重量	200
品牌	AMPTON安培通
型號(hào)	SP30

輪轂生產(chǎn)線上下料機(jī)器人

一、 生產(chǎn)線要求

根據(jù)用戶技術(shù)要求，將生產(chǎn)輪轂的一、二道工序（共使用12臺(tái)數(shù)控臥式車床加工）通過機(jī)器人等方式組合到一起，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)加工生產(chǎn)。

工序節(jié)拍（實(shí)際值）

**工序加工時(shí)間：62秒；

第二工序加工時(shí)間：46秒；

二、設(shè)計(jì)思路敘述

將12臺(tái)機(jī)床分為兩條生產(chǎn)線，其中每條生產(chǎn)線有六臺(tái)設(shè)備，每三臺(tái)數(shù)控車床組成一個(gè)加工工序，并排列成一條直線。整條線分兩排排列（即3*2陣列），共四個(gè)工作位（取料口、**工序工位、第二工序工位、出料口）。均采用上懸掛式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)無人化全自動(dòng)生產(chǎn)。（根據(jù)廠房空間位置定，也可采用其他排列方式）

生產(chǎn)線布置圖例：

 

為了節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，在每條生產(chǎn)線上設(shè)計(jì)有三套機(jī)械手，并聯(lián)工作，同時(shí)可以完成：取出待加工原料-------從**工序轉(zhuǎn)第二工序----------回收成品。這些機(jī)械臂可以在上直線軌道中移動(dòng)，也可以垂直移動(dòng)，機(jī)械臂末端帶有一個(gè)兩工位的機(jī)械爪，通過系統(tǒng)自動(dòng)控制。

注：以下圖片是本公司為某生產(chǎn)單位設(shè)計(jì)的上料生產(chǎn)線，該圖片和本方案中設(shè)計(jì)的上料機(jī)運(yùn)行方式基本相同，只有方向排列不同。

生產(chǎn)線部分效果圖例：

三、工作流程介紹

由于本方案中三個(gè)機(jī)械手并聯(lián)，且同時(shí)工作，下面以1號(hào)工位的機(jī)械手動(dòng)作流程為例講解：

系統(tǒng)啟動(dòng)后，1號(hào)機(jī)械手從鏈?zhǔn)焦┝掀魃先〕鰞蓚€(gè)待加工的原料（機(jī)械手前端有兩個(gè)工位），送往**工序的1號(hào)工位，等待該工序加工完成后，1號(hào)機(jī)械手迅速取走1號(hào)工位的工件，同時(shí)將機(jī)械手另一個(gè)工位的原料裝在1號(hào)工位上；然后機(jī)械手將**工序完成的工件送往第二工序的1號(hào)工位，在運(yùn)送途中機(jī)械手完成工件180度的翻轉(zhuǎn)，到達(dá)第二工序1號(hào)工位后，機(jī)械手完成工件的裝載，并返回取料區(qū)取出一個(gè)待加工的工件，然后迅速趕回第二工序的1號(hào)工位。在接收到第二工序1號(hào)工位加工完成指令后，1號(hào)機(jī)械手迅速取出加工完成的工件，并送往成品輸出線。完成這一動(dòng)作后，1號(hào)機(jī)械手快速到達(dá)**工序的1號(hào)工位。在接收到**工序1號(hào)工位加工完成指令后，1號(hào)機(jī)械手迅速取出1號(hào)工位完成的工件，并將另一工位上的原料裝入1號(hào)工位。

如此周而復(fù)始的有序工作。

詳見流程圖解：

 

（1號(hào)機(jī)械手一個(gè)工作周期）

四、主要技術(shù)參數(shù)

1) 行程：

X軸：水平移動(dòng)（具體行程根據(jù)機(jī)床長度和間隔距離定）

Z軸：垂直移動(dòng)（1650mm）

2) 運(yùn)行參數(shù)

X軸**大移動(dòng)速度：1500mm/s，具體值以實(shí)際優(yōu)化為準(zhǔn)；

Z軸**大移動(dòng)速度：1200mm/s，具體值以實(shí)際優(yōu)化為準(zhǔn)；

運(yùn)行加速度：水平方向：0.5G

            垂直方向：1G

兩工位機(jī)械手動(dòng)作時(shí)間：每個(gè)工位1.5s（理論值）；

重復(fù)定位精度：±0.1mm

理論生產(chǎn)速度：348個(gè)/h（兩條生產(chǎn)線） ；

3) 機(jī)械手負(fù)載

作用在垂直升降軸的負(fù)載小于等于80Kg；（估算）

五、 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1） 上料機(jī)設(shè)計(jì)

         上料機(jī)采用鏈?zhǔn)捷斔途€結(jié)構(gòu)，上一道工序處理完成后的工件放入鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)上，傳送到提料口等待。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方便上下工序的連接，傳送線上可安裝檢測系統(tǒng)，通過傳感器識(shí)別出不符合要求的產(chǎn)品（例如倒置等），并通過機(jī)械手剔除，避免影響生產(chǎn)線的秩序。

         若該結(jié)構(gòu)不能滿足用戶的需要，也可設(shè)計(jì)成多功能機(jī)器人供料。該功能作為一個(gè)靈活的版塊，很容易被擴(kuò)展。

上料鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)結(jié)構(gòu)圖例：

 

2 ）上下料機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

         上下料機(jī)器人設(shè)計(jì)為懸掛式機(jī)構(gòu)，機(jī)械臂可以在橫梁上做水平移動(dòng)，同時(shí)機(jī)械手也可以做垂直移動(dòng)。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)省空間，  執(zhí)行速度較快，維護(hù)方便。

上下料機(jī)器人移動(dòng)軌道采用高精密直線定位模組，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)采用高精密齒輪齒條。動(dòng)力系統(tǒng)采用高慣量交流伺服電機(jī)，功率在3KW左右（具體值需在設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算得出），電機(jī)自身帶有機(jī)械抱閘，并配置能耗制動(dòng)單元，以保證設(shè)備在正常運(yùn)行或故障時(shí)均不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)；

3） 機(jī)械抓設(shè)計(jì)

手抓也叫端拾器，是機(jī)器人上**的一個(gè)外圍設(shè)備，其主要用途是設(shè)計(jì)在機(jī)器人手臂終端來完成各種動(dòng)作和指令。該方案中機(jī)械手抓采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，利用機(jī)械能對工件進(jìn)行夾持，通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)對機(jī)械手的打開，這種結(jié)構(gòu)可以防止工件因機(jī)械手故障（氣源突然消失）而突然墜落造成的事故。機(jī)械手設(shè)置兩個(gè)工位，兩個(gè)工位可以自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，大大的節(jié)約時(shí)間。

機(jī)械手抓上端可安裝工件旋轉(zhuǎn)輔助機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，方便安裝拆卸，而且可根據(jù)用戶產(chǎn)品不同，設(shè)置不同旋轉(zhuǎn)角度，方便維護(hù)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可在機(jī)械臂移動(dòng)過程中同時(shí)動(dòng)作，節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間。

     機(jī)械手抓結(jié)構(gòu)圖例： 

4） 成品下料機(jī)設(shè)計(jì)

    成品下料機(jī)可設(shè)計(jì)為移動(dòng)小車，或者鏈?zhǔn)捷斔途€。移動(dòng)小車屬于手動(dòng)操作，成本較低，所占空間位置較小，使用方便；鏈?zhǔn)捷斔途€屬于自動(dòng)回收，可以根據(jù)工藝要求，很輕松的連接到下一道工序。如果稍加改動(dòng)，即可成為下一道工序的供料機(jī)。