|
CK6140車床機械手上下料系統
1. 前言
由于工業自動化的全面發展和科學技術的不斷提高，對工作效率的提高迫在眉睫。單純的手工勞作以滿足不了工業自動化的要求，因此，必須利用先進設備生產自動化機械以取代人的勞動，滿足工業自動化的需求。其中機械手是其發展過程中的重要產物之一，它不僅提高了勞動生產的效率，還能代替人類完成高強度、危險、重復枯燥的工作，減輕人類勞動強度，可以說是一舉兩得。在機械行業中，機械手越來越廣泛的得到應用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數控機床、組合機床上使用更為普遍。
1.1 設計目標
目前，我國大多數工廠的生產線上數控機床裝卸工件仍由人工完成，其勞動強度大、生產效率低，而且具有一定的危險性，已經滿足不了生產自動化的發展趨勢。為了提高工作效率,降低成本,并使生產線發展成為柔性制造系統,適應現代機械行業自動化生產的要求,針對具體生產工藝,結合機床的實際結構，利用機械手技術，設計用一臺上下料機械手代替人工工作，以提高勞動生產率。本機械手主要與數控機床組合形成生產線，實現加工過程的自動化和無人化。
1.2 設計原則
1) 必須滿足客戶對產品功能和服務的要求。工程機械提供給客戶的不僅是產品的功能，還包括支持這些功能的售后服務。因此設計過程中既要針對產品的不同功能特點，又要使產品具有良好的維修方便性。
2) 符合國家的產業發展政策和有關的法令、法規。
3) 堅持標準化、通用化、系列化的“三化”原則。
4) 符合社會對環境保護的要求。
5) 符合技術創新的規律，重視對知識產權的保護。
6) 從企業的實際工藝水平和生產能力出發，強調設計與工藝、生產相結合。
1.3 設計依據和參考標準
成都海科工控設備有限公司致力于工業自動化，在西部地區享有盛譽，我們擁有技術實力雄厚的技術團隊和豐富機器人運用經驗，我們與世界一線知名品牌進行合作如：安川、那之不二、雄克、臺達、力士樂和上銀。本次項目選用安川6關節機器人MH24、雄克、上銀和臺達，為項目的開展提供了雄厚的技術團隊。
1.3.1 適用范圍
CK6140機床機械手上下料方案是針對重慶順風極力機械廠CK6140數控車床開發的專機，適應本廠的作業流程和位置布局，如有其它需求請與我們聯系。
2. 系統概述
CK6140機床機械手上下料方案是機械人、機床、電氣和各種檢查手段于一體的綜合性的項目，各個部件有條不紊的工作相互協作，完成產品的生產。布局如圖1：
圖1
2.1 系統的主要功能
CK6140機床機械手上下料由如下基本部分組成: CK6140數控車床、MH24多關節機器人、雄克氣爪系統、第七軸、翻料工作臺、機床門開關和來料輸送線/取料輸送線，本套系統為了效率提高機械手的效率采用了雙料倉設計。
2.1.1 功能闡述
MH24機器人：
MH24機器人配合雄克的氣爪和翻料工作，完成CK6140車床的上料、下料和工件的翻轉，是本項目得以實施的關鍵部件。
圖2
雄克氣爪：
本次方案設計選用雄克氣爪PZN-plus 80-1-IS和雄克彈簧壓緊件A-PZN-Plus 80。PZN-plus 80-1-IS參數如下：
單指行程：8mm；
內撐力：1450N
彈簧彈力：370N
重量：0.96kg
閉合/張開時間：0.06/0.04s
重復精度：0.01mm
A- PZN-plus 80用于在機械手張開后將彈簧支承的工件頂住擋塊，使用與裝載設備。
圖3
第七軸：
通過圖1可知1號機床到2號機床（3號機床到4號機床）上料需要機械手行走2.4米，就需要第七軸完成，第七周設計選用上銀高精度直線導軌、滾珠絲桿、臺達伺服和PLC完成與MH24機器聯動，從而滿足本方案的實施。
平均速度：400mm/s;
重復精度：±0.08mm；
翻料臺：
精心設計翻料臺，充分的利用6關節機械手的多自由度,降低成本。
圖4
自動機床開關門：
CK6140車床的倉門開關需要做自動開關控制，滿足車床主軸停車且機器人來到倉門（需要添加檢測傳感器），倉門自動開啟。機器人取完料退出倉門，檢測開關收到信號，車床主軸收到信號開始工作。
來料輸送線/取料輸送線：
方案設計采用優化設計為盡可能提高效率，采用雙來料倉和出料倉（示意圖1），讓機器人盡量就近取料和放料，方案做的輸送來運送工件，在輸送線的末端做工裝定位，采用機械式保證設定原點。備用方案可做旋轉料架和視覺系統來抓取工件原點，相對于機械式成本更高。
2.1.2 生產節拍分析
根據生產流程后做一下生產節拍，分析時候是預先打開機床艙門，單臺機床的上下時間T1≥16s，1對4的標準上料和下料T≥64s。
如下視頻：詳見附件。
3. 系統結構和配置
3.1 系統總體邏輯結構
系統總體邏輯結構如圖 1所示。
圖 1系統總體邏輯結構圖
4. 安裝調試培訓及驗收
4.1 安裝調試
1、賣方負責在買方現場完成所承制設備的安裝，買方提供行車、叉車及用電用氣、人員等的支持。
2、賣方在買方現場完成合同規定工件的單機和系統調試工作。
4.2 機器人及系統的操作培訓
1、 機器人操作基礎培訓（在海科工控設備進行1人次3天的操作培訓）。
2、 賣方對買方進行系統操作編程培訓指導(在安裝現場進行2天)。
3、 涉及買方人員的差旅和交通住宿等費用未包含在內，由買方自行承擔。
4.3 驗收
驗收分為預驗收與終驗收。預驗收在賣方工廠進行，終驗收在買方工廠進行。
在設備達到以下條件時，買方必須進行預驗收和終驗收：
4.4 提供資料
賣方向買方提交如下技術資料：
1、 系統使用說明書：中文版1套。
2、 機器人操作說明書、保養說明書：中文1本。
3、 機器人控制器說明書：中文1本。
4、 電氣圖紙（原理、接線、柜內布置、電纜清單）：1套（pdf格式）。
5、 設備（如：抓手、傳送帶）總裝圖紙及易損件零件圖：1套(pdf格式)。
6、 備件清單。
5. 質量保證
1、 質保期:機器人系統終驗收后一年內或機器人系統到達買方現場一年以內。
2、 在質保期間內，如果不是因為買方的責任而發生故障的情況下，維修用部品或者更換由賣方無償運輸至買方。
3、 即使在質保期間內，賣方將不承擔下述情況所發生的費用。
4、 購買后由于買受方或者第三者的不當修理、改造、轉移或者使用上不注意引起的損壞。
5、 由火災、水災、地震、雷電或其他不可抗力所引起的損壞。
6、 轉賣、轉讓、贈與第三方等情況。
7、 不按使用說明書上所要求的進行適當的維修保養作業而發生的損壞。
8、 即使在質保期間內，有關消耗品也不屬于質保的范圍。
9、 賣方的責任只限于本協議書所描述的內容，這之外的責任賣方不承擔。
6. 買方責任
1、 需向賣方提供準確、詳細的相關工件、設備及車間布局的圖紙及足夠的鑄件。
2、 負責對現場進行改造以適合機器人系統的安裝要求。
3、 確保滿足條款“5.環境條件”中的所有條件。并負責把電源氣源接到賣方現場指定位置。
4、 根據實際情況制作空調房。
5、 負責提供充足的現場調試用工件，以及保證周邊設備的正常運行。
6、 對機器人系統的安裝調試提供必要的水、電、壓縮空氣、叉車行車等的使用支持。
7、 在設備達到驗收條件時負責對設備進行驗收。
川公網安備51012202001782