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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必威集团 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,提高生产效率和产品质量,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,不检查产品是否合格

         

         

        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机器人及其控制系统

        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机器人控制系统:

        控制系统支持多种标准工业控制总线,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控制装置

                              

        1.5.3 外接PLC

            标准的工业PC计算机,Intel处理器;完全开放机器人控制系统平台,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;支持多种标准工业控制总线,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,形成自己的产品。此控制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 控制器及其模块

        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   控制方式          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