，故只需要在焊機(jī)焊接時(shí)間2分鐘內(nèi)完成即可。具體節(jié)拍如下：
取成品2s——搬運(yùn)成品2s——疊放成品4s——運(yùn)動(dòng)直取毛坯位3s——取毛坯2s——
搬運(yùn)毛坯2s——放毛坯2s
總循環(huán)時(shí)間=2+2+4+3+2+2+2=17s
? 人工成組上料和卸料節(jié)拍
設(shè)計(jì)每個(gè)料盤盛放15件毛坯或工件，根據(jù)每臺(tái)焊機(jī)焊接的運(yùn)行時(shí)間126s，焊接完成15件工件所需時(shí)間=15*126=31.5分鐘，總共五臺(tái)鋸片焊機(jī)，故每個(gè)臺(tái)焊機(jī)的成組上卸料時(shí)間位為31.5/5=6.3分鐘。有充足的時(shí)間供工人完成成組工件的上卸料。
四、 環(huán)境條件
五、 設(shè)計(jì)條件
? 設(shè)計(jì)開始時(shí)，買方提供需要的工件毛坯和成品圖紙、工件種類數(shù)量、場(chǎng)地尺寸及其他相關(guān)信息。提供信息不完全或臨時(shí)增加設(shè)計(jì)條件導(dǎo)致設(shè)計(jì)制造成品怎加的時(shí)候，另行追加報(bào)價(jià)要求。
? 賣方設(shè)備的顏色（機(jī)器人除外）等根據(jù)買方的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。若買方無(wú)特別要求，將根據(jù)賣方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
? 買方提供足夠數(shù)量的工件以供賣方調(diào)試。
六、 安裝調(diào)試培訓(xùn)及驗(yàn)收
1. 安裝調(diào)試
? 賣方負(fù)責(zé)在買方現(xiàn)場(chǎng)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。
? 賣方在買方現(xiàn)場(chǎng)完成合同規(guī)定條款的系統(tǒng)調(diào)試工作。
2. 機(jī)器人及系統(tǒng)的操作培訓(xùn)
? 賣方提供機(jī)器人操作基礎(chǔ)培訓(xùn)。
? 賣方對(duì)買方進(jìn)行系統(tǒng)操作編程培訓(xùn)指導(dǎo)。
? 涉及買方人員的差旅和交通住宿等費(fèi)用未包含在內(nèi)，由買方自行承擔(dān)。
3. 驗(yàn)收
驗(yàn)收分為預(yù)驗(yàn)收與終驗(yàn)收。預(yù)驗(yàn)收在賣方工廠進(jìn)行，終驗(yàn)收在買方工廠進(jìn)行。
在設(shè)備達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)節(jié)拍條件時(shí)，買方必須進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收和終驗(yàn)收：
4. 提供資料
賣方向買方提交如下技術(shù)資料：
? 系統(tǒng)使用說(shuō)明書：中文版1套。
? 機(jī)器人操作說(shuō)明書、保養(yǎng)說(shuō)明書：中文1本。
? 機(jī)器人控制器說(shuō)明書：中文1本。
? 電氣圖紙（原理、接線、柜內(nèi)布置、電纜清單）：1套（pdf格式）。
? 設(shè)備總裝圖紙及易損件零件圖：1套(pdf格式)。
? 備件清單。
七、 主要元器件制造商
八、 質(zhì)量保證
? 質(zhì)保期:設(shè)備終驗(yàn)收后一年內(nèi)或到達(dá)買方現(xiàn)場(chǎng)一年以內(nèi)。
? 在質(zhì)保期間內(nèi)，如果不是因?yàn)橘I方的責(zé)任而發(fā)生故障的情況下，維修用部品或者更換由賣方無(wú)償運(yùn)輸至買方。
? 即使在質(zhì)保期間內(nèi)，賣方將不承擔(dān)下述情況所發(fā)生的費(fèi)用。
i. 購(gòu)買后由于買受方或者第三者的不當(dāng)修理、改造、轉(zhuǎn)移或者使用上不注意引起的損壞。
ii. 由火災(zāi)、水災(zāi)、地震、雷電或其他不可抗力所引起的損壞。
iii. 轉(zhuǎn)賣、轉(zhuǎn)讓、贈(zèng)與第三方等情況。
iv. 不按使用說(shuō)明書上所要求的進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S修保養(yǎng)作業(yè)而發(fā)生的損壞。
v. 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。
vi. 賣方的責(zé)任只限于本協(xié)議書所描述的內(nèi)容，這之外的責(zé)任賣方不承擔(dān)。
九、 買方責(zé)任
? 需向賣方提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的相關(guān)工件、設(shè)備及車間布局信息。
? 負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改造以適合機(jī)器人系統(tǒng)的安裝要求。
? 負(fù)責(zé)提供充足的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試用工件，以及保證周邊設(shè)備的正常運(yùn)行。
? 對(duì)機(jī)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。
? 在設(shè)備達(dá)到驗(yàn)收條件時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收。
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