《上下料机器人工作站系统应用》.docx
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1、上下料机器人工作站系统应用 (FANUC 模块)(2)开机前确保随时可以按下急停按钮。(3)仔细检查机器人和外围设备是否有异常。(4)在墙壁和器具旁作业时,事先检查逃生路线,确保逃生通道。(5)检查机器人和所有外围同步运转的设备,查看是否存在干涉。(6)检查机器人是否受到油、水和尘埃污染。四、系统上电断电步骤.系统上电常。(1)接通电源前,检查工作区域包括机器人、控制器等。检查所有的平安设备是否正(2)将操作者面板上的断路器置于ON。(3)将操作者面板上的电源开关置于ON。图x-x FANUC机器人控制柜1 .系统断电(1)通过操作者面板上的暂停按钮停止机器人。(2)将操作者面板上的电源开关置
2、于OFF。(3)操作者面板上的断路器置于OFF。注意:如果有外部设备诸如打印机、软盘驱动器、视觉系统等和机器人相连,在断电前,要首先将这些外部设备关掉,以免损坏。五、紧急故障与急停当系统发生故障时,要调查在什么情况下发生故障:何时发生的故障? 故障发生的日期及时刻? 是否是运行时发生的?(运行多久发生的?) 接通电源时发生的?是否在打雷、停电或对电源有干扰时发生的?发生了几次故障? 只出现过一次? 屡次出现?(发生的频率,几次/小时,几次/日,几次/月)第二章FANUC工业机器人上下料工作站系统认识一、上下料工作站的工作任务.机床上下料简介机床上下料自动化是近几年在国内刚刚出现的一个新兴产业。
3、但在西方兴旺国家以及日 本和韩国,早在20年前,机床上下料自动化系统以自动上下料机械手(图1)或6轴机器人形 式(图2)广泛应用于各种类型的数控机床上。图1直角坐标机械手型机床上下料生产线图2 6轴机器人型机床上下料生产线上下料直角坐标机械手或6轴机器人与数控机床相结合,可以实现工件的自动抓取、上 料、下料、装卡以及加工等所有的工艺过程,能够极大地节约人工本钱,提高生产效率,特 别适用于大批量、小型零部件的加工,如汽车变速箱齿轮、轴承套(座)、刹车盘以及金属冲 压结构件等。随着人力本钱的增加,目前很多用户对智能制造和无人值守工厂有着越来越强烈的需 求,为了满足用户对未来数字工厂的需求,大力推动
4、机床上下料自动化系统的研究与应用, 使之替代传统的别离型机床加工制造系统,将能充分提高设备的可靠性以及自动化生产水 平。机床自动生产线和自动化程度高的加工设备已经成为今后制造工厂的一个开展趋势。单 机自动化、整线自动化等自动上下料装置用于加工工件的自动上料和下料、工件翻转及工件 转序等工作,能够满足快速、大批量加工节拍,节省人力本钱,提高生产效率等要求,成为 越来越多的工厂的理想选择。1 .机床上下料机器人工作站的功能机床上下料机器人,可以替代人工实现自动生产线上的数控机床在加工过程中工件搬 运、取件、装卸等上下料作业,还能完成工件翻转和工序转换作业。机床上下料机器人化后,能实现高柔性、高效率
5、和高质量的生产。(1)只要修改机器人 的程序和抓手夹具,新产品就可以迅速投产;(2)可以控制节拍,防止人为因素而降低工效, 机床利用率可以提升25%以上;(3)机器人控制系统规范了整个工件加工全过程中,从而 防止了人工的误操作,保证了产品的质量。2 . FANUC上下料机器人的优点图x-x FANUC机器人自动上下料机床加工单元FANUC机器人拥有全套各类机器人,能为用户提供完美的机床上下料解决方案。FANUC机床上下料机器人的优点包括:更大的灵活性,从固定的自动化;通过机器人视觉减少到最小的错误;具有高速性能的最大化吞吐量;超长的系统运行时间;二、机床上下料工作站的分类像铳类加工中心、数控车
6、床、磨床等金属切削机床,冲床、剪板机、折弯机等冲压设备、 铸造、锻造等热加工设备,均能采用上下料机器人,实现机加工单元和生产线的自动化生产。 1.按照加工机床分按照加工机床的不同,机床上下料工作站一般可以分为:(1)数控车床上下料机器人为数控车床车削加工盘类、棒类工件过程中的自动上下料。(2)加工中心上下料机器人为立式、卧式加工中心在镇铳棱柱型工件过程中的自动上下料。(3)数控冲床上下料机器人自动完成冲床、剪板机、折弯机等机床设备在冲压过程中的工件搬运。(4)铸造锻造上下料机器人替代工人,在危险、污染、噪音的极端环境下,完成给汤、工件搬运等危重 工作。2 .按照上下料机器人的种类分自动化上下料
7、机器人可分为关节式机器人和直角坐标式机器人。两种形式的机器人都可 以很好的完成工业制造中工件的上下料工作,都有其自身的特点。关节式机床上下料机器人 工作效率高,动作节拍快,占地空间小,但是本钱投入相对高一些。坐标式机床上下料机器 人工作效率高,占地空间相对大一些。但是本钱的投入要少很多。这两种形式的选择还要看 现场的工艺及要求来决定。关节式上下料机器人直角坐标式上下料机器人.按照上下料机器人的安装方式分自动化上下料机器人应用于机床自动化方式大致有三种,分别为“地装式机器人搬运” (岛式加工单元)、“地装行走轴机器人搬运”(机床成直线布置)、“天吊行走轴机器人搬运” (机床成直线布置)。均可以通
8、过长时间连续无人运转实现了制造本钱的削减,以实现通过 机器人化实现了质量的稳定。一般的,多数机床上下料系统采用“地装式机器人搬运”,也称“岛式加工单元。该系 统一般以FANUC六轴机器人为中心岛,机床在其周围作环状布置,进行设备件的工件转送。 集高效生产、稳定运行、节约空间等优势于一体,适合于狭窄空间场合的作业,高刚性的手 臂和最先进的伺服技术保证高速作业时运动平稳无振动。该系统可以利用iR Vision 2D视觉 可实现工件的快速识别与高速取放。“地装行走轴机器人搬运”可以完成无人化、一体化、柔性化的机床上下料工作。通 过2D照相机来检出,取出,再通过3D立体传感器校正工件偏差。并利用一体机
9、电脑实时 显示视觉拍摄图像。由于配置了地装导轨来进行设备件的工件转送,运行速度快,有效负载 大,有效地扩大了机器人的动作范围,使得该系统具有高效的扩展性。带行走轴的地装机器人,扩展机器人的动作范围,完成设备间的工件转运。【优点】 安装简单,施工时间短。 机器人技术高度可靠,生产效率有保障。 可以实现单爪抓取2个工件的动作。 可以实现工件的翻转放置。必须配置翻转台。 车间建筑物高度要求低。 可以使用FANUC机器人的各种先进功能。 编程操作简单。【缺点】 使用地面空间,机床保养和夹具更换麻烦。 机器人只能从侧面进入机床。“天吊行走轴机器人搬运”,具有普通机器人同样的机械和控制系统,和地装机器人拥
10、 有同样实现复杂动作的可能。区别于地装式,其行走轴在机床上方,拥有节约地面空间的优 点,且可以轻松适应机床在导轨两侧布置的方案,缩短导轨的长度。和专机相比,不需要非 常高的车间空间,方便行车的安装和运行。图X-X天吊机器人上下料自动化上下料机器人依据同时服务机床的多少还可分为单机床上下料机器人和多机床 上下料机器人,这主要取决于零件的加工工艺。一般来说,加工时间较短的零件都使用单机 床上下料机器人,加工时间较长的零件可以多台机床使用一台上下料机器人。使用机床上下 料机器人时一般都需要配置自动供料系统和成品储存系统,根据生产工艺的编排不同,供料 和下料系统分为自动料仓系统和自动输送线两种形式。用
11、单台机器人对多台机床进行上下料,或是多台机器人联机上下料实现自动化。由安装在地面和空中的两台机器人联合完成机床自动上下料,架在空中的机器人,负责 取件、装夹、卸件,另一台安装在地面的机器人,负责将加工好的工件搬运送到物料仓内。图X-X空中、地面机器人联合上下料上图中的铳削加工单元由2台立式加工中心组成,采用了两台FANUC M710iC机器人。 其中一台倒挂安装在加工中心上方,通过空中的线性滑轨,这台机器人可以同时为2台加工 中心上下料。另一台M710iC机器人安装在地面,负责搬运已加工好的工件,送到料架。三、FANUC机器人上下料工作站的组成.上下料工作站系统一般组成FANUC机器人工作站一
12、般主要包括一台或多台相关的FANUC机器人,机器人系统主 要由操作手臂、系统控制器TP、系统软件、外围设备控制系统、末端执行器、机器人系统 电气操作盘、能源供给系统、夹具、变位器、输送设备、围栏、平安装置、相关配件以及周 边产品等组成。图X-X上下料工作站系统基本组成示意图上图中上下料工作站系统主要组成为:M-20iA机器人、机器人行走导轨(及机器人 基座)、气动双工位手抓、伺服旋转上下料输送机、系统总控柜、机器人控制柜、 平安门及平安围栏。该上下料工作站系统通过配置机器人的行走导轨,加大了机器人上下料作业范围,可以 实现一台机器人同时为四台加工中心上下料服务,同时工作站采用了快速定位夹具系统
13、,实 现了高效率、高精度的自动化加工。1 .适合机床上下料的FANUC机器人型号下面列出适合机床上下料的FANUC机器人型号。F-200iBLR Mate 200iC/5FLR Mate 200iC/5WPM-2000iA/1200M-20iA/10LM-410iB/160M-410iB/700M-430iA/2FM-430iA/2PHM-710iC/50M-710iC/70M-900iA/200PM-900iA/400LLR Mate 200iCLR Mate 200iC/5HM-lOiAM-2000iA/900LM-20iA/20TM-410iB/300M-420iAM-430iA/2FH
14、M-430iA/4FHM-710iC/50SM-710iC/70TM-900iA/260LM-900iA/600LR Mate 200iC/5CLR Mate 200iC/5LM-lOiA/lOSM-20iAM-3iA/6SM-410iB/450M-421iAM-430iA/2PM-710iC/20LM-710iC/50TM-900iA/150PM-900iA/350R-lOOOiA/lOOFR-1000iA/80FR-1000iA/80FR-2000iB/100PR-2000iB/125LR-2000iB/l 50UR-2000iB/l 65FR-2000iB/l 65RR-2000iB/2
15、1 OFR-2000iB/220U各型号的FANUC机器人资料详见产品手册。表格1 FANUC机器人常规型号M-1 /A : LR Mate 200 /C :M-10 /A :M-20/A:R-2000 /B:R-1000/A:M-2000/A :M-410 /B :型号轴数手部负重(kg)M-liA4/60.5LR Mate 2007C65M-10YA610 (6)M-202A620 (10)R-2000iB6210 (165, 200, 100, 125, 175)R-10007A680 (100)M-2000YA/M-410iB6/4600/450 (300, 160)目 录2第一章 上
16、下料工作站系统平安教育5一认识设备警告标识51 .警示标识分类52 .常见警示标识5二 设备操作平安规范81 .考前须知82 .以下场合不可使用机器人93 .平安操作规程9三 开机前平安检查9四、系统上电断电步骤101 .系统上电102 .系统断电10五、紧急故障与急停11第二章FANUC工业机器人上下料工作站系统认识12一、上下料工作站的工作任务121 .机床上下料简介122 .机床上下料机器人工作站的功能133 . FANUC上下料机器人的优点13二、 机床上下料工作站的分类141 .按照加工机床分142 .按照上下料机器人的种类分143 .按照上下料机器人的安装方式分15三、FANUC机
17、器人上下料工作站的组成171 .上下料工作站系统一般组成172 .适合机床上下料的FANUC机器人型号183 . FANUC机器人控制柜的组成20四 手动操作机器人上下料工作站运行211 .认识FANUC机器人控制柜操作面板213. FANUC机器人控制柜的组成控制柜由以下几局部组成: 示教盒(Teach Pendant); 操作面板及其电路板(Operate Panel); 主板(Main Board); 主板电池(Battery); I/O 板(I/O Board); 电源供给单元(PSU); 紧急停止单元(E-Stop Unit); 伺服放大器(Transformer); 风扇单元(Fa
18、n Unit); 线路断路器(Breaker); 再生电阻(Regenerative Resister)等。Reset buttonHl HourMeter (option)Modeswitch模式开关报警灯Emergency Stop button(急停按钮电源指示灯报警复位四、手动操作机器人上下料工作站运行1 .认识FANUC机器人控制柜操作面板Cycle Start Fault light _ Power light USB port RS-232 port 一 Option图x -x FANUC机器人工作站系统操作面板2 .认识FANUC机器人TP(Teach Pendant)控制器T
19、P的作用TP能点动操作机器人运行,能编写机器人运行程序,能试运行机器人的程 序,能监控机器人的运行状态,查看IO点状态或者查看各轴位置数据等。(1) TP上的按键功能键返回编辑PREV主菜单NEXT辅助菜单键程序选择分屏键单步/连续切换复位键退格键回车键工程选择SHIFTMENUBACKSPACESELECTEDITDATAFCTNa一 ” ?POWER FAULT资料/数据键切换运动组ITEMHOLD.暂停FWD/BWD 顺/反向执行程序切换示教坐标系运动键用户键切换速度倍率图x -x FANUC机器人TP控制器按键面板按住 DEAD MAN(任意一个)按住运动键.点动操作FANUC机器人的
20、条件MODE SWITCH 为 T1/T2ON/OFF开关 为:ON选择所需要的示教坐标按住SHIFT(任意一个)3 .手动执行程序A将TP开关置于ONB移动光标到要开始的程序行C按STEP键,确认STEP指示灯为黄色(连续运行程序为绿色)D按住SHIFT键的同时,按一下FWD键开始执行一句程序。程序开始执行后,可以松第三章FANUC工业机器人上下料工作站系统连接一、上下料工作站系统整体电气设计1.电气控制系统设计(1)系统电气控制方案设计:FANUC机器人选用M-10iA,机器人控制器选用FANUC SYSTEM R-3OiA, PLC选用 西门子S7-3OO,。(2)电气控制柜设计:WMB
21、1.尺寸:1250H*600W*450D2.数量:1st3.材质:SPCC箱体及门板1.5T4.型式:操作台,室内防尘型5.颜色:待定(3)系统电气控制电路设计:二、CNC与机器人上下料工作站的硬件接口电路1.XXXXXXXX 一宋体,小四号字,L5倍行距(未完待续)XXXXXXX-宋体,五号字,L5倍行距24VD00/2. E6车床急停铳床急停机器人急停安3!2平安门2 急停15总急停16DI3. 04D12.06 DI2. 07 DT3. 021)13. 03图x-x FANUC机器人上下料急停回路OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO
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