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1、 机床上下料自动生产线机床上下料自动生产线 技技 术术 方方 案案 甲方甲方：济南中船设备有限公司济南中船设备有限公司 乙方乙方：沈阳新松沈阳新松机器人机器人自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2013 年年 05 月月 17 日日 1 技术方案目目 录录 1. 项目背景及设计要求 2 1.1 方案适用的产品 2 1.2 现有人工生产线线上设备情况 3 1.3 自动化生产线总体要求 4 2. 方案内容描述 4 2.1 机器人自动化生产线 4 2.1.1 设备配置 4 2.1.2 桁架式机床上下料智能搬运机械手性能参数及布局 8 2.1.3 6 轴垂直关节机器人生产线性能参数及布局 9 2.1
2、.4 末端手爪 11 2.1.5 甩料台 12 2.1.6 上料台 12 2.1.7 下料台 13 2.1.8 过渡站 13 2.1.9 总控控制系统 14 2.1.10 安全防护 17 2.1.11 方案比较 18 2.1.12 现场改造内容 18 3. 工艺流程 20 3.1 上下料机械手工作区域 20 3.1.1 布置图简介 20 3.1.2 动作流程介绍 22 3.1.3 控制系统 22 3.1.4 生产能力介绍 23 3.1.5 关于断屑、清除切屑问题的解决方法 24 4. 现场环境要求及需要配合的工作 25 4.1 设备对现场环境要求： 25 4.2 现场需要配合的工作： 25 5
3、. 设备培训与使用 25 6. 质保与售后 25 7、其它说明 27 7.1 提供技术文件清单 27 7.2 双方合作中的责任与义务 27 2 技术方案1. 项目背景及设计要求项目背景及设计要求 本项目是将济南中船设备有限公司现有 6 种螺栓类产品的人工生产线改造为智能自动化生产线。 1.1 方案适用的产品方案适用的产品 自动化加工数据分析统计表自动化加工数据分析统计表 序 号 零部 件名 称 材质 用料规格 及长度 下料 重量 年用量年用量 （件） 加工加工 工艺工艺 加工节 拍 （min） 年时基 数 （min） 设备数 量 设备负荷 1 螺栓1 42CrMoA 28482 2.33 53
4、20 数控车 4.54.5 240960 0.1350.135 0.735945110.73594511 2 螺栓2 9600 4.54.5 0.240.24 0.747011950.74701195 3 螺栓3 42CrMoA 35425 3.16 6700 数控车 4.874.87 0.1850.185 0.731959550.73195955 4 螺栓4 35CrMoA 28347 1.18 26000 铣打机 1.371.37 0.20.2 0.739126830.73912683 粗车 2.472.47 0.360.36 0.740325730.74032573 5 螺栓5 35Cr
5、MoA 22.5 311 0.97 62000 铣打机 1.371.37 0.470.47 0.750014130.75001413 粗车 3.173.17 1.11.1 0.741503680.74150368 6 螺栓6 35CrMoA 28361 1.74 12000 铣打机 1.371.37 0.10.1 0.682270920.68227092 粗车 4 4 0.270.27 0.737789580.73778958 精车 3.13.1 0.250.25 0.617529880.61752988 合 计 121620121620 3.523.52 年时基数年时基数=251*8*60*
6、2=251*8*60*2 年产量年产量 1216012160 件件 AD-15B 数控车 床需要 数量 4 台台 KPD70/KPD70/ 680680 铣铣 打机打机 1 1 240960240960 分钟分钟 3 技术方案1.2 现有人工生产线线上设备情况现有人工生产线线上设备情况 1）安阳 AD-15B 数控车床 设备名称 数控车床 设备型号 AD-15B 生产厂家 河南安阳机床 数量 4 数控系统 FANUC 0i-TD 通信接口 以太网 数字量接口 有 数字量接口数 15DI、13DO 数字量接口可扩展性 可以 刀具管理、刀具补偿、等控制功能开放性 需与 FANUC 确认 2) KP
7、D70/680 铣打机 设备名称 铣打机 设备型号 KPD70/680 生产厂家 温岭市巨鑫机床厂 数量 1 数控系统 CNC-100T/6A 江苏仁和新技术产业公司 （RENHE） 以太网通信接口 无 其他通信接口 待确认 数字量接口 有 数字量接口可扩展性 可以 高级功能开放性 需与厂家确认 4 技术方案1.3 自动化自动化生产生产线总体要求线总体要求 本次项目需要结合成功案例在现场重新对机床生产线进行布局， 设计桁架式机器人生产线和 6 轴垂直关节机器人生产线 2 种方案；设计工件毛坯放置台、工件检测台、工件成品下料台；自动线总控系统具有对线上车床的刀辅具进行寿命管理的功能，并具有完备的
8、加工中断屑处理方案 、加工件到位检测方案、不同加工件切换方案、对切换调整时间（含加工精度及刀具）进行估算。 2.2. 方案方案内容描述内容描述 2.1 机器人自动化机器人自动化生产线生产线 本次项目方案分为两种： 1）桁架式机械手自动化生产线： 新松 SC-20x 桁架式机床上下料机械手是针对轴承类工件的自动车削、铣钻等加工设计整套物料搬运及储存设备，配合甲方 AD-15B 车床、KPD70/680 铣打机构成高产能、高精度且具有完整性的自动化生产单元，以满足甲方的机床智能化自动生产线的实际需求。 2）6 轴垂直关节型机器人生产线： KUKA KR60-3 机器人具有全新的外型设计，动作速度出
9、类拔萃，具有丰富的外部接口及扩展能力，拥有完全开放的自主系统，支持各种应用开发。适用于搬运、机床上下料、打磨、码垛、涂胶、装配、包装等领域。 2.1.1 设备配置 本项目共涉及 2 台三轴机械手（或 2 台 6 轴机器人）以及其它相关配套设备组成，下面对其进行分别介绍： 1)桁架式机械手生产线中包括的设备有： 总控 IPC 及其电控柜， R1 上下料机械手及 R1 电控柜，R2 上下料机械手及 R2 电控柜，上料台，下料台，人工抽检台，过渡站等。 配置如下表所示： 5 技术方案桁架式上下料智能搬运机械手设备配置及功能 序 号 设备名称 数量 （套） 具体配置或功能描述 供货商 1. 总控 1
10、以太网交换机 IPC 及其调度系统软件 触摸显示器 沈阳新松 2. 机床上下料智能搬 运机械手 2 交流伺服电气控制的三自 由度机械手 编程操作台及连接电缆 具有多重保护和自我诊断 功能的控制器 机械手运动控制软件 沈阳新松 3. 上料台 2 控制柜 士林变频器 传感器 机械部件 沈阳新松 4 甩料台 2 传感器 机械部件 沈阳新松 5 下料台 2 士林变频器 低压电器 机械部件 沈阳新松 6 人工抽检工作台 2 低压电器 机械部件 沈阳新松 7 过渡站 2 士林变频器 低压电器 机械部件 过渡装置 沈阳新松 桁架式机械手 6 技术方案机床上下料设备走线图 电机动力、码盘以及信号线穿波纹管进
11、X 轴拖链，进柜接头处选 90 度过渡头，保证整根线中间不打断； 料台动力、I/O 线，穿波纹管直接进料台； 总控信号线，穿细波纹管直接进总控电控柜； 机床 I/O 交互，穿波纹管接重载连接器与机床 IO 接口重载连接器连接； 2) 6 轴机器人生产线中包括的设备有： 总控 IPC 及其电控柜， R1 上下料机械手及R1 电控柜，R2 上下料机械手及 R2 电控柜，上料台，过渡站，下料台，人工抽检台等。 配置如下表所示： 垂直关节型机器人生产线设备配置及功能 序 号 设备名称 数量 （套） 具体配置或功能描述 供货商 1. 总控 1 以太网交换机 IPC 及其调度系统软件 触摸显示器 沈阳新松
12、 2. 6 轴垂直关节型机 器人 2 交流伺服电气控制的 6 自 由度机械手 编程操作台及连接电缆 具有多重保护和自我诊断 功能的控制器 机械手运动控制软件 KUKA 3 机器人外部轴滑台 1 伺服系统 传感器 士林变频器 机械部件 沈阳新松 7 技术方案4 上料台 2 控制柜 士林变频器 传感器 机械部件 沈阳新松 5 甩料台 2 传感器 机械部件 沈阳新松 6 下料台 2 士林变频器 低压电器 机械部件 沈阳新松 7 人工抽检台 1 低压电器 机械部件 沈阳新松 KUKA 6 轴机器人本体 KUKA 6 轴机器人示教盒 8 技术方案KUKA 6 轴机器人控制柜 2.1.2 桁架式机床上下料
13、智能搬运机械手性能参数及布局 桁架式机械手性能参数及布局形式如下： 桁架式机械手布局方案 桁架式上下料智能搬运机械手生产线布局 2 设备清单 序号 设备名称 数量（套） 供货商 1. 总控 1 沈阳新松 2. 机床上下料智能搬运机械手 2 沈阳新松 3. 上料台 2 沈阳新松 4 甩料台 2 沈阳新松 铣打机 车床1 车床 2 车床 3 车床 4 机械手 R1 机械手 R2 上料台 下料台 人工抽检台 9 技术方案5 下料台 2 沈阳新松 6 人工抽检台 2 沈阳新松 7 过渡站 2 沈阳新松 2.1.3 6 轴垂直关节机器人生产线性能参数及布局 6 轴垂直关节型机器人生产线性能参数及布局如下
14、： 6 轴垂直关节机器人技术指标 品牌 KUKA 型号 KR60-3 有效负载（kg） 30 附加负载（kg） 35 最大作用范围/Z 行程（mm） 2429 轴数 6 重复定位精度 0.06 机器人本体重量(kg) 679 安装方式 地面，天花板 控制柜型号 KR C2 ed05 轴 参 数范 围A1 185 A2 35/-135 A3 158/120 A4 350 10 技术方案A5 119 A6 350 轴参数 速度 A1 128/s A2 102/s A3 128/s A4 260/s A5 245/s A6 322/s 6 轴垂直关节型机器人生产线性能参数及布局如下： 6 轴垂直关节型机器人生产线布局 铣打机 车床1 车床3 车床2 车床4 上料台 下料台 人工抽检台 机械手 R1 机械手 R2 11 技术方案6 轴垂直关节型机器人生产线布局设备清单 序号 设备名称 数量（套） 供货商 1. 总控 1 沈阳新松 2. 6
