機(jī)器人應(yīng)用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
一、 概述
1. 項(xiàng)目概述
本項(xiàng)目擬用以聯(lián)軸器的生產(chǎn)為目標(biāo)，以機(jī)器人為主，輔以鋸床、車床、加工中心、機(jī)械手等輔助設(shè)備組建全自動(dòng)化教學(xué)用生產(chǎn)線。主要展示桁架機(jī)器人、六關(guān)節(jié)機(jī)器人以及碼垛機(jī)器人和機(jī)器人在機(jī)床上下料、工件去毛刺、物料碼垛等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用；配合全自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、輸送線、機(jī)器人第七軸、上下料抓手、專用夾具、去毛刺設(shè)備、視覺、安全圍欄等外圍設(shè)備及輔助功能，完美詮釋機(jī)器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用，呈現(xiàn)一個(gè)綜合性、全領(lǐng)域化的機(jī)器人應(yīng)用教學(xué)用生產(chǎn)線。
2. 產(chǎn)品信息
? 聯(lián)軸器圖紙如下：（可能會(huì)調(diào)整）
? 以此聯(lián)軸器從來料-毛坯-加工-去毛刺-裝箱的生產(chǎn)工藝為全自動(dòng)化生產(chǎn)線的完成目標(biāo)。
3. 項(xiàng)目的目的和意義
1) 項(xiàng)目的目的：
? 教學(xué)生全面認(rèn)識(shí)桁架機(jī)器人、六關(guān)節(jié)機(jī)器人、碼垛機(jī)器人。
? 教學(xué)生全面掌握機(jī)器人在機(jī)床上下料、工件去毛刺、碼垛領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。
? 教學(xué)生學(xué)習(xí)鋸床自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、輸送線、機(jī)器人第七軸、上下料抓手、專用夾具、去毛刺設(shè)備、視覺、安全圍欄等外圍設(shè)備及輔助功能與機(jī)器人的協(xié)同化工作。
? 教學(xué)生全面掌握桁架機(jī)器人、六關(guān)節(jié)機(jī)器人、碼垛機(jī)器人安裝、編程、調(diào)試及維護(hù)工作。
? 教學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握機(jī)器人外圍設(shè)備及輔助功能的編程、調(diào)試和維護(hù)工作。
2) 項(xiàng)目的意義：
? 通過以聯(lián)軸器的生產(chǎn)為目標(biāo)，以機(jī)器人為主，輔以鋸床、車床、加工中心、機(jī)械手等輔助設(shè)備組建全自動(dòng)化教學(xué)用生產(chǎn)線；
? 展示桁架機(jī)器人、六關(guān)節(jié)機(jī)器人以及碼垛機(jī)器人和機(jī)器人在機(jī)床上下料、工件去毛刺、物料碼垛等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用；
? 配合全自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、輸送線、機(jī)器人第七軸、上下料抓手、專用夾具、去毛刺設(shè)備、視覺、安全圍欄等外圍設(shè)備及輔助功能，完美詮釋機(jī)器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用，呈現(xiàn)一個(gè)綜合性、全領(lǐng)域化的機(jī)器人應(yīng)用教學(xué)用生產(chǎn)線；
? 提供一個(gè)可供實(shí)際學(xué)習(xí)和操作的自動(dòng)化生產(chǎn)線平臺(tái)，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，為學(xué)生進(jìn)入機(jī)器人應(yīng)用相關(guān)行業(yè)做好技術(shù)鋪墊。
4. 主要設(shè)備布置圖及配置清單
1) 三維布局圖：
2) 主要設(shè)備清單
主要設(shè)備清單
注：如以上配置發(fā)生變動(dòng)，須有雙方確認(rèn)的書面文件。
二、 系統(tǒng)功能及設(shè)備功能簡(jiǎn)述
此系統(tǒng)是以聯(lián)軸器的生產(chǎn)為目標(biāo)，以機(jī)器人為主，輔以鋸床、車床、加工中心、機(jī)械手等輔助設(shè)備組建全自動(dòng)化教學(xué)用生產(chǎn)線。主要展示桁架機(jī)器人、六關(guān)節(jié)機(jī)器人以及碼垛機(jī)器人和機(jī)器人在機(jī)床上下料、工件去毛刺、物料碼垛等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用；配合全自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、輸送線、機(jī)器人第七軸、上下料抓手、專用夾具、去毛刺設(shè)備、視覺、安全圍欄等外圍設(shè)備及輔助功能，完美詮釋機(jī)器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用，呈現(xiàn)一個(gè)綜合性、全領(lǐng)域化的機(jī)器人應(yīng)用教學(xué)用生產(chǎn)線。
1. 原材料自動(dòng)上料系統(tǒng)
? 此設(shè)備包含原材料上料機(jī)構(gòu)、和鋸床自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)。
? 原材料上料機(jī)構(gòu)的功能是將成排麻煩的棒料分揀到鋸床自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)上。
? 鋸床自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)的功能是將單一的棒料送到鋸床切斷工位，按聯(lián)軸器毛坯長(zhǎng)度送料，從而完成聯(lián)軸器的毛坯制作。
? 工作方式為，人工將原料棒料按一定規(guī)律碼放，原料上料機(jī)構(gòu)自動(dòng)分揀到鋸床上料機(jī)構(gòu)，鋸床上料機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成鋸床的上料和送料工作。結(jié)構(gòu)示意圖如下：
2. 鋸床
? 鋸床的主要功能是將原材料切割成聯(lián)軸器加工所需的毛坯。具體形式和參數(shù)如下：
3. 輸送線
? 輸送線的功能是將鋸床的切好的毛坯件按一定規(guī)律輸送到桁架機(jī)器人的抓取范圍內(nèi)。
? 其主要由機(jī)架、減速電機(jī)、輸送帶、導(dǎo)向裝置、定位夾緊裝置構(gòu)成。
4. 桁架機(jī)器人
? 桁架機(jī)器人的主要功能是抓取毛坯和對(duì)兩臺(tái)數(shù)控車床上下料。
? 其主要由機(jī)架、X軸、Y軸、Z軸、上下料機(jī)械手構(gòu)成。其示意圖如下：
5. 數(shù)控車床和加工中心
? 二者主要完成聯(lián)軸器的機(jī)械加工功能。
? 由于此設(shè)備為甲方提供，在此不做過多介紹。
? 數(shù)控車床及加工中心除現(xiàn)有加工和設(shè)備配套能力外，還需輔以專用機(jī)加工夾緊完成聯(lián)軸器的加工工作。
6. 六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人
本系統(tǒng)選用efort六軸工業(yè)機(jī)器人，荷重20kg，工作半徑R1722mm，包括機(jī)器人本體、機(jī)器人控制柜、示教盒及供電電纜等。
機(jī)器人主要實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床和加工中心的上下料以及配合去毛刺設(shè)備去除聯(lián)軸器加工后的毛刺，并完成成品的裝箱工作。
ER20-C10工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)速度快，具有較高的重復(fù)定位精度和軌跡跟蹤精度，采用總線架構(gòu)，擴(kuò)展應(yīng)用方便，適用于機(jī)床上下料、激光切割、打磨等行業(yè)。
7. 機(jī)器人第七軸
機(jī)器人七軸為機(jī)器行走機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同機(jī)床之間的上下料。此機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)，直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，底座采用型鋼焊接，分段制造、整體組裝。具體結(jié)構(gòu)見下圖。
8. 去毛刺設(shè)備
? 主要功能是打磨并去除機(jī)械加工后留在聯(lián)軸器上的毛刺。
? 其主要由機(jī)架、電機(jī)、打磨帶、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、視覺。通過視覺較正聯(lián)軸器位置，然后對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行打磨。參考圖片如下。
9. 碼垛系統(tǒng)
碼垛系統(tǒng)由碼垛機(jī)器人、碼垛輸送線、垛料、碼垛空箱等組成。主要功能是將單個(gè)的聯(lián)軸器裝箱，并按一定規(guī)律碼放到垛盤上，以方便叉車等轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備的運(yùn)輸。
1) 碼垛機(jī)器人
ER130-C204型四軸碼垛機(jī)器人末端負(fù)載能力為130kg,重復(fù)定位精度達(dá)到±0.4mm,具有高速碼垛搬運(yùn)功能，高速，穩(wěn)定，適用于碼垛、拆垛等場(chǎng)合。
2) 碼垛輸送線
碼垛輸送線的功能是將整箱的聯(lián)軸器輸送到輸送線的另外一端，主要展示碼垛機(jī)器人的垛料來料方式基本為輸送線輸送。其主要由機(jī)架、減速電機(jī)、輸送滾筒、導(dǎo)向裝置、阻擋裝置、定位構(gòu)成等構(gòu)成。具體示意圖如下：
碼垛系統(tǒng)的工作流程簡(jiǎn)述如下：
? 第一步：抓取碼垛空箱到固定位置。
? 第二步：六關(guān)節(jié)機(jī)器人將打磨完成的聯(lián)軸器裝入空箱。
? 第三步：碼垛機(jī)器人將裝滿聯(lián)軸器的箱子抓取放到碼垛輸送線上。（主要展示碼垛機(jī)器人的垛料全部是由輸送線輸送而來的）
? 第四步：碼垛機(jī)器人在碼垛輸送線的末端抓取垛料，然后按碼垛程序規(guī)則的放到垛盤上。
10. 防護(hù)圍欄
將所有運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)布置于圍欄內(nèi)，可以為工人及其他相關(guān)人員提供一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境。圍欄布置有檢修和人工上料門，布置必要的檢測(cè)開關(guān)，并與整套控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)（當(dāng)然，為了學(xué)生參觀實(shí)習(xí)的實(shí)際需求，也可以不做聯(lián)動(dòng)，僅僅做展示用），在設(shè)備正常工作時(shí)，假如有人員闖入，將立即停止所有設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，確保人員安全。圍欄布置件下圖：
三、 工藝過程簡(jiǎn)述
1. 聯(lián)軸器加工流程圖
2. 設(shè)備動(dòng)作流程
? 第一步：人工將原料成排放置于自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)。
? 第二步：自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)將成排放置原料的下面一根送入自動(dòng)送料機(jī)。
? 第三步：自動(dòng)送料機(jī)將原料送入鋸床，并按毛坯件的長(zhǎng)度給鋸床送料，鋸床每切一個(gè)毛坯，自動(dòng)送料機(jī)都將送料一次。
? 第四步：鋸床同送料機(jī)構(gòu)一起完成毛坯件的下料。
? 第五步：輸送機(jī)在鋸床處理口接料，并將毛坯輸送到其上的毛坯定位機(jī)構(gòu)上，等待桁架機(jī)器人的抓取。
? 第六步：桁架機(jī)器人抓取位于輸送機(jī)上的毛坯，然后搬運(yùn)到數(shù)控車床1，并將完成對(duì)數(shù)控車床1的上料。
? 第七步：數(shù)控車床1完成對(duì)毛坯件的設(shè)定工序的自動(dòng)加工。
? 第八步：桁架機(jī)器人完成對(duì)數(shù)控車床1的取料工作，然后將工件搬運(yùn)到數(shù)控車床2，并完成對(duì)數(shù)控車床2的上料工作。
? 第九步：數(shù)控車床2完成對(duì)聯(lián)軸器設(shè)定工序的加工。
? 第十步：六關(guān)節(jié)機(jī)器人同第七軸協(xié)同工作完成對(duì)數(shù)控車床2的取料工作，然后將工件搬運(yùn)到加工中心，并完成對(duì)加工中心夾具1的上料。
? 第十一步：加工中心完成對(duì)聯(lián)軸器在夾具1上設(shè)定工序的加工。
? 第十二不：六關(guān)節(jié)機(jī)器人同第七軸協(xié)同工作完成對(duì)加工中心夾具1的取料工作，然后將工件搬運(yùn)到加工中心夾具2，并完成對(duì)加工中心夾具2的上料。
? 第十三步：加工中心完成對(duì)聯(lián)軸器在夾具2上設(shè)定工序的加工。
? 第十四步：六關(guān)節(jié)機(jī)器人同第七軸協(xié)同工作完成對(duì)加工中心夾具2的取料工作，然后將工件搬運(yùn)至去毛刺設(shè)備。
? 第十五步：六關(guān)節(jié)機(jī)器人同第七軸協(xié)同工作，通過視覺完成對(duì)聯(lián)軸的姿態(tài)調(diào)整，然后六關(guān)節(jié)機(jī)器人、第七軸和去毛刺設(shè)備聯(lián)動(dòng)完成對(duì)聯(lián)軸器加工后毛刺的打磨去除工作。
? 第十六步：碼垛機(jī)器人抓取聯(lián)軸器料箱到碼垛輸送線固定位置。
? 第十七步：六關(guān)節(jié)機(jī)器人同第七軸協(xié)同工作，將去完毛刺的聯(lián)軸器搬運(yùn)到碼垛輸送線，并完成對(duì)聯(lián)軸的裝箱工作。
? 第十八步：碼垛機(jī)器人將裝滿聯(lián)軸器的料箱抓取放到碼垛輸送線上。（主要展示碼垛機(jī)器人的垛料全部是由輸送線輸送而來的）
? 第十九步：碼垛輸送線將聯(lián)軸器料箱輸送到其末端等待碼垛機(jī)器人的抓取。
? 第二十步：碼垛機(jī)器人在碼垛輸送線上抓取聯(lián)軸器料箱，然后按碼垛程序規(guī)則的放到垛盤上。
? 第二十一步：人工操作叉車將碼滿聯(lián)軸料箱的垛盤轉(zhuǎn)運(yùn)出生產(chǎn)線。然后將空垛盤放到原來位置。
四、 環(huán)境條件
川公網(wǎng)安備51012202001782