《巨能 自动化无人工厂的方案设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《巨能 自动化无人工厂的方案设计.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、巨能自动化无人工厂的方案设计zhaofang导语：本文介绍巨能机器人为某水泵生产厂家设计的自动化无人加工工厂的方案。简介本文介绍巨能机器人为某水泵生产厂家设计的自动化无人加工工厂的方案。自动化工厂由水泵端盖组件生产线、内外轴承组件生产线和水泵座生产线3条线组合在一起，根据30米跨的厂房规格进行设计，厂房头部和两侧预留4米宽的通道，中间为生产线主体，生产线宽度22米，长63米，生产线的一端设置有集中的工件采集和检测区，对加工完成的零件进行检测和零件中转管理。作为对方案的验证，巨能机器人试生产了一条水泵端盖的生产线如图1，经过实际的加工验证，完全到达了设计的要求。生产线为全自动运转形式，采用现场总
2、线CC-LINK技术，对线上的设备进行实时控制和实时监控，并设有总控室对全线的生产状态进行掌控，生产线的现场设置大屏幕实时显示生产线状态信息。现场总线CC-LINKControlCommunicationLink技术融合了控制与信息处理的现场总线技术是一种省配线、信息化的网络，它不但具备高实时性、分散控制、与智能设备通信、RAS等功能，而且依靠与众多现场设备制造厂商的严密联络，提供开放式的环境。由于CC-Link能够直接连接各种流量计、电磁阀、温控仪等现场设备，降低了配线成本，并且便于接线设计的更改；通过中继器能够在4.3公里以内保持10M的高速通讯速度，CC-Link具有性能卓越、应用广泛、
3、使用简单、节省成本等突出优点。其不仅解决了工业现场配线复杂的问题，同时具有优异的抗噪性能和兼容性。CC-Link是一个以设备层为主的网络，同时可以覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文件。自动化工厂的总控室不仅能够监控和管理生产线的状态，可以以通过现场总线技术连接到工厂的空调、空压、电力等辅助系统，实现真正意义上的对整个工厂运转的监控和管理。工艺方案设计自动化生产工厂的生产纲领是年产20万件，生产节拍为1分钟一组套件。水泵端盖组件生产线中水泵端盖部分有三条一样的支线，假如有其中一条出现故障，其他两条能够继续工作，整
4、个生产线不会停下来。一样的设计也用在了水泵座的生产线上，也采用了两条一样配置的支线构造。1、水泵端盖组件生产线水泵端盖组件生产线构成包含水泵端盖支线、压环支线、组件支线、集中托盘料道、抽检工位、压装工位、打标工位、工件输出料道、工件检测区、试漏区、包装区等。1.1水泵端盖支线的工艺经过线的布置根据水泵端盖、压环和组件的顺序构成，如图2。水泵端盖零件单线的节拍为3分钟，3条线平均下来的节拍为1分钟，知足年产20万件的要求。每条支线配备一个20位料仓，能够一次填装100个零件，根据3分钟的节拍，单次填装能够连续工作5个小时。水泵端盖毛坯由2门式机器人的机械手从1自动料仓中抓取出来，快进到第一工序的
5、车床OP10的工件等待区，当OP10车床完成第一工序OP10加工后，机器人进入到车床内部，定点到工件交换区，先将加工完成的零件卸下，机械手头部转动90后将毛坯件送到车床卡盘中，然后退出车床，快进到5翻转工位，该工位完成零件的翻转180动作，机器人抓取翻转后的零件快进到第二工序的车床OP20的工件等待区，当车床完成零件的第二工序OP20的加工后，执行和第一工序一样的动作，将零件进行交换，然后机器人将第二工序完成的零件放到6输送托盘上，托盘上有定位装置，将零件进行中心定位。输送托盘将零件输送至加9加工中心的上料位置，需要上料时由8门式机器人抓取，快进到7角定位工位完成零件的角向定位，然后由机械手抓
6、取，送到加工中心的工件等待区，加工中心工序完成零件的第三工序OP30的加工，第三工序有三个工位，一次装夹后全部3个工位的加工，当需要上料时，先移动到OP30的第一工位和加工完成的零件进行交换，然后放到翻转工位进行翻转180，再将翻转后的零件与第二个工位的零件进行交换，以此类推和其他2个工位依次进行零件交换，最后把全部加工完成的零件放入到10工件清理工位进行清理，然后放到31集中输送托盘上，至此水泵端盖零件的全部工序完成。1.2压环支线的工艺经过压环支线生产节拍为1分钟，配备一个6工位的料仓，能够一次装填300个零件，单次填装能够连续工作5个小时。关于压环的加工，也是分两道工序，使用机器人进行装
7、卸。同时在第一工序切断时，我们使用尾座做为辅助机构，即先用尾座撑住准备切断的部分后再进行切断。压环采用5个零件共用一段毛坯料，第一序车床连续加工5个零件后，再由机器人进行上料，继续下一个循环的加工。当第一序车床OP10完成一个压环的第一工序OP10加工后，22尾座气爪移动到工件加工区，内撑卡住压环零件，与主轴一起旋转，机床刀具进行切断加工，然后尾座气爪移开，23门式机器人的机器人水平旋转180后进入到车床内部，与尾座气爪进行工件交换，然后退出机床，车床OP10开场进行下一零件的加工，机器人同时快进到第二序车床OP20的待加工区，水平旋转180，垂直旋转90，当第二序车床加工完成后，机器人进入到
8、车床内部进行工件交换，完成后进入26零件件的清洗工位，对零件进行清理，之后放到31集中输送托盘上的有水泵端盖零件和压装工位定位夹具的托盘上，然后机器人回到起始的等待位置，托盘和定位夹具一起移动到压装工位进行压装，压装工位的传感器进行测量，不合格的零件丢入采集箱，合格的零件进入打标工位进行打标后进入下一工位。水泵端盖零件在进入压装工位之前有抽检工位进行质量控制。1.3水泵端盖组件支线的工艺经过水泵端盖组件支线的生产节拍是1分钟，直接从31集中托盘上取料，不需要料仓，能够连续工作。水泵端盖和压环加工完毕后还需要进行压装，压装完毕的工件水泵端盖组件，还需要进行环形槽部分的挤压和内孔部分的精车考虑到压
9、装和挤压变形，内孔配合尺寸必需要再精车一次。由41门式机器人从31集中料道的托盘上取料，快进到车床的待加工区，当车床完成加工后，进入到车床与加工完成的零件进行交换，然后将加工完成的零件放到130检漏工位，由工件由检漏设备压紧，并通上接头打压试漏，对不合格的零件输出到不合格零件采集箱，合格的零件推入到45输出料道上输送到工件采集区，进行最终检测和采集，至此水泵端盖组件的全部工序完成。2、内外轴承组件生产线内外轴承组件生产线由触点支线、内轴承支线、外轴承支线和和集中工件检测采集区构成。线的布置根据触点支线、内轴承支线、外轴承支线的顺序构成，如图2。2.1触点支线的工艺经过节拍为20秒，知足年产60
10、万件的要求一个内轴承上需要焊接3个触点。配备一个棒料输送机，单次填装能够连续工作10个小时以上。采用专用的自动切割机自动上料，用成型刀具加工端面的圆锥面，锯片刀具切断。棒料输送机将成型的把棒料直接送到自动切割机中进行切断，在每个零件的切断之前由成型刀进行锥面的加工，加工完成后由57输送入到58输送机，最后进入到下一工序的焊接工位上料器中。2.2外轴承零件支线的工艺经过外轴承零件支线的生产节拍是1分钟，知足年产20万件的要求。配备一个棒料输送机，单次装填能够连续工作10个小时以上。棒料输送机将外轴承零件的环棒料送入车床进行第一个工序OP10的加工，加工完成后，71尾座气爪移动到加工区，内撑夹持外
11、轴承，与主轴一起旋转，机床进行切断加工，切断之后尾座气爪移开，71门式机器人的机械手进入机床将尾座气爪上的零件取走，放到焊接工位的上料区，焊接工位的机器人将外轴承零件抓取到焊接工位并定位，并将由触点支线输送过来的触点焊接到外轴承上，焊接完成后由焊接工位的机器人将零件放到第三工序的上料区，由75门式机器人和第三序车床OP30和第四序车床OP40完成剩下两序的加工，第三序和第四序之间有翻转工位进行翻转，加工全部完成的零件进入79输出料道输送到工件采集区进行采集和检查。图72.3内轴承零件支线的工艺经过内轴承零件支线的生产节拍是1分钟，知足年产20万件的要求。配备一个棒料输送机，单次装填能够连续工作
12、10个小时以上。棒料输送机将内轴承零件的环棒料送入车床进行第一个工序OP10的加工，加工完成后，89尾座气爪移动到加工区，内撑夹持外轴承，与主轴一起旋转，机床进行切断加工，切断之后尾座气爪移开，90门式机器人的机器人进入机床将尾座气爪上的零件取走，放入第二序车床完成剩下工序的加工，加工全部完成的零件进入93输出料道，输送到工件采集区进行采集和检查，至此内外轴承组件的全部工序完成。图83、水泵座生产线水泵座生产线构成包含水泵座生产线、工件输出料道、工件检测区、包装区等，如图2。3.1水泵座生产线的工艺经过水泵座生产线有两条一样的支线构成，单条支线的节拍为2分钟，两条线平均下来的生产节拍是1分钟，
13、知足年产20万件的要求。每个支线配备20P的料仓，单次填装能够连续工作12个小时以上。水泵座毛坯由104门式机器人从103自动料仓中抓取出来，快进到第一工序的车床OP10的工件等待区，当车床完成第一工序OP10加工后，机器人进入到车床内部，定点到工件交换区，先将加工完成的零件卸下，机器人头部转动90后将毛坯件送到车床卡盘中，然后退出车床，快进到107翻转工位，翻转工位完成零件的翻转180动作，机器人抓取翻转后的零件快进到第二工序的车床的工件等待区，当第二序车床完成零件的第二工序OP20的加工后，执行和第一工序一样的动作，将零件进行交换，然后机器人将第二工序完成的零件放到108输送托盘上，输送托
14、盘移动到加工中心序的上料位置，当需要上料时由109门式机器人的机器人抓取，进行OP30工序的两个工位的加工，期间两个工位需要交换工件时经过110翻转工位进行翻转，然后再由机器人进行装夹，最后由机器人将完成的工件放入到112工件清理工位进行清理，然后放到114输出料道上，输送到工件采集区进行采集和检查，至此水泵座零件的全部工序完成。图94、生产线总控系统和零件转运仓库生产线采用现场总线技术，对线上的设备进行实时监控，并设有总控室图10对全线的生产状态进行掌控，生产线的现场设置大屏幕图11实时显示生产线状态信息，生产线的一端设置有集中的工件采集和检测区图10，对加工完成的零件进行检测和零件中转管理
15、。设备运转的运转状态通过远程的工控机进行采集，利用模态组件进行集中采集、整理和显示，对设备运转状态进行分析，并提出预警及警报信息。图10图11总结自动化工厂采用了模块化和现场总线的设计思路，每条生产支线根据工序分成各个独立的单元模块，各个模块之间通过现场总线CC-Link分享信息，模块之间互相相互独立，各个模块能够独立运转，同一单元内的机器人和机床也采用分离式的控制，互相各不影响，即便机器人出现故障，机床可以以继续运转，就连中转的料道也设计成独立控制的形式，这种模块化的设计，也有利于设备的维护和检修。正是由于这种模块化的设计，所有设备能够随时转入半自动或全手动的运转形式。注：1.年产量是按年时基数3820小时，设备运行负荷90%，合格率97%计算的结果。2.零件的切削参数的选择是根据进口刀具公司提供的根据进行选择的。3RAS是Reliability可靠性、Availability有效性、Serviceability可维护性的缩写。0