工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件

第八章工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)制造技術(shù)和自動化裝備的典型代表，不僅對于先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展具有重要的作用，而且對于高科技產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有顯著的促進(jìn)作用。作為新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和智能化產(chǎn)業(yè)，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)具有一般的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所表現(xiàn)的特征：高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)、高技術(shù)、高難度、高潛能等。機(jī)器人作為實(shí)現(xiàn)FMS(FlexibleManufacturingSystem)、FA(FactoryAutomation)、CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)的支柱，以及在海洋、宇航空間、核能、軍事、救災(zāi)、采掘、農(nóng)業(yè)、林業(yè)與公共福利事業(yè)等領(lǐng)域中，表現(xiàn)出越來越強(qiáng)的生命力，

目前，工業(yè)機(jī)器人在發(fā)達(dá)工業(yè)國家．已成為企業(yè)必不可少的設(shè)備之一。

本章將著重介紹組成FMS、FA、CIMs的重要基礎(chǔ)自動化加工單元-機(jī)器人工作站和機(jī)器人生產(chǎn)線的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原則，機(jī)器人末端執(zhí)行器(工具）和變位機(jī)等擴(kuò)大機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的關(guān)鍵輔助設(shè)備與技木第八章工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)1在生產(chǎn)線中引入機(jī)器人系統(tǒng)的方法

l）可行性分析

技術(shù)的可行性和先進(jìn)性—用戶現(xiàn)場調(diào)查、相似作業(yè)實(shí)例調(diào)查

投資上的可能性和合理性

工程實(shí)施中的可能性和可變更性2）工作站和生產(chǎn)線的詳細(xì)設(shè)計(jì)

規(guī)劃及系統(tǒng)設(shè)計(jì)

布局設(shè)計(jì)擴(kuò)大機(jī)器人應(yīng)用范圍的輔助設(shè)備的選用和設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

支持系統(tǒng)—故障、停機(jī)對策

工程施工設(shè)計(jì)

編制采購資料3）制造與試運(yùn)行

制造與試運(yùn)行是根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段確定的施工圖紙、說明書，進(jìn)行布置、工藝分析、制作、采購，然后進(jìn)行安裝、測試、調(diào)整，使之達(dá)到預(yù)期的技本要求，同時(shí)對管理人員、操作人員進(jìn)行培訓(xùn)。4）交付使用---運(yùn)作率檢查、改進(jìn)、評估在生產(chǎn)線中引入機(jī)器人系統(tǒng)的方法l）可行性分析2

機(jī)器人工作站是指使用一臺或多臺機(jī)器人，配以相應(yīng)的周邊設(shè)備，用于完成某一特定工序作業(yè)的獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)，也可稱為機(jī)器人工作單元。它主要由機(jī)器人及其控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備以及其它周邊設(shè)備所構(gòu)成。在這種構(gòu)成中，機(jī)器人及其控制系統(tǒng)應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)裝置，對于個(gè)別特殊的場合(如冶金行業(yè)的熱鋼坯的搬運(yùn)機(jī)器人)需設(shè)計(jì)專用機(jī)器人。而末端執(zhí)行器等輔助設(shè)備以及其他周邊設(shè)備則隨應(yīng)用場合和工件特點(diǎn)的不同存在著較大差異，因此，這里只能闡述一般的工作站的構(gòu)成和設(shè)計(jì)原則，并結(jié)合實(shí)例加以簡要說明。工業(yè)機(jī)器人工作站的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原則機(jī)器人工作站是指使用一臺或多臺機(jī)器人，配以相應(yīng)3這個(gè)工作站的特點(diǎn)在于人工裝卸工件的時(shí)間小于機(jī)器人焊接工作時(shí)間，可以充分地利用機(jī)器人，生產(chǎn)效率高；操作者遠(yuǎn)離機(jī)器人工作空間，安全性好。采用轉(zhuǎn)臺交換工件，整個(gè)工作站占用面積相對較小，整體布局也利于工件的物流。1）機(jī)器人2）機(jī)器人末端執(zhí)行器3）夾具和變位器4）機(jī)器人座架5）配套及安全裝置6）動力源7）工作對象的儲運(yùn)設(shè)備8）檢查、監(jiān)視和控制系統(tǒng)這個(gè)工作站的特點(diǎn)在于人工裝卸工件的時(shí)間小于機(jī)器人焊接工作時(shí)間4機(jī)器人末端執(zhí)行器(稱工具)是機(jī)器人的主要輔助設(shè)備，也是工作站中重要的組成部分。同一臺機(jī)器人，由于于安裝了不同的末端執(zhí)行器，會完成不同的作業(yè)，用于不同的牛產(chǎn)場合，多數(shù)情況下需專門設(shè)計(jì)，它與機(jī)器人的機(jī)型、整體布局、工作順序都有著直接關(guān)系。選用帶有安全防碰撞裝瓷的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人用焊槍。機(jī)器人末端執(zhí)行器(稱工具)是機(jī)器人的主要輔助設(shè)備，也是工作5夾具和變位機(jī)是固定作業(yè)對象并改變其相對于機(jī)器人的位置和姿態(tài)的設(shè)備，它可在機(jī)器人規(guī)定的工作空間和相靈活度條件獲得高質(zhì)量的作業(yè)夾具和變位機(jī)是固定作業(yè)對象并改變其相對于機(jī)器人的位置和姿態(tài)的6工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件7

配套及安全裝置是機(jī)器人及其輔助設(shè)備的外圍設(shè)備及配件。它們各自相對獨(dú)立，又比較分散，但每一部分都是不可缺少的。它包括配套設(shè)備、電氣控制柜、操作箱、安全保護(hù)裝置和走線槽管保護(hù)裝置等內(nèi)容。本例中的焊接電源、焊槍和送絲機(jī)構(gòu)是一套獨(dú)立的配套設(shè)備，安全柵以及操作區(qū)的對射型光電管等起安全保護(hù)作用，另外還有一套焊槍嘴清理裝置；配套及安全裝置配套及安全裝置是機(jī)器人及其輔助設(shè)備的外圍設(shè)備及配件。它們各8動力源：在機(jī)器人的周邊設(shè)備中多采用氣、液作為動力，因此．常需配置氣、液壓站以及相應(yīng)的管線、閥門等裝置。對于電源有一些持殊需要的設(shè)備或儀表，也應(yīng)配置專用的電源系統(tǒng)（可編程電源-delta、安捷倫、朝陽等）。。工作對象的儲運(yùn)設(shè)備作業(yè)對象常需在工作站中暫存、供料、移動或翻轉(zhuǎn)，所以工作站也常配置暫置臺、供料器、移動小車或翻轉(zhuǎn)臺架等設(shè)備。檢查、監(jiān)視和控制系統(tǒng)檢查和監(jiān)視系統(tǒng)對于某些工作站來說是非常必要的，持別是用于生產(chǎn)線的工作站。比如工作對象是否到位，有無質(zhì)量事故，各種設(shè)備足否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，都需要配置檢查和監(jiān)視系統(tǒng)。一般說來．機(jī)器人工作站多是一個(gè)自動化程度相當(dāng)高的工作單元，它多備有自己的控制系統(tǒng)。目前使用最多的是PLC系統(tǒng)，該系統(tǒng)既能管理本站有序的正常工作，又能和上級管理計(jì)算機(jī)相聯(lián)，向它提供各種信息，比如產(chǎn)品計(jì)數(shù)等等。動力源：在機(jī)器人的周邊設(shè)備中多采用氣、液作為動力，因此．常需91）設(shè)計(jì)前必須充分分析作業(yè)對象，擬定最合理的作業(yè)工藝；2）必須滿足作業(yè)的功能要求和環(huán)境條件；3）必須滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求；4）整體及各組成部分必須全部滿足安全規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；5）各設(shè)備及控制系統(tǒng)應(yīng)具有故障顯示及報(bào)警裝置；6）便于維護(hù)修理；7）操作系統(tǒng)應(yīng)簡單明了，便于操作和人工干預(yù)；8）操作系統(tǒng)便于聯(lián)網(wǎng)控制；9）工作站便于組線10）經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，快速投產(chǎn)這10項(xiàng)設(shè)計(jì)原則共同體現(xiàn)著工作站用戶的多方面的需要，簡單地說就是干方百計(jì)地滿足用戶的要求。機(jī)器人工作站的一般設(shè)計(jì)原則1）設(shè)計(jì)前必須充分分析作業(yè)對象，擬定最合理的作業(yè)工藝；機(jī)器人10對作業(yè)對象(工件)及其技術(shù)要求進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的分析，是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)行，它直接影響工作站的總體布局、機(jī)器人型號的選定、末端執(zhí)行器和變位機(jī)等的結(jié)構(gòu)以及其他周邊機(jī)器的型號等方面。在設(shè)計(jì)工作．這一內(nèi)容所投入的精力和時(shí)間約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的15％一50％。工件越復(fù)雜，作業(yè)難度越大，投入精力的比例就越大；分析的越透徹，工作站的設(shè)計(jì)依據(jù)就越充分，將來工作站的性能就可能越好、調(diào)試時(shí)間和修改變動量就可能越少。一般來說，工件的分析包含以下幾個(gè)方面：1）工件的形狀2)工件的尺寸及精度3）工件的質(zhì)量、材料、強(qiáng)度4）作業(yè)要求—年產(chǎn)量、工作制度、占用空間、操作方式、自動化程度作業(yè)順序和工藝要求對作業(yè)對象(工件)及其技術(shù)要求進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的分析，是整個(gè)設(shè)計(jì)11機(jī)器人的選擇在選擇機(jī)器人時(shí)，為了滿足功能要求，必須從持重、工作空間、自由度等方面來分析，只有它們同時(shí)被滿足或者增加輔助裝置后即能滿足功能要求的條件，所選用的機(jī)器人才是可用的。機(jī)器人的選用也常受機(jī)器人市場供應(yīng)因素的影響，所以，還需考慮市場價(jià)格，只有那些可用而且價(jià)格低廉、性能可靠，且有較好的售后服務(wù)，才是最應(yīng)該優(yōu)先選用的。目前，機(jī)器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域里得到了廣泛應(yīng)用，如裝配、焊接、噴涂和搬運(yùn)碼垛等。各種應(yīng)用領(lǐng)域必然會有各自不同的環(huán)境條件，為此，機(jī)器入制造廠家根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境和作業(yè)特點(diǎn)，不斷地研究、開發(fā)相生產(chǎn)出了各種類型的機(jī)器人供用戶選用。各生產(chǎn)廠家都對自己的產(chǎn)品給出了最臺適的應(yīng)用領(lǐng)域，他們不光考慮了功能要求，還考慮了其他應(yīng)用中的問題，如強(qiáng)度剛度、軌跡精度、粉塵及溫濕度等持珠要求。

在設(shè)計(jì)工作站選用機(jī)器人時(shí)，應(yīng)有先參考生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品說明*機(jī)器人的選擇在選擇機(jī)器人時(shí)，為了滿足功能要求，必12工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件13工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件14工作站對生產(chǎn)節(jié)拍的要求

生產(chǎn)節(jié)拍是指完成一個(gè)工件規(guī)定的處理作業(yè)內(nèi)容所要求的時(shí)間，也就是用戶規(guī)定的豐產(chǎn)量對機(jī)器人工作站工作效率的要求。生產(chǎn)周期是機(jī)器人工作站完成一個(gè)工件規(guī)定的處理作業(yè)內(nèi)容所需要的時(shí)間，也就是工作站完成一個(gè)工件規(guī)定的處理作業(yè)內(nèi)容所需要花費(fèi)的時(shí)間。在總體設(shè)計(jì)階段，首先要根據(jù)計(jì)劃年產(chǎn)量計(jì)算出生產(chǎn)節(jié)拍，然后對具體工件進(jìn)行分析，計(jì)算各個(gè)處理動作的時(shí)間，確定出完成一個(gè)工件處理作業(yè)的生產(chǎn)周期。

生產(chǎn)周期>生產(chǎn)節(jié)拍的處理方法：1)重新評估設(shè)計(jì)工作站2）增加輔助裝置3）增加機(jī)器人數(shù)量4）增加機(jī)器人工作站數(shù)量工作站對生產(chǎn)節(jié)拍的要求15工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件16工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件17機(jī)器人持槍點(diǎn)焊作業(yè)時(shí)間機(jī)器人持槍點(diǎn)焊作業(yè)時(shí)間18工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件19工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件20工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件21根據(jù)“工業(yè)機(jī)器人安全規(guī)范”國家標(biāo)準(zhǔn)，在作安全防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下兩條原則：

1）自動操作期間安全防護(hù)空間內(nèi)無人；

2）當(dāng)安全防護(hù)空間內(nèi)有人進(jìn)行示教、程序驗(yàn)證等工作時(shí)，應(yīng)消除危險(xiǎn)或至少降低危險(xiǎn)。安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。工作站必須設(shè)置各種傳感器，包括光幕、電磁場、壓敏裝置、超聲和紅外裝置以及攝像裝置等，當(dāng)人員無故進(jìn)入防護(hù)區(qū)時(shí)，立即使工作站中的各種運(yùn)動設(shè)備停止工作。根據(jù)“工業(yè)機(jī)器人安全規(guī)范”國家標(biāo)準(zhǔn)，在作安全防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)22工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件23機(jī)器人生產(chǎn)線機(jī)器人生產(chǎn)線24機(jī)器人工作站

在機(jī)器人生產(chǎn)線中，機(jī)器人工作站是相對獨(dú)立，又與外界有著密切聯(lián)系的部分。在作業(yè)內(nèi)容、周邊裝置、動力系統(tǒng)方面往往是獨(dú)立的，但在控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管理和物流等方面又與其他工作站以及上位管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為一體。機(jī)器人工作站在機(jī)器人生產(chǎn)線中，機(jī)器人工作站是相對獨(dú)立，又25非機(jī)器人工作站

1）專用裝置工作站2）人工處理工作站3）空站物流系統(tǒng)

物流系統(tǒng)是機(jī)器人生產(chǎn)線的一個(gè)重要的組成部分，它擔(dān)負(fù)著各工作站之間工件的轉(zhuǎn)運(yùn)、定位、甚至夾緊，工件的出庫入線或出線入庫、各站的散件人線等工作。正是物流系統(tǒng)將各個(gè)獨(dú)立的工作站單元連接起來，成為一條流動的生產(chǎn)線系統(tǒng)。生產(chǎn)線越大，自動化程度越高，物流系統(tǒng)也越復(fù)雜。它常用的傳送形式有：鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸、帶式運(yùn)輸、專用搬運(yùn)機(jī)、無入小車搬運(yùn)和同步移動機(jī)構(gòu)等，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)線的類型、工件的特點(diǎn)和總體設(shè)計(jì)思想等因素確定傳送方式。非機(jī)器人工作站1）專用裝置工作站物流系統(tǒng)26工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件27夾具板(每站各—塊)放在由鏈驅(qū)動的支撐滾輪上、周而復(fù)始地按圖示箭頭方向循環(huán)，形成封閉的物流系統(tǒng)。各站均有隨行夾具板的阻擋、定位機(jī)構(gòu)、使各板能準(zhǔn)確地停留在各站的固定位置。這種物流形式要求各塊隨行夾具板問的精度一致性較高。夾具板(每站各—塊)放在由鏈驅(qū)動的支撐滾輪上、周而復(fù)始地按圖28動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)是機(jī)器人生產(chǎn)線必不可少的一個(gè)組成部分，它驅(qū)動各種裝置相機(jī)構(gòu)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動作。動力系統(tǒng)可以分成3種類型，即電動、液動相氣動。在一條生產(chǎn)線中既可以單獨(dú)使用、也可以混合使用。一般地說，各個(gè)工作站的動力系統(tǒng)是相對獨(dú)立的，物流系統(tǒng)的動力也應(yīng)該是相對獨(dú)立的，這種配置方式便于各站的單獨(dú)調(diào)試和維護(hù)。如果使用被動或氣動，每個(gè)工作站應(yīng)當(dāng)單獨(dú)設(shè)立液壓站或氣源系統(tǒng)，構(gòu)成自身的動力體系。液動多用于工件較重或需大驅(qū)動力的場合；氣動常用于中小型工件或需驅(qū)動力較小的場合；電動則用于要求連續(xù)運(yùn)動、速度變化頻繁、停留位置多且要求準(zhǔn)確或行程較大，用液壓缸或氣缸較為困難的場合。動力系統(tǒng)29控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是機(jī)器人生產(chǎn)線的神經(jīng)中樞，它接收外部信息，經(jīng)過處理后發(fā)出指令，指導(dǎo)各職能部門按照規(guī)定的要求協(xié)調(diào)作業(yè)，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品?？刂葡到y(tǒng)的規(guī)模應(yīng)符合生產(chǎn)線自動化程度的要求。一般生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)可以分為3層，即生產(chǎn)線一子生產(chǎn)線一工作站，并構(gòu)成相互關(guān)聯(lián)的信息網(wǎng)絡(luò)?？刂葡到y(tǒng)30輔助設(shè)備及安全裝置機(jī)器人生產(chǎn)線還有其他一些輔助的構(gòu)成部分也是必不可少的，甚至是至關(guān)重要的。有些作業(yè)內(nèi)容需要成套的外購設(shè)備作為工作站中獨(dú)立的一部分，一條線上會有若干個(gè)不同用途的這種設(shè)備。例如加工機(jī)床、焊機(jī)、噴徐裝置、測量裝置等，它們的合理選型及性能將直接影響機(jī)器人生產(chǎn)線的運(yùn)行質(zhì)量。安全裝置是機(jī)器人生產(chǎn)線中最為重要的組成部分，它直接關(guān)系到人身和設(shè)備的安全以及生產(chǎn)線的正常工作。雖然它在生產(chǎn)線中的排列比較分散，但應(yīng)該作為一個(gè)整體加以對待。對每個(gè)與運(yùn)動關(guān)聯(lián)的區(qū)域都應(yīng)給予分析，確定是否加設(shè)安全裝置。常見的區(qū)域有：操作人員有可能出入或工件進(jìn)出口的區(qū)域，不允許機(jī)器人到達(dá)的區(qū)域，快速運(yùn)動設(shè)備或機(jī)構(gòu)的外圍柵欄，操作者與作業(yè)區(qū)的分隔和有害物質(zhì)的防護(hù)等。報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)視上述區(qū)域和有關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行。輔助設(shè)備及安全裝置31機(jī)器人生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)原則

對于機(jī)器人生產(chǎn)線設(shè)計(jì)來說，除了滿足機(jī)器人工作站的設(shè)計(jì)原則外，還應(yīng)遵循以下10項(xiàng)原則：1）各工作站必須具有相同或相近的生產(chǎn)周期；2）工作站間應(yīng)有緩沖存儲區(qū)，3）物流系統(tǒng)必須順暢，避免交叉或回流；4）生產(chǎn)線要具有混流生產(chǎn)的能力，5）生產(chǎn)線要留有再改造的余地；6）夾具體要有一致的精度要求；7）各工作站的控制系統(tǒng)必須兼容8）生產(chǎn)線布局合理占地面積力求最小，9）安全監(jiān)控系統(tǒng)合理可靠；10）對于最關(guān)鍵的工作站或生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)有必要的替代儲備。機(jī)器人生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)原則32不滿足時(shí)采取的措施：1）分散作業(yè)內(nèi)容；2）重疊設(shè)置工作站3）拼合工序；不滿足時(shí)采取的措施：33工作站間緩沖存儲區(qū)(庫)工作站間緩沖存儲區(qū)(庫)34物流系統(tǒng)物流系統(tǒng)是機(jī)器人生產(chǎn)線的大動脈，它的傳輸性、合理性和可靠性是維持生產(chǎn)線暢通無阻的基本條件。物流系統(tǒng)35工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件36生產(chǎn)線混線生產(chǎn)能力

機(jī)器人生產(chǎn)線是一項(xiàng)投資大、使用周期長、效益長久的實(shí)際工程。決策時(shí)要根據(jù)自身的發(fā)展計(jì)劃和產(chǎn)品的前景預(yù)測做認(rèn)真的研究，要使投入的生產(chǎn)線最大限度地滿足品種和產(chǎn)品改型的要求。這就必然提出一個(gè)問題，即生產(chǎn)線具有混流生產(chǎn)的能力。所謂混流生戶：就足在同一條生產(chǎn)線上，能夠完成同類工件多型號多品種的生產(chǎn)作業(yè)，或只需做簡單的設(shè)備備件變換和調(diào)整，就能迅速適應(yīng)新型號工件的生產(chǎn)。這是機(jī)器人生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要原則，也是難度較大和技術(shù)水平要求較高的一部分內(nèi)容。它是衡量機(jī)器人生產(chǎn)線水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，混流能力越強(qiáng)，則生產(chǎn)線的價(jià)值、使用效率及壽命就越高。混流生產(chǎn)的基個(gè)要求是工件夾具共用或可交換、末端執(zhí)行器通用或可更換、工件品種識別準(zhǔn)確無誤、機(jī)器人控制程序分門別類和物流系統(tǒng)滿足最大工件傳送等內(nèi)容。生產(chǎn)線混線生產(chǎn)能力機(jī)器人生產(chǎn)線是一項(xiàng)投資大、使用周37工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件38工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件39生產(chǎn)線的再改造工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)隨著市場需求的變化而變化，高新技術(shù)的進(jìn)步和市場競爭也會促使企業(yè)引入新技術(shù)、改造舊工藝。而生產(chǎn)線又是投資相對較大的工程，因此要用發(fā)展的眼光對待生產(chǎn)線的總體設(shè)計(jì)和具體部件設(shè)計(jì)，為生產(chǎn)線留出再改造的余地。主要從以下幾個(gè)方面加以考慮：預(yù)留工作站，整體更換某個(gè)部件，預(yù)測增設(shè)新裝置和設(shè)備的空間；預(yù)留控制線點(diǎn)數(shù)和氣路通道數(shù)；控制軟件留出于程序接口等。20%左右的富余量生產(chǎn)線的再改造40機(jī)器人的末端執(zhí)行器

設(shè)計(jì)機(jī)器人末端執(zhí)行器時(shí)，要注意以下幾項(xiàng)基本要求。

1)末端執(zhí)行器要根據(jù)機(jī)器人作業(yè)的要求來設(shè)計(jì)，盡量選用己定型的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)件，如氣缸、油缸、傳感器等，配以恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)相聯(lián)接件組合成適于生產(chǎn)作業(yè)要求的末端執(zhí)行器。一種新的末端執(zhí)行器的出現(xiàn)，就可以增加一種機(jī)器人新的應(yīng)用場所。

2)末端執(zhí)行器的質(zhì)量要盡可能地輕、并力求結(jié)構(gòu)緊湊。

3)正確對待末端執(zhí)行器的萬能性與專用性。萬能的末端執(zhí)行器在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)復(fù)雜，幾乎根本不可能實(shí)現(xiàn)。目前在實(shí)際應(yīng)用中，仍是那些結(jié)構(gòu)簡單、萬能性不強(qiáng)的末端執(zhí)行器最為適用，因此要著重開發(fā)各種各樣專用的、高效率的末端執(zhí)行器，加上末端執(zhí)行器的快速更換裝置，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的多種作業(yè)功能。機(jī)器人的末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)機(jī)器人末端執(zhí)行器時(shí)，要注意以下幾項(xiàng)基41工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件42工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件43工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件44工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件45工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件46專用型末端執(zhí)行器使用機(jī)器人作業(yè)，必須解決好下面幾個(gè)問題：要將膠壩準(zhǔn)確、牢固地貼在玻璃表面。隨著機(jī)器人貼壩的運(yùn)動，要同步地將不干膠保護(hù)紙剝離開收集起來。在膠壩的頭尾接合處準(zhǔn)確地切斷壩條壩條的導(dǎo)向和流動要順楊。更換壩條盤要簡便迅速。這項(xiàng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于保護(hù)紙的剝離速度與壩條流動速度必須嚴(yán)格匹配，否則會出現(xiàn)保護(hù)紙抽拉壩條，造成壩條的堆積。專用型末端執(zhí)行器使用機(jī)器人作業(yè)，必須解決好下面幾個(gè)問題：47工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件48工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件49工夾具及變位機(jī)

1)變位機(jī)要能把工件變換到最佳位置，以保證機(jī)器人工具(如焊槍等)處于最合理的工作狀態(tài)。

2)變位機(jī)要盡可能地滿足所有作業(yè)位置的變換要求。對于確實(shí)難于實(shí)現(xiàn)的位置或加工死區(qū)，可由人工處理或在下一工作站中通過轉(zhuǎn)變裝夾設(shè)法解決。

3)變位機(jī)要具有較高的重復(fù)定位精度，保證工件加工的一致性和穩(wěn)定的加工質(zhì)量。

4)變位機(jī)要盡可能地縮短機(jī)器人的等待時(shí)間，通過兩工位或多工位的構(gòu)造形式．將人工處理時(shí)間與機(jī)器人的工作時(shí)間重疊起來，縮短加工周期，提高生產(chǎn)率。

5)變位機(jī)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，足以抵抗正常外力，使綜合變形量不影響機(jī)器人的正常作業(yè)和工件的焊接質(zhì)量。

6)變位機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必須解決電氣導(dǎo)線和氣路軟管的破壞性纏繞問題，設(shè)置必要的引線和進(jìn)氣裝置，保護(hù)導(dǎo)線和管路不受損壞。

7)變位機(jī)用于焊接作業(yè)時(shí)，焊接電源的負(fù)極要盡量靠近被焊工件，并要求電流不通過軸承等接觸點(diǎn)較少或接觸面積較小的機(jī)械零件，以保證起弧質(zhì)量好和不損壞機(jī)械運(yùn)動器件。

8)對于振動性較大的作業(yè)，變位機(jī)應(yīng)與機(jī)器人本體通過底座等結(jié)構(gòu)件連成一體，保證機(jī)器人與變位機(jī)的相對位置精度。工夾具及變位機(jī)1)變位機(jī)要能把工件變換到最佳位置，以保證機(jī)50工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件51工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件52工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件53工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件54搬運(yùn)碼垛工作站

搬運(yùn)碼垛機(jī)器人工作站一般具有如下一些特點(diǎn)；應(yīng)有物品的傳送裝置，其形式要根據(jù)物品的特點(diǎn)選用或設(shè)計(jì)；可使物品準(zhǔn)確地定位，以便于機(jī)器人抓?。欢鄶?shù)情況下設(shè)有碼垛的托板，或機(jī)動或自動地交換托板；有些物品在傳送過程中還要經(jīng)整型裝置整型，以此保證碼垛質(zhì)量；要根據(jù)被報(bào)物品設(shè)計(jì)專用末端執(zhí)行器；應(yīng)選用適合于碼垛作業(yè)的機(jī)器人；有時(shí)還設(shè)置有空托板庫。在碼垛作業(yè)中，最常見的作業(yè)對象是袋裝物品和箱裝物品，般來說箱裝物品的外形整齊、變形小，其抓取的末端執(zhí)行器多用真空吸盤和爪手；而袋裝物品外形柔軟，極易發(fā)生變形，因此在定位和抓取之前，應(yīng)經(jīng)過2—3次的整形處理，末端執(zhí)行器也要根據(jù)物品特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)，多用叉板式和夾鉗式結(jié)構(gòu)。另外，磁吸式末端執(zhí)行器也是常見的一種形式。搬運(yùn)碼垛工作站搬運(yùn)碼垛機(jī)器人工作站一般具有如下一55米袋搬運(yùn)碼垛工件分析米袋搬運(yùn)碼垛工件分析56工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件57工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件58總體布局分析總體布局分析59機(jī)器人選型及作業(yè)空間分析機(jī)器人選型及60末端操作執(zhí)行器設(shè)計(jì)末端操作61輔助裝置分析設(shè)計(jì)輔助裝置分析設(shè)計(jì)62玻璃周邊密封條裝配工作站工作站的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于：1)密封條輸送長度的準(zhǔn)確控制相各剪口的準(zhǔn)確位置；2)如何將柔軟的密封條裝在玻璃上，尤其是開始時(shí)，玻璃怎樣入槽；3)密封條與玻璃相對運(yùn)動的形式。玻璃周邊密封條裝配工作站工作站的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于：63工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件64工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件65工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件66工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件67工作原理：4個(gè)真空吸盤用來抓取工件，密封條的夾緊爪則根據(jù)玻璃工件的大小，由步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)其伸出位置。密封條由速度伺服電機(jī)驅(qū)動送進(jìn)，這個(gè)電機(jī)作為機(jī)器人的外部軸，便于與機(jī)器人協(xié)調(diào)動作，避免由于速度不匹配而造成密封條的扯斷與堆積。密封條從條盤中引出，通過測力輪、轉(zhuǎn)向輪、導(dǎo)輪組、送進(jìn)輪組、導(dǎo)槽、開口導(dǎo)槽送至滾輪處，伸出滾輪約35mm。在開口導(dǎo)槽內(nèi)部楔形結(jié)構(gòu)的作用下，當(dāng)密封條通過開口導(dǎo)槽后，約有20mm的長度開口擴(kuò)大，使得玻璃工件可從這個(gè)區(qū)域內(nèi)插入密封條內(nèi)，如圖6-49a所示，然后玻璃逐漸滑入，直到上邊的中央位置，此時(shí)，末端執(zhí)行器上的夾緊爪在旋轉(zhuǎn)氣缸的作用下，將密封條壓緊在玻璃上，防止裝配時(shí)密封條的滑移錯位，如圖6—49b

裝有測力傳感器的測力輪與密封條接觸，根據(jù)力的大小，調(diào)整密封條盤變速電機(jī)的速度，力圖使密封條處于一個(gè)穩(wěn)定的張力范圍之內(nèi)。工作原理：68工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件699、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2022/12/32022/12/3Saturday,December3,202210、人的志向通常和他們的能力成正比例。2022/12/32022/12/32022/12/312/3/202211:41:50AM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無以廣才，非志無以成學(xué)。2022/12/32022/12/32022/12/3Dec-2203-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2022/12/32022/12/32022/12/3Saturday,December3,202213、志不立，天下無可成之事。2022/12/32022/12/32022/12/32022/12/312/3/202214、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。03十二月20222022/12/32022/12/32022/12/315、會當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小。十二月222022/12/32022/12/32022/12/312/3/202216、如果一個(gè)人不知道他要駛向哪頭，那么任何風(fēng)都不是順風(fēng)。2022/12/32022/12/303December202217、一個(gè)人如果不到最高峰，他就沒有片刻的安寧，他也就不會感到生命的恬靜和光榮。2022/12/32022/12/32022/12/32022/12/3謝謝觀看THEEND9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳70第八章工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)制造技術(shù)和自動化裝備的典型代表，不僅對于先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展具有重要的作用，而且對于高科技產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有顯著的促進(jìn)作用。作為新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和智能化產(chǎn)業(yè)，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)具有一般的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所表現(xiàn)的特征：高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)、高技術(shù)、高難度、高潛能等。機(jī)器人作為實(shí)現(xiàn)FMS(FlexibleManufacturingSystem)、FA(FactoryAutomation)、CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)的支柱，以及在海洋、宇航空間、核能、軍事、救災(zāi)、采掘、農(nóng)業(yè)、林業(yè)與公共福利事業(yè)等領(lǐng)域中，表現(xiàn)出越來越強(qiáng)的生命力，

目前，工業(yè)機(jī)器人在發(fā)達(dá)工業(yè)國家．已成為企業(yè)必不可少的設(shè)備之一。

本章將著重介紹組成FMS、FA、CIMs的重要基礎(chǔ)自動化加工單元-機(jī)器人工作站和機(jī)器人生產(chǎn)線的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原則，機(jī)器人末端執(zhí)行器(工具）和變位機(jī)等擴(kuò)大機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的關(guān)鍵輔助設(shè)備與技木第八章工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)71在生產(chǎn)線中引入機(jī)器人系統(tǒng)的方法

l）可行性分析

技術(shù)的可行性和先進(jìn)性—用戶現(xiàn)場調(diào)查、相似作業(yè)實(shí)例調(diào)查

投資上的可能性和合理性

工程實(shí)施中的可能性和可變更性2）工作站和生產(chǎn)線的詳細(xì)設(shè)計(jì)

規(guī)劃及系統(tǒng)設(shè)計(jì)

布局設(shè)計(jì)擴(kuò)大機(jī)器人應(yīng)用范圍的輔助設(shè)備的選用和設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

支持系統(tǒng)—故障、停機(jī)對策

工程施工設(shè)計(jì)

編制采購資料3）制造與試運(yùn)行

制造與試運(yùn)行是根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段確定的施工圖紙、說明書，進(jìn)行布置、工藝分析、制作、采購，然后進(jìn)行安裝、測試、調(diào)整，使之達(dá)到預(yù)期的技本要求，同時(shí)對管理人員、操作人員進(jìn)行培訓(xùn)。4）交付使用---運(yùn)作率檢查、改進(jìn)、評估在生產(chǎn)線中引入機(jī)器人系統(tǒng)的方法l）可行性分析72

機(jī)器人工作站是指使用一臺或多臺機(jī)器人，配以相應(yīng)的周邊設(shè)備，用于完成某一特定工序作業(yè)的獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)，也可稱為機(jī)器人工作單元。它主要由機(jī)器人及其控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備以及其它周邊設(shè)備所構(gòu)成。在這種構(gòu)成中，機(jī)器人及其控制系統(tǒng)應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)裝置，對于個(gè)別特殊的場合(如冶金行業(yè)的熱鋼坯的搬運(yùn)機(jī)器人)需設(shè)計(jì)專用機(jī)器人。而末端執(zhí)行器等輔助設(shè)備以及其他周邊設(shè)備則隨應(yīng)用場合和工件特點(diǎn)的不同存在著較大差異，因此，這里只能闡述一般的工作站的構(gòu)成和設(shè)計(jì)原則，并結(jié)合實(shí)例加以簡要說明。工業(yè)機(jī)器人工作站的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原則機(jī)器人工作站是指使用一臺或多臺機(jī)器人，配以相應(yīng)73這個(gè)工作站的特點(diǎn)在于人工裝卸工件的時(shí)間小于機(jī)器人焊接工作時(shí)間，可以充分地利用機(jī)器人，生產(chǎn)效率高；操作者遠(yuǎn)離機(jī)器人工作空間，安全性好。采用轉(zhuǎn)臺交換工件，整個(gè)工作站占用面積相對較小，整體布局也利于工件的物流。1）機(jī)器人2）機(jī)器人末端執(zhí)行器3）夾具和變位器4）機(jī)器人座架5）配套及安全裝置6）動力源7）工作對象的儲運(yùn)設(shè)備8）檢查、監(jiān)視和控制系統(tǒng)這個(gè)工作站的特點(diǎn)在于人工裝卸工件的時(shí)間小于機(jī)器人焊接工作時(shí)間74機(jī)器人末端執(zhí)行器(稱工具)是機(jī)器人的主要輔助設(shè)備，也是工作站中重要的組成部分。同一臺機(jī)器人，由于于安裝了不同的末端執(zhí)行器，會完成不同的作業(yè)，用于不同的牛產(chǎn)場合，多數(shù)情況下需專門設(shè)計(jì)，它與機(jī)器人的機(jī)型、整體布局、工作順序都有著直接關(guān)系。選用帶有安全防碰撞裝瓷的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人用焊槍。機(jī)器人末端執(zhí)行器(稱工具)是機(jī)器人的主要輔助設(shè)備，也是工作75夾具和變位機(jī)是固定作業(yè)對象并改變其相對于機(jī)器人的位置和姿態(tài)的設(shè)備，它可在機(jī)器人規(guī)定的工作空間和相靈活度條件獲得高質(zhì)量的作業(yè)夾具和變位機(jī)是固定作業(yè)對象并改變其相對于機(jī)器人的位置和姿態(tài)的76工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件77

配套及安全裝置是機(jī)器人及其輔助設(shè)備的外圍設(shè)備及配件。它們各自相對獨(dú)立，又比較分散，但每一部分都是不可缺少的。它包括配套設(shè)備、電氣控制柜、操作箱、安全保護(hù)裝置和走線槽管保護(hù)裝置等內(nèi)容。本例中的焊接電源、焊槍和送絲機(jī)構(gòu)是一套獨(dú)立的配套設(shè)備，安全柵以及操作區(qū)的對射型光電管等起安全保護(hù)作用，另外還有一套焊槍嘴清理裝置；配套及安全裝置配套及安全裝置是機(jī)器人及其輔助設(shè)備的外圍設(shè)備及配件。它們各78動力源：在機(jī)器人的周邊設(shè)備中多采用氣、液作為動力，因此．常需配置氣、液壓站以及相應(yīng)的管線、閥門等裝置。對于電源有一些持殊需要的設(shè)備或儀表，也應(yīng)配置專用的電源系統(tǒng)（可編程電源-delta、安捷倫、朝陽等）。。工作對象的儲運(yùn)設(shè)備作業(yè)對象常需在工作站中暫存、供料、移動或翻轉(zhuǎn)，所以工作站也常配置暫置臺、供料器、移動小車或翻轉(zhuǎn)臺架等設(shè)備。檢查、監(jiān)視和控制系統(tǒng)檢查和監(jiān)視系統(tǒng)對于某些工作站來說是非常必要的，持別是用于生產(chǎn)線的工作站。比如工作對象是否到位，有無質(zhì)量事故，各種設(shè)備足否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，都需要配置檢查和監(jiān)視系統(tǒng)。一般說來．機(jī)器人工作站多是一個(gè)自動化程度相當(dāng)高的工作單元，它多備有自己的控制系統(tǒng)。目前使用最多的是PLC系統(tǒng)，該系統(tǒng)既能管理本站有序的正常工作，又能和上級管理計(jì)算機(jī)相聯(lián)，向它提供各種信息，比如產(chǎn)品計(jì)數(shù)等等。動力源：在機(jī)器人的周邊設(shè)備中多采用氣、液作為動力，因此．常需791）設(shè)計(jì)前必須充分分析作業(yè)對象，擬定最合理的作業(yè)工藝；2）必須滿足作業(yè)的功能要求和環(huán)境條件；3）必須滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求；4）整體及各組成部分必須全部滿足安全規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；5）各設(shè)備及控制系統(tǒng)應(yīng)具有故障顯示及報(bào)警裝置；6）便于維護(hù)修理；7）操作系統(tǒng)應(yīng)簡單明了，便于操作和人工干預(yù)；8）操作系統(tǒng)便于聯(lián)網(wǎng)控制；9）工作站便于組線10）經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，快速投產(chǎn)這10項(xiàng)設(shè)計(jì)原則共同體現(xiàn)著工作站用戶的多方面的需要，簡單地說就是干方百計(jì)地滿足用戶的要求。機(jī)器人工作站的一般設(shè)計(jì)原則1）設(shè)計(jì)前必須充分分析作業(yè)對象，擬定最合理的作業(yè)工藝；機(jī)器人80對作業(yè)對象(工件)及其技術(shù)要求進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的分析，是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)行，它直接影響工作站的總體布局、機(jī)器人型號的選定、末端執(zhí)行器和變位機(jī)等的結(jié)構(gòu)以及其他周邊機(jī)器的型號等方面。在設(shè)計(jì)工作．這一內(nèi)容所投入的精力和時(shí)間約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的15％一50％。工件越復(fù)雜，作業(yè)難度越大，投入精力的比例就越大；分析的越透徹，工作站的設(shè)計(jì)依據(jù)就越充分，將來工作站的性能就可能越好、調(diào)試時(shí)間和修改變動量就可能越少。一般來說，工件的分析包含以下幾個(gè)方面：1）工件的形狀2)工件的尺寸及精度3）工件的質(zhì)量、材料、強(qiáng)度4）作業(yè)要求—年產(chǎn)量、工作制度、占用空間、操作方式、自動化程度作業(yè)順序和工藝要求對作業(yè)對象(工件)及其技術(shù)要求進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的分析，是整個(gè)設(shè)計(jì)81機(jī)器人的選擇在選擇機(jī)器人時(shí)，為了滿足功能要求，必須從持重、工作空間、自由度等方面來分析，只有它們同時(shí)被滿足或者增加輔助裝置后即能滿足功能要求的條件，所選用的機(jī)器人才是可用的。機(jī)器人的選用也常受機(jī)器人市場供應(yīng)因素的影響，所以，還需考慮市場價(jià)格，只有那些可用而且價(jià)格低廉、性能可靠，且有較好的售后服務(wù)，才是最應(yīng)該優(yōu)先選用的。目前，機(jī)器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域里得到了廣泛應(yīng)用，如裝配、焊接、噴涂和搬運(yùn)碼垛等。各種應(yīng)用領(lǐng)域必然會有各自不同的環(huán)境條件，為此，機(jī)器入制造廠家根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境和作業(yè)特點(diǎn)，不斷地研究、開發(fā)相生產(chǎn)出了各種類型的機(jī)器人供用戶選用。各生產(chǎn)廠家都對自己的產(chǎn)品給出了最臺適的應(yīng)用領(lǐng)域，他們不光考慮了功能要求，還考慮了其他應(yīng)用中的問題，如強(qiáng)度剛度、軌跡精度、粉塵及溫濕度等持珠要求。

在設(shè)計(jì)工作站選用機(jī)器人時(shí)，應(yīng)有先參考生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品說明*機(jī)器人的選擇在選擇機(jī)器人時(shí)，為了滿足功能要求，必82工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件83工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件84工作站對生產(chǎn)節(jié)拍的要求

生產(chǎn)節(jié)拍是指完成一個(gè)工件規(guī)定的處理作業(yè)內(nèi)容所要求的時(shí)間，也就是用戶規(guī)定的豐產(chǎn)量對機(jī)器人工作站工作效率的要求。生產(chǎn)周期是機(jī)器人工作站完成一個(gè)工件規(guī)定的處理作業(yè)內(nèi)容所需要的時(shí)間，也就是工作站完成一個(gè)工件規(guī)定的處理作業(yè)內(nèi)容所需要花費(fèi)的時(shí)間。在總體設(shè)計(jì)階段，首先要根據(jù)計(jì)劃年產(chǎn)量計(jì)算出生產(chǎn)節(jié)拍，然后對具體工件進(jìn)行分析，計(jì)算各個(gè)處理動作的時(shí)間，確定出完成一個(gè)工件處理作業(yè)的生產(chǎn)周期。

生產(chǎn)周期>生產(chǎn)節(jié)拍的處理方法：1)重新評估設(shè)計(jì)工作站2）增加輔助裝置3）增加機(jī)器人數(shù)量4）增加機(jī)器人工作站數(shù)量工作站對生產(chǎn)節(jié)拍的要求85工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件86工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件87機(jī)器人持槍點(diǎn)焊作業(yè)時(shí)間機(jī)器人持槍點(diǎn)焊作業(yè)時(shí)間88工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件89工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件90工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件91根據(jù)“工業(yè)機(jī)器人安全規(guī)范”國家標(biāo)準(zhǔn)，在作安全防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下兩條原則：

1）自動操作期間安全防護(hù)空間內(nèi)無人；

2）當(dāng)安全防護(hù)空間內(nèi)有人進(jìn)行示教、程序驗(yàn)證等工作時(shí)，應(yīng)消除危險(xiǎn)或至少降低危險(xiǎn)。安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。工作站必須設(shè)置各種傳感器，包括光幕、電磁場、壓敏裝置、超聲和紅外裝置以及攝像裝置等，當(dāng)人員無故進(jìn)入防護(hù)區(qū)時(shí)，立即使工作站中的各種運(yùn)動設(shè)備停止工作。根據(jù)“工業(yè)機(jī)器人安全規(guī)范”國家標(biāo)準(zhǔn)，在作安全防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)92工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件93機(jī)器人生產(chǎn)線機(jī)器人生產(chǎn)線94機(jī)器人工作站

在機(jī)器人生產(chǎn)線中，機(jī)器人工作站是相對獨(dú)立，又與外界有著密切聯(lián)系的部分。在作業(yè)內(nèi)容、周邊裝置、動力系統(tǒng)方面往往是獨(dú)立的，但在控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管理和物流等方面又與其他工作站以及上位管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為一體。機(jī)器人工作站在機(jī)器人生產(chǎn)線中，機(jī)器人工作站是相對獨(dú)立，又95非機(jī)器人工作站

1）專用裝置工作站2）人工處理工作站3）空站物流系統(tǒng)

物流系統(tǒng)是機(jī)器人生產(chǎn)線的一個(gè)重要的組成部分，它擔(dān)負(fù)著各工作站之間工件的轉(zhuǎn)運(yùn)、定位、甚至夾緊，工件的出庫入線或出線入庫、各站的散件人線等工作。正是物流系統(tǒng)將各個(gè)獨(dú)立的工作站單元連接起來，成為一條流動的生產(chǎn)線系統(tǒng)。生產(chǎn)線越大，自動化程度越高，物流系統(tǒng)也越復(fù)雜。它常用的傳送形式有：鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸、帶式運(yùn)輸、專用搬運(yùn)機(jī)、無入小車搬運(yùn)和同步移動機(jī)構(gòu)等，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)線的類型、工件的特點(diǎn)和總體設(shè)計(jì)思想等因素確定傳送方式。非機(jī)器人工作站1）專用裝置工作站物流系統(tǒng)96工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件97夾具板(每站各—塊)放在由鏈驅(qū)動的支撐滾輪上、周而復(fù)始地按圖示箭頭方向循環(huán)，形成封閉的物流系統(tǒng)。各站均有隨行夾具板的阻擋、定位機(jī)構(gòu)、使各板能準(zhǔn)確地停留在各站的固定位置。這種物流形式要求各塊隨行夾具板問的精度一致性較高。夾具板(每站各—塊)放在由鏈驅(qū)動的支撐滾輪上、周而復(fù)始地按圖98動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)是機(jī)器人生產(chǎn)線必不可少的一個(gè)組成部分，它驅(qū)動各種裝置相機(jī)構(gòu)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動作。動力系統(tǒng)可以分成3種類型，即電動、液動相氣動。在一條生產(chǎn)線中既可以單獨(dú)使用、也可以混合使用。一般地說，各個(gè)工作站的動力系統(tǒng)是相對獨(dú)立的，物流系統(tǒng)的動力也應(yīng)該是相對獨(dú)立的，這種配置方式便于各站的單獨(dú)調(diào)試和維護(hù)。如果使用被動或氣動，每個(gè)工作站應(yīng)當(dāng)單獨(dú)設(shè)立液壓站或氣源系統(tǒng)，構(gòu)成自身的動力體系。液動多用于工件較重或需大驅(qū)動力的場合；氣動常用于中小型工件或需驅(qū)動力較小的場合；電動則用于要求連續(xù)運(yùn)動、速度變化頻繁、停留位置多且要求準(zhǔn)確或行程較大，用液壓缸或氣缸較為困難的場合。動力系統(tǒng)99控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是機(jī)器人生產(chǎn)線的神經(jīng)中樞，它接收外部信息，經(jīng)過處理后發(fā)出指令，指導(dǎo)各職能部門按照規(guī)定的要求協(xié)調(diào)作業(yè)，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品?？刂葡到y(tǒng)的規(guī)模應(yīng)符合生產(chǎn)線自動化程度的要求。一般生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)可以分為3層，即生產(chǎn)線一子生產(chǎn)線一工作站，并構(gòu)成相互關(guān)聯(lián)的信息網(wǎng)絡(luò)。控制系統(tǒng)100輔助設(shè)備及安全裝置機(jī)器人生產(chǎn)線還有其他一些輔助的構(gòu)成部分也是必不可少的，甚至是至關(guān)重要的。有些作業(yè)內(nèi)容需要成套的外購設(shè)備作為工作站中獨(dú)立的一部分，一條線上會有若干個(gè)不同用途的這種設(shè)備。例如加工機(jī)床、焊機(jī)、噴徐裝置、測量裝置等，它們的合理選型及性能將直接影響機(jī)器人生產(chǎn)線的運(yùn)行質(zhì)量。安全裝置是機(jī)器人生產(chǎn)線中最為重要的組成部分，它直接關(guān)系到人身和設(shè)備的安全以及生產(chǎn)線的正常工作。雖然它在生產(chǎn)線中的排列比較分散，但應(yīng)該作為一個(gè)整體加以對待。對每個(gè)與運(yùn)動關(guān)聯(lián)的區(qū)域都應(yīng)給予分析，確定是否加設(shè)安全裝置。常見的區(qū)域有：操作人員有可能出入或工件進(jìn)出口的區(qū)域，不允許機(jī)器人到達(dá)的區(qū)域，快速運(yùn)動設(shè)備或機(jī)構(gòu)的外圍柵欄，操作者與作業(yè)區(qū)的分隔和有害物質(zhì)的防護(hù)等。報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)視上述區(qū)域和有關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行。輔助設(shè)備及安全裝置101機(jī)器人生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)原則

對于機(jī)器人生產(chǎn)線設(shè)計(jì)來說，除了滿足機(jī)器人工作站的設(shè)計(jì)原則外，還應(yīng)遵循以下10項(xiàng)原則：1）各工作站必須具有相同或相近的生產(chǎn)周期；2）工作站間應(yīng)有緩沖存儲區(qū)，3）物流系統(tǒng)必須順暢，避免交叉或回流；4）生產(chǎn)線要具有混流生產(chǎn)的能力，5）生產(chǎn)線要留有再改造的余地；6）夾具體要有一致的精度要求；7）各工作站的控制系統(tǒng)必須兼容8）生產(chǎn)線布局合理占地面積力求最小，9）安全監(jiān)控系統(tǒng)合理可靠；10）對于最關(guān)鍵的工作站或生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)有必要的替代儲備。機(jī)器人生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)原則102不滿足時(shí)采取的措施：1）分散作業(yè)內(nèi)容；2）重疊設(shè)置工作站3）拼合工序；不滿足時(shí)采取的措施：103工作站間緩沖存儲區(qū)(庫)工作站間緩沖存儲區(qū)(庫)104物流系統(tǒng)物流系統(tǒng)是機(jī)器人生產(chǎn)線的大動脈，它的傳輸性、合理性和可靠性是維持生產(chǎn)線暢通無阻的基本條件。物流系統(tǒng)105工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件106生產(chǎn)線混線生產(chǎn)能力

機(jī)器人生產(chǎn)線是一項(xiàng)投資大、使用周期長、效益長久的實(shí)際工程。決策時(shí)要根據(jù)自身的發(fā)展計(jì)劃和產(chǎn)品的前景預(yù)測做認(rèn)真的研究，要使投入的生產(chǎn)線最大限度地滿足品種和產(chǎn)品改型的要求。這就必然提出一個(gè)問題，即生產(chǎn)線具有混流生產(chǎn)的能力。所謂混流生戶：就足在同一條生產(chǎn)線上，能夠完成同類工件多型號多品種的生產(chǎn)作業(yè)，或只需做簡單的設(shè)備備件變換和調(diào)整，就能迅速適應(yīng)新型號工件的生產(chǎn)。這是機(jī)器人生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要原則，也是難度較大和技術(shù)水平要求較高的一部分內(nèi)容。它是衡量機(jī)器人生產(chǎn)線水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，混流能力越強(qiáng)，則生產(chǎn)線的價(jià)值、使用效率及壽命就越高?；炝魃a(chǎn)的基個(gè)要求是工件夾具共用或可交換、末端執(zhí)行器通用或可更換、工件品種識別準(zhǔn)確無誤、機(jī)器人控制程序分門別類和物流系統(tǒng)滿足最大工件傳送等內(nèi)容。生產(chǎn)線混線生產(chǎn)能力機(jī)器人生產(chǎn)線是一項(xiàng)投資大、使用周107工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件108工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件109生產(chǎn)線的再改造工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)隨著市場需求的變化而變化，高新技術(shù)的進(jìn)步和市場競爭也會促使企業(yè)引入新技術(shù)、改造舊工藝。而生產(chǎn)線又是投資相對較大的工程，因此要用發(fā)展的眼光對待生產(chǎn)線的總體設(shè)計(jì)和具體部件設(shè)計(jì)，為生產(chǎn)線留出再改造的余地。主要從以下幾個(gè)方面加以考慮：預(yù)留工作站，整體更換某個(gè)部件，預(yù)測增設(shè)新裝置和設(shè)備的空間；預(yù)留控制線點(diǎn)數(shù)和氣路通道數(shù)；控制軟件留出于程序接口等。20%左右的富余量生產(chǎn)線的再改造110機(jī)器人的末端執(zhí)行器

設(shè)計(jì)機(jī)器人末端執(zhí)行器時(shí)，要注意以下幾項(xiàng)基本要求。

1)末端執(zhí)行器要根據(jù)機(jī)器人作業(yè)的要求來設(shè)計(jì)，盡量選用己定型的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)件，如氣缸、油缸、傳感器等，配以恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)相聯(lián)接件組合成適于生產(chǎn)作業(yè)要求的末端執(zhí)行器。一種新的末端執(zhí)行器的出現(xiàn)，就可以增加一種機(jī)器人新的應(yīng)用場所。

2)末端執(zhí)行器的質(zhì)量要盡可能地輕、并力求結(jié)構(gòu)緊湊。

3)正確對待末端執(zhí)行器的萬能性與專用性。萬能的末端執(zhí)行器在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)復(fù)雜，幾乎根本不可能實(shí)現(xiàn)。目前在實(shí)際應(yīng)用中，仍是那些結(jié)構(gòu)簡單、萬能性不強(qiáng)的末端執(zhí)行器最為適用，因此要著重開發(fā)各種各樣專用的、高效率的末端執(zhí)行器，加上末端執(zhí)行器的快速更換裝置，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的多種作業(yè)功能。機(jī)器人的末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)機(jī)器人末端執(zhí)行器時(shí)，要注意以下幾項(xiàng)基111工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件112工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件113工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件114工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件115工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件116專用型末端執(zhí)行器使用機(jī)器人作業(yè)，必須解決好下面幾個(gè)問題：要將膠壩準(zhǔn)確、牢固地貼在玻璃表面。隨著機(jī)器人貼壩的運(yùn)動，要同步地將不干膠保護(hù)紙剝離開收集起來。在膠壩的頭尾接合處準(zhǔn)確地切斷壩條壩條的導(dǎo)向和流動要順楊。更換壩條盤要簡便迅速。這項(xiàng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于保護(hù)紙的剝離速度與壩條流動速度必須嚴(yán)格匹配，否則會出現(xiàn)保護(hù)紙抽拉壩條，造成壩條的堆積。專用型末端執(zhí)行器使用機(jī)器人作業(yè)，必須解決好下面幾個(gè)問題：117工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件118工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件119工夾具及變位機(jī)

1)變位機(jī)要能把工件變換到最佳位置，以保證機(jī)器人工具(如焊槍等)處于最合理的工作狀態(tài)。

2)變位機(jī)要盡可能地滿足所有作業(yè)位置的變換要求。對于確實(shí)難于實(shí)現(xiàn)的位置或加工死區(qū)，可由人工處理或在下一工作站中通過轉(zhuǎn)變裝夾設(shè)法解決。

3)變位機(jī)要具有較高的重復(fù)定位精度，保證工件加工的一致性和穩(wěn)定的加工質(zhì)量。

4)變位機(jī)要盡可能地縮短機(jī)器人的等待時(shí)間，通過兩工位或多工位的構(gòu)造形式．將人工處理時(shí)間與機(jī)器人的工作時(shí)間重疊起來，縮短加工周期，提高生產(chǎn)率。

5)變位機(jī)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，足以抵抗正常外力，使綜合變形量不影響機(jī)器人的正常作業(yè)和工件的焊接質(zhì)量。

6)變位機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必須解決電氣導(dǎo)線和氣路軟管的破壞性纏繞問題，設(shè)置必要的引線和進(jìn)氣裝置，保護(hù)導(dǎo)線和管路不受損壞。

7)變位機(jī)用于焊接作業(yè)時(shí)，焊接電源的負(fù)極要盡量靠近被焊工件，并要求電流不通過軸承等接觸點(diǎn)較少或接觸面積較小的機(jī)械零件，以保證起弧質(zhì)量好和不損壞機(jī)械運(yùn)動器件。

8)對于振動性較大的作業(yè)，變位機(jī)應(yīng)與機(jī)器人本體通過底座等結(jié)構(gòu)件連成一體，保證機(jī)器人與變位機(jī)的相對位置精度。工夾具及變位機(jī)1)變位機(jī)要能把工件變換到最佳位置，以保證機(jī)120工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件121工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件122工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件123工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)線及工作站課件124搬運(yùn)碼垛工作站

搬運(yùn)碼垛機(jī)器人工作站一般具有如下一些特點(diǎn)；應(yīng)有物品的傳送裝置，其形式要根據(jù)物品的特點(diǎn)選用或設(shè)計(jì)；可使物品準(zhǔn)確地定位，以便于機(jī)器人抓??；多數(shù)情況下設(shè)有碼垛的托板，或機(jī)動或自動地交換托板；有些物品在傳送過程中還要經(jīng)