沈陽(yáng)萊茵焊縫打磨機(jī)器人方案

沈陽(yáng)萊茵焊縫打磨機(jī)器人方案第1頁(yè)/共30頁(yè)機(jī)器外形尺寸長(zhǎng)x寬x高=1200x1100x1900復(fù)合型懸臂式五自由度機(jī)器人分割器旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)定制工裝（上料處）固定卡鉗大功率進(jìn)口電動(dòng)主軸（打磨專(zhuān)用）打磨機(jī)器人系統(tǒng)組成機(jī)器人桁架

上下料工作區(qū)機(jī)器人工作區(qū)沈陽(yáng)萊茵機(jī)器人有限公司沈陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)二號(hào)街2甲2號(hào)機(jī)器人部經(jīng)理：紀(jì)英男電話(huà)2頁(yè)/共30頁(yè)1、下料：人工將打磨好的工件取下，2、上料：人工將毛坯件裝到夾具中卡緊，3、啟動(dòng)工作臺(tái)，使其轉(zhuǎn)動(dòng)180度，4、5D機(jī)械手對(duì)6個(gè)位置進(jìn)行打磨，含初打磨和補(bǔ)充后精磨。5、機(jī)械手臂上的精密距離傳感器隨時(shí)可以測(cè)量打磨精度，如果滿(mǎn)足要求就進(jìn)入拋光過(guò)程，否則繼續(xù)打磨。6、先換上拋光工具，然后根據(jù)測(cè)量值開(kāi)始拋光到理想的位置。7、再次測(cè)量拋光精度，滿(mǎn)足要求就結(jié)束，否則再拋光。循環(huán)1步驟，打磨循環(huán)工作時(shí)間在45秒以?xún)?nèi)每個(gè)工件。打磨及拋光工藝流程說(shuō)明沈陽(yáng)萊茵機(jī)器人有限公司沈陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)二號(hào)街2甲2號(hào)機(jī)器人部經(jīng)理：紀(jì)英男電話(huà)3頁(yè)/共30頁(yè)機(jī)器人打磨說(shuō)明1、機(jī)器人的五個(gè)運(yùn)動(dòng)軸強(qiáng)度要好，機(jī)器人的支架要牢靠，類(lèi)似機(jī)床工作時(shí)不能有任何震動(dòng)。剛性要好，類(lèi)似于五軸加工中心方式工作，力爭(zhēng)通過(guò)銑削打磨后幾何尺寸能滿(mǎn)足要求。表面要向貴公司拋光完件的平整。2、要實(shí)驗(yàn)確定是用銑銼刃加工，還是用銑刀刃加工？目的是保證加工速度。3、拋光過(guò)程不是為了去掉更多的焊口，僅僅是把打磨加工所產(chǎn)生的刀紋去掉。拋光過(guò)程要極短。第4頁(yè)/共30頁(yè)5軸機(jī)器人中XYZ示意圖第5頁(yè)/共30頁(yè)本方案采用下圖中第五軸和第六軸第6頁(yè)/共30頁(yè)5軸機(jī)器人中擺動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸介紹第4軸--擺動(dòng)軸工作范圍：±145°，第5軸--旋轉(zhuǎn)軸工作范圍：±180°，第7頁(yè)/共30頁(yè)打磨方位簡(jiǎn)要說(shuō)明通過(guò)XYZ三個(gè)軸，擺動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的五軸五聯(lián)動(dòng)，可以從任意位置，任意方向?qū)ぜM(jìn)行打磨。通過(guò)5軸聯(lián)動(dòng)可以保證被打磨面是平滑的曲面，沒(méi)有直角邊。第8頁(yè)/共30頁(yè)拋光簡(jiǎn)要說(shuō)明通過(guò)XYZ三個(gè)軸，擺動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的五軸五聯(lián)動(dòng)，可以從任意位置，任意方向?qū)ぜM(jìn)行拋光。通過(guò)5軸聯(lián)動(dòng)可以保證被拋光面是平滑的曲面，人感覺(jué)不錯(cuò)有過(guò)渡。第9頁(yè)/共30頁(yè)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)說(shuō)明旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)

1、高精度180度分隔器：打磨和裝卸零件是分開(kāi)和隔離的。2、立式裝夾零件：保證一次安夾就能完成全部6個(gè)位置的打磨。3、立式工裝強(qiáng)度好，方便排塵，長(zhǎng)期可靠工作。

第10頁(yè)/共30頁(yè)手工壓緊工裝示意圖第11頁(yè)/共30頁(yè)第12頁(yè)/共30頁(yè)換刀機(jī)構(gòu)采用美國(guó)ATI的快速換刀機(jī)構(gòu)，共計(jì)用兩個(gè)氣動(dòng)主軸1、一個(gè)主軸用于打磨，2、令一個(gè)主軸用于拋光第13頁(yè)/共30頁(yè)快速換刀主要組成1、主要是上下對(duì)接板及配套氣路等。2、上對(duì)接板及配套氣路要裝在機(jī)器人最末端裝手爪處。3、第一塊下對(duì)接板及配套氣路要裝在打磨主軸上。4、第二塊下對(duì)接板及配套氣路要裝在拋光主軸上。第14頁(yè)/共30頁(yè)換刀機(jī)構(gòu)原理圖第15頁(yè)/共30頁(yè)打磨主軸及合金刀具在打磨主軸的上面裝上換刀部分的第一個(gè)換到對(duì)接組件。1、如果采用德國(guó)LUKAS的合金刀具，工作時(shí)間更長(zhǎng)。2、拋光頭采用LOKAS的立方氮化蹦，一個(gè)頭可以工作幾個(gè)月。第16頁(yè)/共30頁(yè)拋光主軸及合金刀具1、在拋光主軸的上面裝上換刀部分的第二個(gè)換到對(duì)接組件2、拋光部分可能用合金銼，可能用其它材質(zhì)，待協(xié)商后定第17頁(yè)/共30頁(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)機(jī)器人控制系統(tǒng)采用德國(guó)Trimeta公司的高檔機(jī)器人控制系統(tǒng)Editasc

第18頁(yè)/共30頁(yè)力傳感器說(shuō)明1、采用下圖所示的打磨結(jié)構(gòu)，采用力傳感器可以解決下面的問(wèn)題：2、避免空打磨，可以快速進(jìn)給加大打磨力度3、通過(guò)力反饋控制打磨力度，保證刀具壽命，避免損刀。4、適應(yīng)不同高度，不同寬度的焊口打磨第19頁(yè)/共30頁(yè)打磨精度檢測(cè)傳感器說(shuō)明自動(dòng)檢測(cè)打磨精度以及打磨精度補(bǔ)償方式

1、采用一個(gè)歐洲產(chǎn)激光測(cè)量?jī)x，裝在機(jī)器人Z軸上，打磨完就立即測(cè)量，提高效率和精度。

2、可以對(duì)打磨工具消耗以及工具加工過(guò)程中進(jìn)行檢查，來(lái)指導(dǎo)打磨，保證打磨精度。

第20頁(yè)/共30頁(yè)傳感器的安裝位置及防護(hù)1、傳感器安裝在Z軸最下端，2、用氣缸把傳感器外面附件防護(hù)門(mén)打開(kāi)或關(guān)上，保護(hù)距離測(cè)量?jī)x。3、傳感器與銑刀都安裝在Z軸上，誤差小。測(cè)量時(shí)位移小，速度快，可以構(gòu)成打磨，測(cè)量，打磨，再測(cè)量等反復(fù)閉環(huán)打磨，確保打磨精度。第21頁(yè)/共30頁(yè)傳感器型號(hào)為ZLDS100-10ZLDS100-5的技術(shù)數(shù)據(jù)：1）開(kāi)始測(cè)量點(diǎn)距離15mm,結(jié)束點(diǎn)距離25mm,有效距離10mm。2）分辨率為：10*0.0001=0.001mm,就是說(shuō)能分辨出0.001mm高度變化。3）線(xiàn)性度為：10*0.001=0.01mm,就是說(shuō)能準(zhǔn)確，可靠測(cè)量出0.01mm高度變化。4）采用串口輸出測(cè)量值，每秒至少測(cè)量2000點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)面積很小能準(zhǔn)確反映出被測(cè)滿(mǎn)的高度，而非平均高度。5）通過(guò)信號(hào)處理技術(shù)來(lái)計(jì)算出焊口與周?chē)尘暗母叨茸兓?。焊口要比周?chē)?，但其高度差要小?.01mm。6）測(cè)量打磨前和打磨后高度，用于保證正常面被打磨掉的高度很小，比如0.1mm以?xún)?nèi)。第22頁(yè)/共30頁(yè)測(cè)量的位置1、每條線(xiàn)上最后測(cè)量4個(gè)小區(qū)域的高度值，對(duì)應(yīng)下圖中小紅圈。2、每個(gè)小區(qū)域要測(cè)量幾個(gè)值，取平均值，測(cè)量位置要有小的變化。3、通過(guò)每條線(xiàn)上4個(gè)測(cè)量平均值計(jì)算出焊縫高度，焊口周?chē)叨取?、對(duì)同一區(qū)域的打磨后測(cè)量值和拋光后測(cè)量值對(duì)比，拋光后高度變化小于0.1mm.5、拋光后每條線(xiàn)上的4個(gè)值應(yīng)在一條直線(xiàn)上。第23頁(yè)/共30頁(yè)補(bǔ)償原理測(cè)量原理如下：1、在打磨后進(jìn)行一次固定幾個(gè)點(diǎn)的測(cè)量。比如沿焊口方向兩邊各3個(gè)小區(qū)域。2、如何焊口比周?chē)叱隽啃∮?.1mm,打磨結(jié)束。否則根據(jù)焊口比周?chē)叱龅闹颠M(jìn)行定量打磨，確保高度小于0.1mm,但必須要高出些，確保不傷焊口周?chē)F板。3、精拋光一定時(shí)間后，再測(cè)量1）焊口還高否，2）焊口周?chē)蔫F板高度值要幾乎無(wú)變化，不能減速0.05mm。這樣保證了拋光精度和鋼板被拋光量很小，也提高了拋光速度。第24頁(yè)/共30頁(yè)粉塵回收機(jī)構(gòu)1、在手爪上安裝吹氣裝置，保證主軸及便于下面的吸塵。2、在打磨區(qū)下部安裝吸塵裝置，將粉塵吸出，過(guò)淲和收集。3、整個(gè)設(shè)備采用類(lèi)似加工中心式全防護(hù)，確保不會(huì)有粉塵和液體跑動(dòng)防護(hù)罩外面。4、防護(hù)鈑金罩上裝有有機(jī)玻璃窗，可以從外面觀看里面的加工情況。5、最下面漏斗式吸氣機(jī)構(gòu)，能把打磨和拋光產(chǎn)生的鐵屑和粉塵吸走。

第25頁(yè)/共30頁(yè)安全防護(hù)1、機(jī)器人采用全封閉防護(hù)機(jī)構(gòu)，防止工人進(jìn)入機(jī)器人的工作空間內(nèi)，也保證機(jī)器人萬(wàn)一誤動(dòng)作，也不會(huì)傷人。2、桁架上也安裝鋼架，防護(hù)網(wǎng)和防護(hù)玻璃等，使工作臺(tái)與外部完全隔離。

第26頁(yè)/共30頁(yè)打磨氣動(dòng)主軸說(shuō)明高速打磨主軸：1、瑞士的氣動(dòng)打磨主軸，故障率很低。2、德國(guó)德派的氣動(dòng)主軸也是世界名牌。第27頁(yè)/共30頁(yè)安全措施1、加防護(hù)網(wǎng)，使操作員與機(jī)器人隔離。確保工作時(shí)任何人無(wú)法與機(jī)器人及相關(guān)運(yùn)動(dòng)部分接觸。2、安全鎖保證措施進(jìn)入機(jī)器人防護(hù)網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行檢修，必須用專(zhuān)用鑰匙。只有相應(yīng)操作員有該鑰匙。當(dāng)對(duì)機(jī)器人檢修等要進(jìn)入防護(hù)網(wǎng)內(nèi)，必須把鑰匙取下放置在操作員手里。鑰匙取下就自動(dòng)下電，采用多級(jí)串連方式保護(hù)。同時(shí)在防護(hù)網(wǎng)內(nèi)有上下電總開(kāi)關(guān)，和在防護(hù)網(wǎng)外面也有上下電總開(kāi)關(guān)。僅僅當(dāng)里外兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合和鑰匙也在閉合位置才能給設(shè)備上電。但鑰匙取下或處于開(kāi)的位置，里面的總開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)。3、機(jī)器人自身安全措施主要是機(jī)器人防碰：a）采用高可靠數(shù)控系統(tǒng)；b)機(jī)器人每加工完一個(gè)零件就自動(dòng)檢測(cè)自身的位置及回零點(diǎn)，確保位置準(zhǔn)確，采用帶抱閘和配高分辨率絕對(duì)值編碼器這樣可靠性高。C)采用示教方式編程，然后在工作臺(tái)移開(kāi)的情況下，驗(yàn)證產(chǎn)生的去毛刺程序到正確為止。4、帶有急停按鈕，工作狀態(tài)塔燈和蜂鳴器

第28頁(yè)/共30頁(yè)焊縫打磨機(jī)器人配置清單序號(hào)組件數(shù)量單價(jià)(萬(wàn)人民幣)總價(jià)(萬(wàn)人民幣)備注1工作轉(zhuǎn)臺(tái)1套雙工位兩套工裝4套工裝卡鉗2五自由度復(fù)合型機(jī)器人1套3機(jī)器人控制部分1套傳感器、控制箱控制系統(tǒng)4機(jī)器人桁架及除塵、防護(hù)部分1套5機(jī)器人打磨主軸+工具1