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1、 码垛机器人教学系统 码垛机器人教学系统技术方案目录一、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、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
2、客户提供叉车安装支持(小于3T)电源电压：三相五线制，电压38015%伏、频率50Hz1% HZ设备安装地点: 客户安全围栏2. 系统方案维修门教学实验台来料物流线托盘输送线机器人 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
3、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. 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-20Ia1FANUC1.2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4. 操作流程 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
4、，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、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
5、，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。 FANUCROBOTM20iA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，
6、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/secJ2轴旋转175/secJ3轴旋转180/secJ4轴手臂旋转360/secJ5轴手腕旋转360/secJ6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：25C60C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
7、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：副操作盒主控柜安全装置机器人主操作盒图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1PLC三菱2触摸屏三
8、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
9、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-25-60C周围湿度2090%（不结露）易燃气体无腐蚀性气体无压缩气源0.40.6MPa气源，流量不低于4000L/min电源电压3相 AC 380V10% 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
10、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： 由于未进行正常的保养、维修、及定期检查而发生的故障。 由于天灾或
11、其他不可抗拒而受到的损坏。 由于本系统以外的异常而发生的故障。 非从本公司购买的不良品对机器造成损坏的。 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
12、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。4)5)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8:0012:001 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13:0017:001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8:0012:0013:0017:00第三天8:0012:00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
13、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：l 设备构成与协议描述一致。l 安全保护装置安装并保证有效。l 设备可以完全在手动和自动状态下运行。l 电气，气动程序动作与客户要求一致。l 30个样件的连续试运转。2. 终验收l 设备的终验证须在需方工厂内并由需方员工操作进行。l 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
