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注塑机机器人取件系统控制方案

供稿:中国工控网 2015/11/24 15:14:41

4 人气:6577

  • 关键词: 注塑机 机器人 六轴 单元
  • 摘要:改变现有人工取件下料、切水口的方式,采用机器人代替人工实现自动化生产。

1. 客户要求:

1.1 设备名称:注塑机机器人自动化生产系统

1.2 设备内容:改变现有人工取件下料、切水口的方式,采用机器人代替人工实现自动化生产。

1.3作业对象:X套工件

设备特点:

1)智能化(机器人Æ智能传感器);

2)柔性化(机器人为主的柔性运动平台);

3)扩展性;

2、客户需求主要内容

2.1客户提供的产品样件、工件数模、模具数模、工艺流程。

2.2方案要求

2.2.1: 每台注塑机上均有一个对应的机器人,机器人换手抓,注塑机开模,机器人取件,自动剪浇口与自动去披风,产品边缘光顺,然后放于输送装置上。其中两台注塑机以及对应的机器人共用一个输送装置。

2.2.2: 整个方案需要有防护栏,防护栏颜色为白色。机器人装与注塑机的定模座上,机器人的运动最远路径需要满足以下条件:380注塑机取件离定模板中心水平距离为800mm,530注塑机取件离定模板中心水平距离为1000mm,850注塑机取件离定模板中心水平距离为1200mm。

2.2.3: 换手抓均是自动快速接头,机器人上配有母接头,手抓上配有子接头。机器人手抓定位后实现自动换取,子头应置有识别码,换取后能自动提示对应程序,人工确认。(要求能识别至少32套手抓)实现自动快换功能,换取应该准确无损伤。换取不成功时, 机器人停止工作, 系统报警,同时预留模具扫描与手抓扫描自动识别功能接口。配备手抓放置架,可放置30套手抓。

2.2.4: 可移动带轮机器人电柜以及带轮控制柜放于输送带下方,高度要求小于780mm(需考虑输送带厚度), 主输送带高度780mm。两条主输送带宽1M,一条长25M,另一条长14.5M;两条副输送带长度需根据实际配置。

2.2.5: 需要有防误操作功能, 具体是保证使用者使用的手抓、模具、程序相对应。对于修飞边功能的实际效果,如不能满足我司要求,则需扣除相应功能部分的费用。

2.2.6:手抓台和二次定位模具台放置方案:需要定做移动小车,在地面给移动小车做定位装置,移动小车上的手抓台和二次定位的模具台的升降全部能以气动和手动两种可调模式进行且对升降高度有定位销定位。如当定位车的精度无法达到换取定位要求时,以固定平台方式进行。对于价格不产生任何费用的影响。

2.2.7:设备必需有与外部设备(手机,电脑等)进行相互通信的接口。机器人具有软浮动功能, 操作界面语言支持中英文。

2.3抓手单元要求

2.3.1:保证在整个抓取产品放于输送带过程中,在塑料件上不可留下吸盘印以及任何损坏塑料件的现象

2.3.2:整个抓手单元结构稳定,在存储搬运以及使用过程中结构不可移位。

2.3.3:在设计抓手单元时必须满足产品的模具以及生产所使用的注塑机型号参数

2.3.4:机器人手抓包含:SMC三联件(气源处理器),SMC真空发生器,SMC耐高温吸盘,SMC电磁阀,SMC气缸,日本BL自动换手母, 子盘。

2.3.5:整个手抓单元在设计上需要有两套回路(起多一层保护作用),抓取水口以及吸盘需带自动检测装置,在吸取动作不成功时,自动报警同时与注塑机联动,停止下一步动作,手抓单元设计完毕后需要我司审核后,方可进行加工。

2.4安全要求:

2.4.1: 两台机器人有一个可检测到的公共区域,仅允许一台机器人进入,即可以实现当一台机器人进入公共区域在放产品与输送装置上时,另外一台机器人不允许进入公共区域,做等待动作,直至机器人将产品放在输送线离开公共区域后,另外一台机器人立即自动进入安全区域将产品放于输送装置上。以避免有机器人互相干涉的情况发生, 剪水口以及切飞边控制均由PLC 控制,调用程序直接在单独的触摸屏上直观控制。

2.4.2: 公共区域除机器人自身的位置检测外,另每台机器人需要加装光栅,以再提供一个信号保护。  

2.4.3:当注塑机开模时,机器人自动取料,取出产品后,注塑机完成关模动作。机器人未取出产品时,注塑机不允许合模。

2.5: 压缩空气:压力为6Kgf/cm2 气源,不小于5Kgf/cm2

3、基本方案

3.1 布局图说明

图1:注塑机MA3800+注塑机5300搭载机器人FANUC M-20iA方案示意图

图2:注塑机LGH-850M搭载机器人FANUC M-20iA/12L方案示意图

3.2工作流程示意图

 装模阶段:

 生产阶段:

3.3 六轴机器人抓手单元

3.3.1 构成

   3.3.2 主要功能

1)为整个取件、修边、下料过程提供一个稳定可靠,精确方便,循环使用的综合工作治具;

2)满足精度要求;

3)满足方便性要求;

4)满足柔性要求;

3.4修水口与飞边工位

   3.4.1构成

   3.4.2主要功能  

   1)可修各种水口与修飞边

   2)感应保证修剪到位

3.5  底座、外围单元

   3.5.1构成

3.5.2主要功能

1)六轴机器人固定

2)铝型材外围方便观察设备运转,带安全锁保证安全并方便维护

3.6 设备主要配置

序号

类别

名  称

首选品牌

1

机构

机器人

FANUC

气动原件

SMC

快换装置主副盘

日本BL

紧固件

MISUMI或怡合达

结构件材料

铝合金、不锈钢、树脂

2

电气

PLC

三菱

HMI

NB系列(OMRON)

I/O

本地I/O+分布式I/O

传感器

OMRON、DataLogic(接插件连接)

继电器、空开等低压电器

欧姆龙(或同等级别厂家)

3.7 机器人

   本生产线所选用六轴机器人是FANUC机器人,型号为M-20iA和M-20iA/12L,

]

小型智能搬运机器人FANUC Robot M-20iA,FANUC Robot M-20iA/12L是电缆内置式小

型搬运机器人,具有以下特长:

ü  通过采用高刚性的手臂和最先进的伺服技术,提高了加减速性能,缩短了搬运时间,从而实现了高生产率。

ü  手腕采用了独特的驱动机构,从而实现了苗条的电缆内置式手腕。

ü  机器人手腕部工具用电缆不仅被装载在维护性能良好的单侧悬臂上,还可以选用电缆配线专用软导管(选项)。

ü  因为实现了机器人手腕部工具用电缆位置的稳定性,所以可以使用ROBOGUIDE(选项)进行脱机示教,从而大幅度削减示教时间。

ü  通过和iRVision(内置视觉功能)或力觉传感器进行配套使用,可以使用各种最新的智能化功能。

FANUC机器人M-20iA和M-20iA/12L的性能参数如下:

工作范围示意如下:

FANUC 机器人M-20iA和M-20iA/12L的组成

1) 机械部分

- 安装方式:地装、天吊、倾斜

- 关节方式:6 轴关节型

- 运输方式:利用铲车、行车

- 规格:防尘规格

2) R-30iB 控制器部分:

- 基本配置: B 型箱体

- 电源输入:200V / 3 相

- Flash ROM 模块容量: 32MB

- DRAM 模块容量: 32MB

- CMOS RAM 模块容量: 2MB

- Process I/O 40in/out 模块

- Profibus slave 现场总线模块

- 机器人连接电缆(标准): 7米

- 示教盘连接电缆: 10 米

- 备件 : (保险丝, 后备电池)

3)软件

- 基本软件

- 基本字库: 中文

- 搬运专用软件(Handling Tool)

- M-20iA 的机器人软件

- 数字伺服功能

- 操作指令功能

- 位置寄存器功能

- 时间计数器功能

- 外部程序选择功能

- 磁盘连接功能

- TCP 自动设定功能

- 高灵敏度防碰撞检测功能

4)手册 (中文版,光盘)

- 搬运专用软件操作和设置手册

- M-20iA 的机械维修手册

- R-30iA 控制器维修手册

性能参数表如下:

项目

规格

M-20iA

M-20iA/12L

控制轴数

6轴(J1、J2、J3、J4、J5、J6)

工作半径

1811mm

2009mm

安装方式

地面安装、顶吊安装、倾斜角安装

动作范围

(最高速度)

(注释1),(注释2)

J1轴回转

340度/370度

(选项)(195度∕s)

5.93rad/6.45rad

(选项)(3.40rad/s)

340度/370度

(选项)(200度∕s)

5.93rad/6.45rad

(选项)(3.49rad/s)

J2轴回转

260度(175度∕s)

4.54rad(3.05rad/s)

J3轴回转

458度(180度∕s)

8.00rad(3.14rad/s)

460度(190度∕s)

8.04rad(3.32 rad/s)

J4轴手腕旋转

400度(360度∕s)

6.98rad(6.28rad/s)

400度(430度∕s)

6.98rad(7.50rad/s)

J5轴手腕旋转

360度(360度∕s)

6.28rad(6.28rad/s)

360度(430度∕s)

6.28rad(7.50rad/s)

J6轴手腕旋转

900度(550度∕s)

15.71rad(9.60rad/s)

900度(630度∕s)

15.71rad(11.0rad/s)

手腕部可搬运质量

20kg

12kg

手腕允许负载转矩

J4轴

44.0 N.m

22.0 N.m

J5轴

44.0 N.m

22.0 N.m

J6轴

22.0 N.m

9.8 N.m

手腕允许负载转动惯量

J4轴

1.04   kg.m2

0.65   kg.m2

J5轴

1.04   kg.m2

0.65   kg.m2

J6轴

0.28   kg.m2

0.17   kg.m2

重复定位精度

±0.08mm

机器人质量(注释3)

135kg

250kg

安装条件

环境温度:0~45℃

环境湿度:通常在75%RH以下(无结露现象),短期95%RH以下(1个月之内)

振动加速度:4.9m/s2(0.5G)以下

注释1):采用倾斜安装的时候,对J1、J2轴的动作范围会有附加的限制。

注释2):短距离移动时有可能达不到各轴的最高速度。

注释3):不包含控制装置的质量。

3.8设备环境条件

1.场所

屋内

2.周围温度

0℃-45℃

3.周围湿度

20%-90%RH (不结露)

4.易燃气体

5.腐蚀性气体

6.电源电压

AC220V±10%   单相    50Hz

4、质量保证措施

4.1 质量方针

   以质量求生存、以创新求发展;

4.2 质量措施

       1)功能性

       ①方便品种的切换,防错防呆  ②利于生产自动化

       2)操作性

      ①采用一键操作模式,方便人工操作。  ②单机独立操作模式

      3)维护性

      ①设备模块化,拆卸安装方便,便于维护

      4)安全性

      ①设备工作区在安全护栏内  ②上料在安全区域进行

      5)美观性

      ①底座、护罩等都使用铝型材。保证了机械的整洁美观。

5.动力设施

5.1本生产线使用动力电源

  电源采用单相AC220V。注:按国家标准D种接地,接地工程由需方负责。容量:6kw以内.

5.2压缩空气

    需方负责提供压力为6Kgf/cm2 气源,不小于5Kgf/cm2,需保证空气清洁及干燥度。

.






 

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