码垛机器人技术方案.docx

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码垛机器人技术方案

码垛机器人教学系统

技术方案

一、项目设计准则

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、客户要求

设计一套机器人码垛系统用于学生教学，演示。

三、方案设计

1.需求分析

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.

安全围栏

系统方案

3.

维修门

托盘输送线

机器人

图1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。

4.系统主要构成（单套）

序号

名称

型号及规格

数量

备注

1

机器人系统

1.1机器人本体

M-20Ia

1

FANUC

1.2机器人控制柜

1.3示教编程器

2

来料输送线

1

沈阳天宝

3

托盘输送线

1

沈阳天宝

4

安全围栏

1

沈阳天宝

5

电气系统

1

沈阳天宝

6

视频监控系统

选配

1

沈阳天宝

7

扫码系统

选配

1

沈阳天宝

5.操作流程

Ø机器人回到待机位置，操作者启动自动运行按钮。

Ø将纸箱放入来料物流线，纸箱送入进料口。

Ø传感器检测到纸箱到位，机器人自动抓取纸箱。

Ø机器人按预置程序将纸箱摆放到位。

Ø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、系统各主要部品介绍

1.焊接机器人

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

规格

M-20iA

动作类型

独立多关节型机器人

控制轴

6轴

放置方式

地装、吊装

动作范围

最大到达距离

1811mm

最小到达距离

317mm

前后动作范围

-1117mm~+1437mm

最大动作速度

J1轴旋转

195°/sec

J2轴旋转

175°/sec

J3轴旋转

180°/sec

J4轴手臂旋转

360°/sec

J5轴手腕旋转

360°/sec

J6轴手腕旋转

550°/sec

手部最大负载

20kg

驱动方式

AC伺服马达驱动

重复精度

±0.08mm

重量

250kg

安装环境

周围温度：

－25°C~60°C

表1机器人参数表

2.电气系统

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：

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、自动化系统的教学演示实验台。

电气系统主要部件品牌：

序号

名称

厂家

备注

1

PLC

三菱

2

触摸屏

三菱

3

断路器

施耐德

4

按扭

和泉

5

安全光栅

欧姆龙

6

安全门锁

欧姆龙

3.安全围栏

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、设备颜色

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、设备使用环境

场所

室内（附近没有电气噪声源）

周围温度

-25-60°C

周围湿度

20—90%（不结露）

易燃气体

无

腐蚀性气体

无

压缩气源

0.4—0.6MPa气源，流量不低于4000L/min

电源电压

3相AC380V±10%50Hz

七、制作担当

序号

项目

供货范围

备注

用户

供方

1

设计

▲

2

制造

▲

3

安装

▲

4

辅助设施

▲

5

起重设备

▲

行车/叉车

6

设备基础工程

▲

设备地基

7

试件提供

▲

数量商定（一般为30件）

8

培训

▲

八、保修及售后服务事项

1.质保期

1）沈阳天宝保证其提供的货物是全新的，未使用过，并在各个方面符合合同规定的质量、规格和性能。

2）沈阳天宝应保证在合同规定的质量保证期内，对由于质量原因所引起本设备的任何缺陷、故障和损坏负责。

3）机器人焊接系统的质量保证期为自设备最终验收报告签署之日起12个月或2000小时（早的为主）。

4）如果在质量保证期内，发现货物的质量或材料与合同规定不符合，或证明货物有缺陷（包括潜在的缺陷或使用不合适的材料等），用户有权根据有关质检部门出具的检验书，在货物质量保证期内向沈阳天宝提出索赔。

5）质量保证范围为本项目合同下的货物。

但是，因用户人为因素或外部客观因素引起的设备软硬件之任何损伤、毁坏均不在质量保证范围之内。

包括但不仅限于以下方面：

Ø由于未进行正常的保养、维修、及定期检查而发生的故障。

Ø由于天灾或其他不可抗拒而受到的损坏。

Ø由于本系统以外的异常而发生的故障。

Ø非从本公司购买的不良品对机器造成损坏的。

Ø由于误操作、异常运转等其他不属本公司责任而因起的故障。

以上因素引起的设备问题，沈阳天宝不承担保修责任。

2.售后服务条款

1）如果由于用户人为因素或外部客观因素导致设备无法正常生产，沈阳天宝将有偿负责维修。

2）质量保证期外：

不论由于设备本身故障、用户人为因素还是外部客观因素导致设备无法正常生产，沈阳天宝均将有偿负责维修。

3）服务响应时间：

沈阳天宝在收到用户的书面通知后4小时内做出响应。

对于普通故障，沈阳天宝将以电话、传真或E-MAIL形式指导用户尽快恢复生产。

对于用户不能自行解决的故障，沈阳天宝将在24小时内，保证售后服务技术人员赶到用户现场。

九、培训计划

我公司设有设备齐全的培训设施，专门为用户提供机器人操作与维修技术培训。

培训计划及要求：

天

时间

培训内容

地点

第一天

8:

00～12:

00

1．机器人基础知识的讲解

2．机器人安全知识的讲解

3．机器人基本结构的讲解

天宝培训室

13:

00～17:

00

1．机器人示教编程的讲解

2．学员实际操作运转

现场FATC

第二天

8:

00～12:

00

13:

00～17:

00

第三天

8:

00～12:

00

机器人常用高级功能设定的讲解

注：

1.在沈阳天宝进行机器人培训首次免费。

2.人员要求：

机器人操作者中专以上学历，主管技术人员大专以上学历并熟悉英文、计算机。

3.对每名学员，提供机器人操作培训中文教材一套。

4.受训人员食宿及交通费自理。

5.受训地点为沈阳天宝自动化设备有限公司内。

6.受训时间在设备预验收前。

十、设备验收

设备验收分为预验收和终验收。

1.预验收

预验收时间节点依据项目进度表进行，具体时间由沈阳天宝提前3天通知甲方，地点在沈阳天宝公司内进行。

预验收前客户需向沈阳天宝提供调试样件，数量双方协商确定。

设备需满足如下要求：

●设备构成与协议描述一致。

●安全保护装置安装并保证有效。

●设备可以完全在手动和自动状态下运行。

●电气，气动程序动作与客户要求一致。

●30个样件的连续试运转。

2.终验收

●设备的终验证须在需方工厂内并由需方员工操作进行。

●与技术协议不相符的项目以及在预验收时发现的问题或正式交付后才出现的问题都必须消除才能通过最终验收。

●机器工装已经完全安装并进行所有模式的运转。

●所以技术文档均已更新并到位打印和CD盘格式储存。

●预验收批准要求现场反复实现。

●培训操作工，维修工和工程师。

设备到达用户现场调试结束后，对于非沈阳天宝原因导致不能进行终验收工作的情况，设备到现场的两个月后便自动视为设备终验收通过。

十一、客户交工资料

1.装箱单

2.成套文件

a.机械图纸：

系统总图

系统易损件图纸

b.电气图纸：

系统电气原理图

系统接线图

c.清单：

机械易损件清单

电气易损件清单

焊接易损件清单

3.相关文件

系统说明书

夹具操作规程

检验报告单

外购件说明书、合格证

设备合格证

4.软件类

电气控制器程序

人机界面程序

机器人主程序

注：

以上资料已实际发生为主