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双臂水切割机器人工艺改善

  • 投稿一朵
  • 更新时间2015-10-13
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李刚 董翠

保定亿新汽车配件有限公司河北保定071000

摘要 通过双臂水切割机器人工艺改善,提高人员的工作效率,避免人员等待。同时在一定程度上提高切割效率。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 切割;工艺改善;工作模式

1 现有技术背景

工作时,机器人只能在两个工位交替进行工作,操作人员将工件放在切割工位,启动机器人进行工作,待切割完毕后,机器人暂停工作,转向另一工作台工作,操作人员开始取件,放件,开始下一个工循环。(图1)

(1)一人/工位,人员工作效率低下;(2)设备工作时间长,一般为200S/件,人员取放件的周期短160S/件,每切割一件产品,人员等待时间40S;(3)切割效率低,以切割顶蓬为例,现有技术约200S/件,随着产量的日益增大,很难满足生产需求。(4)切割产品的规格受到限制,现有技术只能一个工位切一种产品, 最大切割产品为2500*1700。

3 改善的目的

(1)提高人员工作效率,三工位时可以实现切小件时0.5 人/工位,切大小件混合时0.6 人/工位。(2)减少人员的等待浪费;各工位或独立工作,或协调工作,保证人员的无间歇工作;(3)提高切割效率,以切割顶蓬为例,本切割工艺约90S/件,随着产量的日益增大,能满足生产需要。(4)可以适应小工件单独工作,大工件单独工作,大小工件混合工作等多种不同模式,双臂切割时最大切割产品可以达到3000*2000,适应的产品范围更广。

4 详细的方案

双臂高压水切割机器人切割工艺,包括:1 号机器人,2 号机器人,A 工作区、B 工作区、C 工作区组成。(图2)

操作、动作详细方案:

工作区分为A、B、C 三个工作区,机器人为1 号、2 号机器人。其中,A 区的工件只由1 号机器人切割,B 区的工件只由2 号机器人切割,C 区的工件是由1 号和2 号机器人共同切割,系统分为三个工作模式,由控制柜的四档拨位开关控制。分为小工件单独工作模式、大工件单独工作模式、大小工件混合工作模式和四工件工作模式。

4.1 小工件单独工作模式

工作时,操作员在A 区胎具上放好一个未切割的新工件,当按下A 区启动按钮后,1 号机器人进入A 区进行工作,工作完成后回到HOME 点,等待操作员撤下切割好的工件,更换新的工件后,再次按下A 区启动按钮后,1 号机器人再次去A 区进行作业……循环工作;2 号机器人在B 区亦工作。两台机器人在各自的工作区域工作,互不干涉,独立完成各自的工作任务,并且两台机器人摆放安装位置也不干涉,可以同时作业,以提高工作效率。(在此模式下,C 区启动失效)

4.2 大工件协作工作模式

工作时,当按下C 区启动按钮后(C 区有两个操作台,两个操作台的启动按钮有同样的功能,按下两个其中的一个都可以启动机器人进行作业),1 号和2 号机器人从HOME 点启动,同时进入C 区进行切割。共同作业完成后,两台机器人都各自回到HOME 点,等待操作员撤下切割好的工件,更换新的工件后,再次按下C 区启动按钮后,两台机器人再次共同去C 区作业……当1 号和2 号机器人在C区进行切割时,两台机器人之间有安全交互信号,可以防止两台机器人发生碰撞。(在此模式下,A、B 区启动失效)

4.3 大小工件混合工作模式

工作时,双台机器人可同时在A、B、C 三区同时工作,即:1 号机器人在A 区作业、2 号机器人在B 区作业、1 号和2 号机器人同时在C 区对同一工件进行作业。工作时当按下A 区启动按钮后,1 号机器人进入A 区进行工作;当按下B 区启动按钮后,2 号机器人进入B区进行工作;当按下C 区按钮后(C 区有两个操作台,两个操作台上的启动按钮有同样的功能,按下两个其中的一个都可以启动机器人进行作业,1 号和2 号机器人同时进入C 区对同一工件进行作业。当1 号、2 号机器人在C 区进行切割时,两台机器人之间有安全交互信号,可以防止两台机器人发生碰撞。(注:有时A、B区摆放大小不一样的工件,因此两台机器人作业就会有快慢之分,这时系统等待1 号和2 号机器人都回到HOME 点后,然后同时进入C 区进行切割作业。)

4.4 四工件工作模式

工作时,双台机器人可同时在A、B、C 三区同时工作,即:1 号机器人在A 区作业、2 号机器人在B 区作业、1 号和2 号机器人分别在C 区对各自负责的工件进行作业。工作时,当按下A 区启动按钮后,1 号机器人进入A 区进行工作;当按下B 区启动按钮后,2 号机器人进入B 区进行工作;当按下C-1 区启动按钮后,1 号进入C 区对其负责的小工件进行作业、当按下C-2 区启动按钮后,2 号进入C 区对其负责的小工件进行作业。(注:C 区摆放的两个小工件,摆放距离必须有一定的安全距离。当两台机器人在实际切割工作中,有碰撞的可能性时,两台机器人在示教时,必须写入安全交互信号,可以防止两台机器人发生碰撞)

5 技术方案中可以进行位置调整

(1)可以更改切割的方式,将水切割变更为等离子切割。(2)可以更改水切割设备的摆放方式,由落地式更改为悬吊式。(3)由双臂三工位调整为双臂四位,在双臂水切割工位的两侧各设置一个工位。

6 本方案创新

(1)三工位的排布方式,在双臂水切割的两端分别放置一个切割工位,在两臂的中间设置一个工位,既可以进行单臂操作,又可以实现双臂的联合操作。(2)各工作工件的放置方式,可以为小工件单独工作模式;大工件独立工作模式;大小工件混合工作模式;四工件工作模式。

7 方案的效果

(1)提高人员工作效率,三工位时可以实现切小件时0.5 人/工位,切大小件混合时0.6 人/工位。(2)减少人员的等待的浪费;各工位或独立工作,或协调工作,保证人员的无间歇工作。(3)提高切割效率,以切割顶蓬为例,本切割工艺约90S/件,随着产量的日益增大,能满足生产需要。(4)可以适应小工件单独工作,大工件单独工作,大小工件混合工作等多种不同模式,双臂切割时最大切割产品可以达到3000*2000,适应的产品范围更广。