太陽能電池板邊框及接線盒機器人涂膠工作站可行性報告

1、太陽能電池板邊框及接線盒機器人涂膠工作站可行性報告一、 目的和意義：1、大大降低生產(chǎn)成本；2、提供統(tǒng)一的膠型、精確的涂膠位置，大大提高涂膠質量；3、可以減輕人力及人員配置，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)； 4、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度；5、以改善勞動條件，避免人身事故。二、 設計依據(jù)1. 工件：光伏電池板合金邊框及接線盒。2. 供膠系統(tǒng)：冷膠供膠機。3. 涂膠動作形式：工件靜止，機器人夾持膠槍涂膠。4. 最大電池板組件尺寸：2000*1000mm。系列： 1580×50 808×50系列： 1957×50 992×50 系列： 1650×50 992&

2、#215;50接線盒：兩種（008,009）5. 膠的類型：單組分常溫硅膠，邊框和接線盒涂膠均用同一種膠。三、 方案設計說明本方案在光伏電池板合金邊框涂膠和接線盒涂膠工位布置一臺ABB IRB1600機器人，均采用諾信RHINO泵供膠，機器人兩側布置雙固定工作臺，人工上件定位，人工取下工件。本方案選用膠桶標稱55加侖，機器人夾持CP型自動噴槍涂膠，比手動涂膠節(jié)省用膠成本30%以上，工作節(jié)拍為45秒（一組4根邊框和三個接線盒）。上述方案基于以下考慮：1、 機器人夾持膠槍自動涂膠，人工取放定位工件。2、 工作節(jié)拍基于機器人/膠機工作能力和自動涂膠效果速度均衡的經(jīng)驗值，也受限于人工上件定位取件的安全

3、時間。3、 膠桶的選擇：自動涂膠對比人工涂膠，除了涂膠質量等技術管理的優(yōu)勢外，大幅度地節(jié)省用膠量是非常重要的經(jīng)濟優(yōu)勢。省膠主要是由于自動涂膠選用大容量的膠桶穩(wěn)定的出膠量替代了手工330ml管裝膠在價格上和殘留膠造成的浪費。通過對太陽能電池板邊框涂膠每日用膠量的計算，選用55加侖（或5加侖）的膠桶是最經(jīng)濟的選擇。4、 膠槍的選擇：邊框涂膠中由于槍嘴要伸入到邊框溝槽中涂膠造成磨損，CP槍可外接自制的膠嘴，長期使用更換更經(jīng)濟。5、 為了確保操作人員在生產(chǎn)過程的安全，在兩個固定工作臺的上料側兩端設有光電檢測裝置，用于檢測工作區(qū)內(nèi)是否有人員，當機器人要對工作臺上的工件進行涂膠作業(yè)或涂膠過程中，系統(tǒng)會實時

4、檢測該工作臺對應的安全檢測裝置的狀態(tài)，當檢測到有人員停留在上料區(qū)時，機器人會自動觸發(fā)急停動作，以避免發(fā)生安全事故；為了確保上件結束后操作人員及時退出上件區(qū)，操作盒安排在上件區(qū)外。6、 固定式工作臺位于每臺機器人兩側，每個工作臺旁設置操作盒，操作人員在準備燈亮（即機器人在此工作臺上的動作結束安全時）方可進行取放件工作，放置工件并定位好后按下相應按鈕通知系統(tǒng)上件結束，機器人方可對此工作臺上工件進行涂膠動作。四、 系統(tǒng)構成1） ABB IRB1600型機器人（含機器人本體、機器人控制柜）2） 諾信55加侖Rhino泵供膠系統(tǒng)及CP膠槍3） 膠管平衡機構4） 工作站總控制柜5） 涂膠工作臺6） 工裝卡

5、具五、 主要設備技術說明1、 ABB IRB1600型機器人Description描述Unit單位IRB1600 industrial robotIRB1600 工業(yè)機器人· IRB1600 Manipulator, reach 1400mm, payload 8kgIRB 1600機器人本體，臂展1400毫米，有效負載8kg1 sets· IRC5+ controllerIRC5+ 控制器1 sets· Teach pendant with 10m cable，with Chinese interface示教盤附帶10米電纜，帶中文界面1 sets·

6、Cable between manipulator and controller, length 7m機器人與控制柜間電纜，長7米1 sets· Digital 24V 16In /16Out Board24V 16進/16出 數(shù)字式輸入、輸出信號板1 sets· BaseWare OS 5.0機器人控制軟件, 5.0版操作系統(tǒng)1 sets· 256M Flash Memory 256M閃存1 sets· USB PortUSB端口1 setsDocumentation on CD技術資料(CD)· Product manual 產(chǎn)品手冊

7、83; Users guide incl. Programming manual, Basic operation用戶操作手冊· RAPID Reference manual編程語言手冊1 set型號： IRB1600; 手腕持重： 8 kg;最大臂展半徑： 1.4 m;軸數(shù)： 6;防護等級： IP54 / IP55 (Foundry) / IP67 (Foundry Plus);安裝方式： 地面安裝 / 垂直安裝 / 倒掛安裝;性能指標：位置重復精度： 0.07mm;軸動作范圍最大速度1 回轉360°150°/s2 立臂200°150°/s3

8、 橫臂125°150°/s4 腕400°360°/s5 腕擺240°360°/s6 腕傳800°450°/s電氣連接電源： 3 相 380V， 50Hz;額定功率： 4 KVA / 7.8KVA（帶外軸）;物理參數(shù)本體總高： 1731 mm;底座尺寸： 723 mm 600mm;重量： 380 kg;環(huán)境參數(shù)環(huán)境溫度： 5°C- 45°C;相對濕度： 95%;噪聲等級： <70dB;負載圖表工作范圍IRC5控制柜控制硬件： 多處理器系統(tǒng)PCI 總線奔騰CPU大容量閃存(256M)20s U

9、PS 備份電源；控制軟件： BaseWare5.0 機器人操作系統(tǒng)強大的RAPID編程語言PC-DOS文本格式軟件出廠預裝，并存于光碟；電氣連接：電源： 3 相 400V(+10%，-15%)，50Hz;額定功率： 7.8KVA;輸入輸出： 數(shù)字式直流24V，16進/16出，輸入輸出板;安全性： 緊急停止，自動模式停止，測試模式停止等;物理參數(shù)：尺寸： 970mm×725mm×710mm;重量： 150 kg;環(huán)境參數(shù)：環(huán)境溫度： 0°C -45°C;相對濕度： 95%;防護等級： IP54 操作界面：控制面板： 控制柜上編程單元： 便攜式示教

10、盒，具備操縱桿和鍵盤彩色觸摸式顯示具中、英文菜單選項2、供膠系統(tǒng)及膠槍2.1 一套用于粘接應用的單支噴槍的太陽能組件邊框涂膠（單組份硅膠類）系統(tǒng)包含：¨ 55加侖/5加侖桶裝膠機調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。¨ 粘接應用采用CP型自動噴槍完成。¨ 包含所有的接頭和控制電纜諾信RHINO泵¨ 諾信Rhino桶裝膠機專為高粘度常溫型膠和密封膠而設計，用于密封和其他多種大流量涂膠應用。¨ 特殊設計用于滿足工廠苛刻的要求，耐用的部件和簡易的維護提供最大的操作時間。¨ 泵體內(nèi)部沒有密封件，易于維護。¨ 出廠已調(diào)整的閥桿組件，確保適當?shù)拿芊夂鸵子诟鼡Q。

11、¨ 巨大的內(nèi)部通道減少流體阻力，增加泵的工作效率和減少有此產(chǎn)生的剪切熱量。¨ 少量的內(nèi)部部件提供簡易化維修，采用標準工具就能將泵分解。¨ 如果過程或材料發(fā)生變化，?？旎a(chǎn)線提供了柔性化生產(chǎn)，空氣馬達、泵和壓盤可互換。¨ 工廠化組裝便于快速安裝，所有的空氣調(diào)節(jié)組件包括過濾器、調(diào)節(jié)閥等已是標準部件。¨ 機械的空氣閥提供空氣馬達的快速切換。諾信涂膠系統(tǒng)簡述特點與優(yōu)點特別為制造環(huán)境要求所設計。雙柱設計方便維護，提供最大的運行時間密封套件在工廠內(nèi)調(diào)節(jié)，確保正確地密封及更換簡便內(nèi)部通道寬敞暢通，使材料流動阻礙降到最低，以此提高泵的效率。防止剪切生熱對膠料

12、性能的影響。內(nèi)部部件很少維修方便。輸膠泵僅通過使用常規(guī)的扳手和螺絲刀即可進行拆卸如果工藝及材料變化，模塊化產(chǎn)品線設計提高靈活性。氣馬達、泵和壓盤可以互換。工廠裝配，快速安裝。所有氣動管理元件；包括過濾器、減壓閥及潤滑均是標準配置。到場及可準備操作。機械氣閥用以保證氣馬達的快速換向操作?？蛇x的自動換向系統(tǒng)保證不間斷生產(chǎn)。 未使用ScoreGuard® 技術，使用250,000 次后 使用 ScoreGuard® 技術，使用1,000,000 次后可控壓力槍 (CP)諾信CP槍是專為機器人汽車涂膠應用所設計。涂膠槍的設計簡單和操作方便使之成為需要精確控制的涂膠應用的理想選擇。C

13、P槍緊由密調(diào)壓閥與可靠的諾信Auto-Flo 開/關涂膠模塊組成，非常靈活地將粘合劑或密封劑涂布、噴射或螺旋噴涂。緊湊設計重量輕使CP槍可以安裝于大多數(shù)商用機器人的上。應用可靠使用簡單CP槍可以根據(jù)機器人的速度按比例調(diào)整出膠的流量。膠槍根據(jù)機器人控制器輸出的信號做出反應，信號按機器人移動速度比例輸出。CP槍緊密調(diào)壓閥通過氣壓比例閥控制，作用于頂部的氣動活塞完成動作。比例閥由機器人輸出的模擬量所控制，當機器人加速時提高膠流量，以及機器人在編程路徑上減速時減少膠的流量。氣壓比例閥的壓力取決于調(diào)壓閥的比例，決定了膠材料輸入Auto-Flo開/關槍的壓力。精確的流量控制提供更佳的膠型及更快的循環(huán)時間。

14、膠材料進入調(diào)壓閥并通過控制閥，即調(diào)壓閥腔的底部。在涂膠過程內(nèi)，控制閥平衡氣體及液體的壓力，確?？煽氐妮敵鰤毫?，自動排除壓力抖動及突波。AUTO-FLO 涂膠模塊諾信Auto-Flo涂膠模塊是一種特別為高壓、高流量涂膠應用需要設計的開/關自動涂膠槍?？梢岳硐氲貞糜诶錈岣哒扯日澈蟿┘懊芊鈩┑耐磕z包括RTV硅膠、環(huán)氧膠、可焊密封膠、聚氨酯膠及可焊/可拉伸密封膠。高性能涂膠模塊提供統(tǒng)一的膠型、精確的涂膠位置、流量控制以及精確膠材料關斷。Auto-Flo涂膠模塊可以用于最高5,000 psi的壓力并通過使用1/4英寸的球封來增強高粘度材料的流量。膠材料可以涂出條狀或者點狀。氣動執(zhí)行機構的開閥特性確保在

15、所有應用中的保持大的流量。彈簧關斷作為氣動關斷的輔助機構有效防止高壓力條件下的泄漏。該模塊可以組合配置也可以單獨配置。兩種配置特性可以安裝于機器人機械臂末端。可更換、長效密封盤諾信FastPackTM可更換密封盤使Auto-Flo模塊可以實現(xiàn)輕松的在線維護及維修。密封盤包含所有附件，更換時不需要拆下涂膠模塊。密封盤更換比涂膠模塊拆下及更換方式節(jié)省時間。在更換過程中液體及氣動回路不需要切斷。密封盤使用一種創(chuàng)新的密封件，使測試壽命到達500,000次之多。耐久性設計Auto-Flo涂膠模塊由23個機械零件組成。正因為如此，該模塊操作簡單，更少的零件附件使故障率更低，更好的耐久性，減少停產(chǎn)時間。該模

16、塊可以提供更好的堅固性及可靠性，更長的平均故障間隔時間(MTBF)。溫度調(diào)節(jié)Auto-Flo涂膠模塊可以同樣應用于熱膠和冷膠。通過水循環(huán)接口可以調(diào)節(jié)槍體內(nèi)部溫度。另外有附件可以使用電加熱應用，最高達到350°F /176°C。特點及優(yōu)點：可以滿足熱膠和冷膠應用，最高可以達到3,000,000 cps 的粘度，5,000 psi的工作壓力?？筛鼡Q密封盤允許在線方便維修及維護。密封件壽命經(jīng)過測試 > 500,000次更少的零件提高可靠性及工作時間更大更結實的頂杠保證更好的性能2.2 供膠系統(tǒng)運行需求氣源干燥，清潔，無雜質，60-100PSI最小200scfm的流量、0.7

17、5英寸的空氣管道電源24伏直流電磁閥3涂膠臺固定涂膠臺涂膠臺是用于放置和定位邊框及接線盒的臺架，臺架采用鋁合金架體和臺面構成，邊框和接線盒的定位采用固定擋塊定位方式，為保護邊框和接線盒不受損傷，固定擋塊采用聚四弗乙烯材料（涂膠臺所有相關部件均由乙方制造配備）。每一組邊框的四邊分為長邊和短邊兩組，每組長邊和短邊為兩根邊框，裝邊框每次兩根邊框對稱安裝2根，邊框定位框一側為基準面是固定不動的，另一側是調(diào)節(jié)側，可以手動調(diào)節(jié)以對應不同的邊框寬度。在邊框的長度方向上傳感器，其位置與邊框長度對應，可以自動檢測不同長度的邊框。邊框常規(guī)長度尺寸為3種規(guī)格，常規(guī)寬度為1種（規(guī)格50mm），由于設置了傳感器，可以自

18、動識別邊框長度，機器人按識別結果自動執(zhí)行相應涂膠程序。邊框和接線盒的上下料的方式采用人工裝卸方式。接線盒固定采用模板固定方式，每一種模板對應一種接線盒，更換接線盒只需更換相應模板即可，接線盒涂膠臺并排放置兩塊模板，可同時涂兩種接線盒，模板中央設置接線盒有無傳感器， 接線盒的種類由操作盒按鈕開關選擇，可對應3種接線盒。操作盒在作業(yè)人員側設置作業(yè)操作臺，設置涂膠啟動、急停開關、安全光柵復位按鈕以及邊框或接線盒種類選擇等按鈕，同時設置故障顯示燈，方便操作工人使用。4附屬裝置安全防護包括安全護欄、安全門及安全光幕等。安全圍欄處設置安全門，用于技術人員對設備進行維護保養(yǎng)時的進出通行。安全門通過安全鎖與系

19、統(tǒng)聯(lián)鎖，當安全門被非正常打開時，系統(tǒng)停止運行并報警。安全光幕用于避免系統(tǒng)在工作時工人誤入工作區(qū)域可能出現(xiàn)的傷害。其他為防止聚氨膠固化，在機器人附近設置裝有防固化油杯，在不進行涂膠時，讓機器人將涂膠槍嘴插入油杯。為機器人動作自如，設置膠管支架，將膠管固定。六、 工作循環(huán)1. 操作員在工作臺A完成上件工作后，按“上件完成”按鈕，機器人會自動檢測“工作區(qū)A安全區(qū)檢測裝置”的狀態(tài)，該信號為“ON”時，表明操作人員沒有退出該區(qū)域，機器人延遲工作，待該信號為“OFF”時，機器人自動開始分別對工作臺A托盤上的工件開始自動涂膠，涂膠完成后，機器人自動回到待命位置，此時，系統(tǒng)如接收到“工作臺B上件完成”信號，與

20、上述工作臺A類似，系統(tǒng)同時檢測“工作區(qū)B安全區(qū)檢測裝置”的狀態(tài)，根據(jù)該信號狀態(tài)來判斷下一步的動作，兩個工作臺交替工作。2. 在機器人工作的同時，工作臺B可以進行上件工作，待完成上件工作后，按“上件完成”按鈕，當機器人完成工作臺A的涂膠作業(yè)時自動轉到工作臺B進行涂膠作業(yè)。3. 在工作臺B涂膠的同時，操作人員可進行工作臺A上完成涂膠作業(yè)的工件下件和待涂膠工件的上件工作。七、 具體布局圖及實例：八、投資回報計算（不考慮人員配置及勞動強度等因素）：投資回報計算表現(xiàn)在每個車間用膠量：電池板：（230W,1640×990，康達威330ml440g）每班可產(chǎn)出電池板數(shù)量(塊)700每塊板平均用膠量（支）0.5每班用膠數(shù)量（支）350兩班用膠數(shù)量（支）700每天用膠量（KG）308每支膠價格（元）￥23.50每天用膠費用（元）￥16,450.00每年用膠費用：每天膠量×26天×12月￥5,132,400.00由于人工浪費及膠桶底部殘留所浪費的膠量 百分比 10%/桶 10%全年一個