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活塞机加工上下料机器人项目

供稿:天津罗升企业有限公司 2013/10/23 16:23:58

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  1. 简介
  1.1 方案目标:
  本方案针对内燃机铝活塞机加工过程实现自动上下料,以多关节机器人取代操作工完成工序1(精车止口)——工序2(精切槽)——工序3(镗孔)之间的工件装卸、搬运。
  目的是提高工效,提高产量和加工质量稳定性,降低工人劳动强度和工伤概率。下图为现有工序状况

 工序1  精车止口上下料
 
工序2 镗孔上下料
 
工序3 精切槽装卸料

  1.2 设计说明:
  本方案是在韩国现代机器人相关应用案例的基础上,结合某活塞公司现场工况制订的。
  机器人上下料辅助机构设计:
  1.  上下料储运\传送装置 ,负责活塞毛坯/ 成品的储运和定位。
  2.  机器人抓手总成(同时抓取2个工件)。
  3. 数控车床自动化改造,包括主轴定位、液压自动卡盘、自动防护门。
  4.作业区域安全设施的设计。
  工作流程描述:
  前言:
  旧工艺描述:如上述图示,活塞毛坯及半成品、成品的装卡都由人手完成。
  ① 上料储运\传送装置采用带定位装置(工件定位装置、托盘定位装置)的托盘形式,活塞工件按照一定的方向和间隔阵列,整齐地排放在托盘上。由视觉系统检测工件位置是否准确,如果有误则发出报警信号,机器人暂停动作,由旋转调整机构将工件旋转到正确位置,机器人再继续抓取动作。
  ② 机器人从托盘上按次序抓取毛坯工件到第一道工序:精车止口,数控车床打开自动防护门,液压卡盘自动打开,机器人搬运毛坯工件到位,卡盘自动夹紧,机器人退出车床,自动防护门关闭,加工开始。
  ③ 机器人夹具为双夹爪结构,在第一道工序加工时,机器人回到上料托盘处抓取第二个毛坯,回到第一道工序车床前等待。
  ④ 第一道工序加工结束,机器人进入车床,取出加工完毕的半成品工件,夹具旋转,将待加工的第二个毛坯工件放置在卡盘上,开始新的加工过程;机器人将加工好的半成品工件放在第一个翻转机构上。
  ⑤ 第一个翻转机构将工件翻转180°,机器人抓取翻转后的工件,搬运到第二道工序:镗孔,机器人重复与第一道工序相同的过程。
  ⑥ 从第二道工序到第三道工序:精切槽,工件仍需再次翻转,所以设置第二个翻转机构。
  ⑦ 第1、2、3道工序车床、第1、2号翻转机构、上料托盘、下料托盘分别为7个独立的被控制单元,分别设置相应的传感器,由PLC程序来统筹排序,按照加工完成的状态信号先后顺序,决定机器人的动作流程走向。


1.3  系统组成

  1.4. 系统布局图:

  1.5  基础数据
  ① 设计依据

  ②  现场工况

  1.6 控制模式分类:
  ①自动模式
  机器人系统可以实现全自动上料,无需人工干预
   ②手动模式
  操作工借助人机界面手动完成上下料动作
  ③紧急模式
  在运行过程中紧急情况发生,所有设备立即停止运行,进入紧急停车模式
  ④错误模式
  当发生出错信号后,系统进入错误处理程序,可以根据客户设定的流程处理,并且在人机界面上显示错误信息。
  ⑤模拟运行模式
  此功能用于测试,在此功能下机器人和控制系统能够忽略部分输入信号,模拟整个生产流程,以检验设备动作是否正常。

  2. 设备技术规格
  2.1控制系统
控制系统框图

  毛坯视觉检测过程说明:
  毛坯工件从上料托盘经过传送带到达抓取定位位置后,由视觉系统检测扫描毛坯的摆放方向,比如 为正确方向,而当方向相反的 出现时,视觉系统发出报警信号,系统启动旋转调整机构将摆放错误的毛坯旋转到正确位置。

 

  2.2 机器人说明

表1机器人详细机械参数

  2.3夹具说明

表2夹具样式及参数

  2.4安全设计说明
  ①  安装安全护栏,护栏采用方管和栅网焊接,安全门配装安全门闩及报警柱灯,安全门一侧安装急停按钮盒组件。
  ② 安装高度2000MM
  ③ 执行Hhi安全说明手册

 

2.5 机器人控制柜说明

表3机器人控制柜参数

 

表4 示教器参数

  2.6 控制系统及PLC说明

表5控制系统参数

  3. PAT  (预验收) 和 FAC (终验收)
  3.1   PAT(预验收)
  预验收测试将在甲方委派人员的监督下,于乙方组装地点检验主要设备和分装设备是否符合技术要求。 在生产线没有负载的条件下每个设备将进行运转测试.    
  在预验收中双方将进行下列项目的确认. 
  (1) 所有传动装置的单个测试
  (2) 机械和电气部分的调整
  (3) 提供的设备和工具符合图纸和技术文件,买方将签发预验收证书.
  3.2  FAC(终验收)
  终验收测试将在甲方现场生产线连续稳定运转的情况下进行,证实每个设备的性能。
  双方有关人员一起对设备进行试运行。
  本文中未提及的条件,应在测试前由双方讨论并达成一致。
  设备正常运行后,招标方按图纸,独立并连续生产24工作小时或连续生产4000次合格产品后立即签发终验收合格证书。
  4. 售后服务
  1) 自最终验收签字后,该设备质量保证期为2年。在质量保证期内,如有零部件损坏,卖方应负责无偿更换。
  2) 客户提出维修要求时,接到通知后24小时内做出响应,如有必要,在48小时内派人到现场进行故障处理。
  3)作为核心设备的多关节机器人,其备品备件有充足的库存。缩短维修周期。
  4)可提供长期的技术支持,在客户当地工作期间可随时提供免费的培训服务,以保证操作人员和维修人员能够独立完成设备的操作和维修。并且客户需要时可提前预约培训中心,到机器人培训中心接受免费培训服务。
  5)免费提供控制系统及相关软件的升级版本及补丁程序。

 

更多内容请访问 天津罗升企业有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=49340)

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