伟星自动化项目升级改造
建设方案
浙江中创科联智能装备技术有限公司
哈工大工研院智控所
2017年12月
目录
1.系统研制背景
1.1系统的行业应用背景介绍
随着加工企业生产发展的需要，劳动力市场人员紧缺，人力成本逐年攀升，不可预见的风险因素，为企业的生产带来了不必要的制约因素。能否减人增效，增加企业经济效益，同时保证生产质量，实现批量化、批次化，已经成为当今企业发展的一大难题。
1.2系统的国内外现状
根据调研信息的掌握和了解，目前国内外企业生产模式，主要采取以下几种工作方式：
人工手动作业
由人工完成全部的作业，比如将生产的货物进行灌装、封包，通过叉车、推车等辅助设备，将加工货物运送到下一工位，该种工作方式为最原始作业，
工程造价成本低，用工需求量大，短途作业速度快，但是长时间作业后，生产配送效率将大大降低，出错率增高等情况，再搬运大型货物时，还易发生重大安全隐患。
●大型生产线
该种方式实现了企业自动化生产，通过传送装置，运送到工位或仓储区，再配合相应的作业或工艺流程，需要人工来操作控制台。该种模式生产造价成本高，用工数量不减，只是实现了半自动化生产模式。
●智能装备
该种作业方式是目前最为主流的生产加工方式，国内多个大型企业都以采用这种方式进行货物配送及加工。采用AGV或机械手完成整改生产作业流程，AGV配送能够保证货物准时到达，同时对车上的货物信息进行信息记录登记，保证货物信息与物流信息的统一，减少人工参与，根据工艺流程和生产线的节拍即可制定相应的路径规划。通过机械手的运用，自动化完成生产线的加工，省去人力和物力，降低生产成本，是工业4.0在企业生产运营的一个体现。
以上三种模式，只是实现了点的自动化，没有将整个生产线进行串联，同时，需要人工配合的程度高。
1.3我们的产品、行业及技术优势
公司秉承着“挖掘企业需求，立足自主开发，提升品质效率，改造传统产业，引领自控市场，创建民族品牌”为己任，以“高效、实用、优质、共
赢”为企业宗旨，量身定制自动化、智能化、高效化的生产设备。行业产研发展涉及到印染业、医药业、新能源行业、高中职院校等。
我公司拥有10余年的智能装备及工业机器人的研发和产业化经验，以哈工大专业技术团队为依托，所研产品硬件设备与软件控制并重，充分利用远程控制、互联网+及大数据等高精尖技术。公司不仅注重自动化控制，而且更注重设备所传达的潜在信息，挖掘工业级数据潜能，从内在改变现有的生产模式，致力于建设无人化和智能化的智慧工厂。
2.项目一波纹管自动码垛
2.1客户对项目的需求描述
2.1.1功能需求
实现两台注塑机生产出波纹管后，自动码垛，按照码垛要求，第一层管口朝里，第二层管口朝外摆放。
图2.1现场注塑机实物图
图2.2波纹管及料车
图2.3现场CAD图纸
2.1.2 性能需求
●波纹管长6.1m，直径225mm和300mm。
●波纹管一根重40KG。
●注塑机每3分钟出一根管子。
●改造现场有两台注塑机。
●接料车尺寸：长3160mm*宽1550mm*高1150mm。
●现场有1米左右的安全通道，不能占用。
2.2项目需求分析
2.2.1 功能需求分析
根据客户自动化需求，建议采用龙门式码垛生产线，龙门架设计摆放在两条注塑机旁，不会占用安全通道，同时根据码放要求，设计机械手工装夹具能够旋转180°，机械手可以上下抓取，左右移动的龙门结构。
2.2.2 性能需求分析
●完成波纹管长度6.1m，重量40KG，直径225mm和300mm两种管材的码垛。
●符合现场注塑机的工作节拍。
●满足码垛需求，一层管口朝外，一层管口朝内。
2.3系统设计
2.3.1系统介绍
该方案采用三轴机械手，配有180°旋转双夹具结构。A注塑机生产完波纹管后，传送到接料装置。
当不需要对波弯管进行旋转时，中控系统启动气动装置，波纹管直接从接料装置滚落到接料车中。
当需要波纹管进行旋转时，机械手从待作业区，横向滑动到注塑机作业区，抓取波纹管，横向移动到接料车，工装夹具旋转180°，码垛放置到接料车中。
图2.4 系统布局示意图
图2.6 系统工作流程图
2.4系统组成
该系统由机械手和中控系统组成。
●机械手：采用龙门式机械手机构，机械手配有能够旋转180°工装夹具，
夹取波纹管。
●中控系统：采用上位机控制系统，联动控制工业机器人启停、夹具工
装的装卡、接料装置启动等动作，采用简单易操作的人机界面，方便
人员更改系统参数和调整动作时间，并可调整程序，实现波纹管码垛
作业。
2.5重要模块设计
2.5.1机械手
经过综合性考虑，能够完成波纹管抓取及码放的同时，又能提升经济效益，同时还能够降低成本，此方案中选配的机械手为三轴机械手。
三轴机械手是一款经济实用性产品，它不但能够满足生产工序的需要，而且以价格的优势占据了一定的市场空间。
图2.7机械手示意图（具体根据实物设计为主）
2.5.2机械手末端夹具
根据工件特征量身定制夹具，采用180度旋转头双夹具结构。为了保证波纹管夹取的稳固性，设计两爪间距1m。抓取后，不会出现偏坠现象。
夹具设计配备传感器及电气保护装置，在设备突然失电或失气的情况下，仍能保证工件抓取牢靠。
图2.8机械手末端夹具示意图（具体根据实物设计为主）
图2.9机械手末端双夹具示意图（具体根据实物设计为主）2.5.3生产节拍
