码垛机器人技术方案

码码垛垛机机器器人人教教学学系系统统 技技术术方方案案 码垛机器人教学系统 目录 一、项目设计准则.3 二、客户要求.3 三、方案设计.3 四、系统各主要部品介绍.4 五、设备颜色.8 六、设备使用环境.8 七、制作担当.8 八、保修及售后服务事项.9 九、培训计划.10 十、设备验收.11 十一、客户交工资料.11 一、一、项项目目设设计准计准则则 本项目的设计以产品工艺要求为基础，以客户的产能需求为条件，力 求设备做到高柔性，使设备的性价比达到最高。我们以经济性、安全性、 良好的操作性、可靠性作为设计准则，并把优质的设备作为我们首要追求 的目标。 二、二、客客户户要要求求 设计一套机器人码垛系统用于学生教学，演示。 三、三、方方案案设设计计 1.1. 需求需求分分析析 1) 现场场地分析 厂房条件： 高度大于 5M，无行吊，需客户提供叉车安装支持(小于 3T) 电源电压：三相五线制，电压 380±15%伏、频率 50Hz±1% HZ 设备安装地点: 客户 2.2. 系统系统方方案案 安全围栏 机器人 维修门 托盘输送线 来料物流线 教学实验台 图图 1 1 系统布局示意图系统布局示意图 我公司已为多所高职院校设计、制造多套机器人系统，用于码垛、焊接、 打磨等机器人应用种类的演示及教学。图中所示为码垛机器人教学系统布局 ， 由机器人、来料物流线、托盘输送线、安全围栏及电气系统构成。系统中以纸 3 码垛机器人教学系统 箱模拟实际生产中的产品，产品通过来料物流线源源不断的输送至机器人工作 站 内，系统检测到有产品进入搬运区域，机器人自动运行，将产品码放在托盘 上。 机器人内部装有码垛软件，自动计算每个摆放的层数及位置，托盘摆满后， 托盘 输送线将托盘推出机器人系统，等待转运。该系统最大可能的模拟实际生 产时， 设备运行的方式及可能出现的状况，对学生掌握机器人的操作及了解实 际工厂的 生产流程有极大的帮助。另外，根据具体要求，系统还可以增加视频 监控，工件 种类扫码分类等功能。 3.3. 系统系统主主要要构成构成（（单单套）套） 序号序号名名称称 1 1 机器人机器人系统系统 1.1 机器人本体 1.2 机器人控制柜 1.3 示教编程器 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 来料输来料输送线送线 托盘输托盘输送线送线 安全围安全围栏栏 电气系电气系统统 视频监视频监控系统控系统 扫码系扫码系统统 型号及型号及规格规格 M-20Ia 选配选配 选配选配 数量数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 备注备注 FANUCFANUC 沈阳天沈阳天宝宝 沈阳天沈阳天宝宝 沈阳天沈阳天宝宝 沈阳天沈阳天宝宝 沈阳天沈阳天宝宝 沈阳天沈阳天宝宝 4.4. 操作操作流流程程 ➢机器人回到待机位置，操作者启动自动运行按钮。 ➢将纸箱放入来料物流线，纸箱送入进料口。 ➢传感器检测到纸箱到位，机器人自动抓取纸箱。 ➢机器人按预置程序将纸箱摆放到位。 ➢以此循环，到达预置层数后，机器人停止运行，托盘输送线将满托 盘运出。 四、四、系系统统各各主要主要部部品品介介绍绍 1.1. 焊接焊接机机器器人人 FANUC 是全球最多样化的 FA（工厂自动化）、机 器人和智能机械的制造商。 FANUC 自 1956 年成立以来，始终是全球计算机数控设备发展的先驱，在自动化 领域贡献突出。上世纪 70 年代，FANUC 成为世界上最大的专业数控系统生产厂 家，占据了全球 70%的市场份额。从单台机器 的自动化，到整个生产 线自动化 的变革，FANUC 技术为全球制造业革命做出了重要贡献。2008 年，FANUC 成为 世界上最大的机器人生产厂商，成为全球首家突破 20 万台机器人的生产商，市 4 码垛机器人教学系统 场份额稳居第一。本方案所选用的机器人是日本 FANUC 技术领先机型 M-20IA 多 功能机器人；包括机器人本体、机器人控制柜、示教器 3 部分。 FANUC ROBOT M‐20iA系电缆内置式的多功能 6 轴机器人，在其同系列中 具有最高性能的动作能力。 高强度的手臂与最先端的伺服技术有效提高各轴的动作速度以及加减速的 性能。运动的作业时间缩短 15%以上，实现了行业内最高的生产能力。 腕部轴内采用独立的驱动机构设计，实现了世界上最为细巧、紧凑的内置 电缆的机械手臂。使机器人在狭窄的空间以及高密度的环境下的作业得以有 效 实现。 前悬臂实现了卓越的电缆集成能力，保持手部电缆路径的平滑，维护更加 简易。也可提供手部电缆内插入管道作为选配。 项目 M-20iA 动作类型 控制轴 放置方式 动作范围 最大到达距离 最小到达距离 前后动作范围 最大动作速度J1 轴旋转 独立多关节型机器人 6 轴 地装、吊装 1811mm 317mm -1117mm~+1437mm 195°/sec 规格 5 J2 轴旋转 J3 轴旋转 J4 轴手臂旋转 J5 轴手腕旋转 J6 轴手腕旋转 手部最大负载 驱动方式 重复精度 重量 安装环境 175°/sec 180°/sec 360°/sec 360°/sec 550°/sec 20kg 码垛机器人教学系统 AC 伺服马达驱动 ±0.08mm 250kg 周围温度：－25°C~60°C 表 1 机器人参数表 2.2. 电气电气系系统统 系统中电气系统可以根据用户需求定制功能，一般系统电气系统由主控电 控柜、副操作盒、主操作盒及外围安全装置构成。主控柜由主控 PLC 及低压电 气元件构成，该单元为电气系统核心部分，主要负责与机器人控制信号通讯 ， 处理人工操作信号，判断设备安全信号；副操作盒为人机界面，负责显示系 统 工作状态、参数设置、记录产量等信息及处理报警数据库等；主操作盒为操 作 工完成系统的启动，暂停，预约，急停等操作的人机装置。外围安全装置为 系 统所配备的安全传感器，如操作区域的安全光栅、维修门开关等。 系统控制流程如图： 副操作盒 主控柜 主操作盒机器人 安全装置 图 3 控制流程图 针对教学机器人系统，可将主控制柜设计可用于 PLC、自动化系统的教学 6 码垛机器人教学系统 演示实验台。 电气系统主要部件品牌： 序号 1 2 3 4 5 6 3.3. 安全安全围围栏栏 名称 PLC 触摸屏 断路器 按扭 安全光栅 安全门锁 厂家 三菱 三菱 施耐德 和泉 欧姆龙 欧姆龙 备注 由于机器人在运行过程中，机器人的动作速度高、范围大，而且经 7 码垛机器人教学系统 常有突然启动的动作，这些对非法进入机器人动作范围的人来说相当危 险，因此设备的安全防护非常重要。一般我们在机器人工作站的四周设 有防护栏，防护栏的人工操作区域为封闭式结构，两侧设有挡板防止人 员违规进入，并且在操作区域安装安全光栅，保护操作者的安全，防护 栏上还配有维护人员进出的安全门，安全门上安装有安全锁，当安全门 打开时安全锁发出报警信号，机器人无法启动，保证维修人员的人身安 全。 五、五、设设备备颜颜色色 1. 机器人本体、机器人控制柜等为原设备标准颜色。 2. 机械本体、电气控制部分颜色，审图时确定，可选用本公司标准颜色。 若由贵公司确定，请提供色板，在审图时确认。 六、六、设设