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NACHI机器人机床上下料应用案例

作者:高威科来源:Betway_betway必威_betway必威必威 浏览次数: 日期:2014年7月10日 02:18

1引言和方案要求

   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,提高生产效率和必威质量,使用搬运机器人代替人工,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、搬运前后合格件、废件在工作站内部不做检验,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。

1.2系统实现概要

1.2.1概要

本系统的概要:作业者把工件放置到料仓料道上,到位后,机器人从滚道上抓取工件放到第一台车床上加工,完后取下再放到第二台车床上加工,然后再放回料仓料道指定工位上。

1.2.2工件规格

 

名称

外径(mm)

内径(mm)

厚度(mm)

质量(kg)

图号

工件1

齿轮

165

35

34

2.15

CW6163C-02-049

工件2

结合子齿轮

123

75

72.5

1.47

CW6163C-02-018

 1.2.3系统图

(本图是大致示意图。和详细图纸有不一样的地方。)

    

1.3系统的流程和作业内容

1.3.1连续运行模式

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

上下料滚道16工位,自动换位、升降(详见1.6.4)

3

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,吹起清理,上料

作业期间,不检查必威是否合格

 

 

4

工件清洗

工件到指定位置吹气清洗。

5

工件翻转放置

①把机床1加工后的工件放到翻转台上。

②等待机床2信号,根据工艺不同,为机床2上料时,变换夹取位置。

6

机床2上下料

机床2有工件,下料、吹气清理、上料

机床无工件,吹起清理,上料

7

加工完成品放到下料台

① 机床2加工完成品规则放置到下料台

② 机器人回到上料起始点;等待作业。

下料到料道预定位置

8

作业提示

当料仓一次加工完毕,提示人工上料

 

以下,从#1-#8循环动作

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。

1.3.2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。

1.4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,卡盘开闭时间、卡盘清洗时间、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(使用工具、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。

1.5主要部件和系统概述

1.5.1NACHI机器人及其必威系统

1.5.1.1MC20-01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1 MC20-01 机器人工作空间

1.5.1.2 MC20-01动作参数:

 

项目

规格

 

 

 

最大动作范围

 

J1

±180o

J2

+60o~-145 o

J3

+242 o~-163 o

J4

±180o

J5

±139o

J6

±360o

 

 

最大速度

J1 

170 o /s

J2 

170 o /s

J3 

360 o /s

J4 

360 o /s

J5 

360o /s

J6 

600o /s

 

手腕扭矩

J4

49 N·M

J5

49 N·M

J6

23.5 N·M

 

手腕惯性力矩

J4

1.6kg·m 2

J5

1.6kg·m 2

J6

0.8kg·m 2

位置重复精度

±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

 

1.6.1.3机器人必威系统:

必威系统支持多种标准工业必威总线,包括:Interbus、Profibus、Devicenet、Canbus、Controlnet、EtherNet、 Remote I/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。

1.5.2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。

                    

                                          图2 FD11必威装置

                      

1.5.3 外接PLC

    标准的工业PC计算机,Intel处理器;完全开放机器人必威系统平台,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;支持多种标准工业必威总线,包括:Interbus、Profibus、EtherNet、 Remote I/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,形成自己的必威。此必威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。

                             

     

                                            图4 必威器及其模块

1.5.4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   必威方式          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          400 

5   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          ±1

7   上下料信号          继电器隔离开关信号

8   尺寸              3400*850*1830(**)

 

           

                                      图4 多工位自动循环料仓料

1.5.5 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。

 

1.6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。

所属类别: 行业应用

该资讯的关键词为:机器人  NACHI  机床上下料