工藝要求分析及硬件選型工藝要求分析及硬件選型知識(shí)目標(biāo)掌握典型工業(yè)機(jī)器人機(jī)床上下料工作站硬件選型方法和步驟；掌握機(jī)床上下料工作站工藝要求分析方法；技能目標(biāo)根據(jù)工藝要求完成標(biāo)準(zhǔn)部件和非標(biāo)準(zhǔn)部件的選型；能編寫機(jī)床上下料工作站硬件選型方案。素質(zhì)目標(biāo)樹立樂(lè)觀積極務(wù)實(shí)進(jìn)取的人生態(tài)度。加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力、溝通協(xié)調(diào)能力和再學(xué)習(xí)能力。任務(wù)情景為適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展需求提高企業(yè)的生產(chǎn)效率將現(xiàn)有工作站進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造將機(jī)床上下料的工作全部設(shè)計(jì)由機(jī)器人自動(dòng)完成數(shù)控銑床和數(shù)控車床任務(wù)分析目標(biāo)：用機(jī)器人給2臺(tái)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)上下料，全程無(wú)人參與加工。加工工件：電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)前端蓋、電機(jī)后端蓋。機(jī)床數(shù)量：2臺(tái)數(shù)控機(jī)床。工件的加工節(jié)拍：180S/件。任務(wù)分析完成任務(wù)需要根據(jù)加工工件的加工要求設(shè)計(jì)工藝流程。根據(jù)設(shè)計(jì)出的工藝流程對(duì)整個(gè)工作站進(jìn)行合理的布局和規(guī)劃。對(duì)機(jī)器人、工控設(shè)備、行走軸等硬件設(shè)備進(jìn)行硬件選型，撰寫選型報(bào)告。知識(shí)準(zhǔn)備工藝要求分析機(jī)床上下料工作站的主要功能實(shí)現(xiàn)從觸摸屏完成3個(gè)不同工件加工訂單的下單，全自動(dòng)的從傳送帶取料放入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，并將成品從數(shù)控機(jī)床中下料后，放入傳送帶的這一流程。根據(jù)要完成的工序選用相應(yīng)的硬件，并進(jìn)行電氣電路連接以及編程調(diào)試?？刹捎梅抡孳浖O(shè)計(jì)機(jī)床上下料工作站，構(gòu)造虛擬工作環(huán)境，進(jìn)行驗(yàn)證工作，表2-1

電機(jī)轉(zhuǎn)子（軸）工藝過(guò)程卡片圖2-3轉(zhuǎn)子軸工程圖表2-2電機(jī)前端蓋工藝過(guò)程卡片圖2-4前端蓋工程圖圖2-5后端蓋工程圖表2-3

電機(jī)后端蓋工藝過(guò)程卡片圖2-7

機(jī)器人機(jī)床上下料工作站工藝流程圖圖2-6

機(jī)器人機(jī)床上下料工作站設(shè)備布局圖知識(shí)準(zhǔn)備工業(yè)機(jī)器人選型盡量選用控制系統(tǒng)更先進(jìn)、I/O接口更多、有配套工藝軟件的工業(yè)機(jī)器人品牌和型號(hào)，以利于使系統(tǒng)具有一定的冗余性和擴(kuò)充性。根據(jù)工作任務(wù)的工藝要求，項(xiàng)目的預(yù)算來(lái)確定工業(yè)機(jī)器人的品牌；根據(jù)工作任務(wù)、操作對(duì)象以及工作環(huán)境等因素，確定工業(yè)機(jī)器人的型號(hào)主要硬件選型知識(shí)準(zhǔn)備發(fā)那科機(jī)器人主要硬件選型圖2-8發(fā)那科M-20iA/12L機(jī)器人工作范圍圖圖2-9發(fā)那科M-20iA/12L機(jī)器人性能參數(shù)表知識(shí)準(zhǔn)備華數(shù)機(jī)器人主要硬件選型圖2-10華數(shù)HSR-JR620L機(jī)器人工作范圍圖圖2-11華數(shù)HSR-JR620L機(jī)器人性能參數(shù)圖知識(shí)準(zhǔn)備PLC選型通過(guò)分析整個(gè)控制流程以及具體的硬件連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)作流程需要輸入點(diǎn)數(shù)為50，輸出點(diǎn)數(shù)為40，整個(gè)工作臺(tái)的控制都采用數(shù)字量控制。主要硬件選型圖2-12S7-1200PLC性能參數(shù)圖知識(shí)準(zhǔn)備機(jī)器人行走軸選型主要硬件選型序號(hào)項(xiàng)目參數(shù)備注1寬度920mm

2工作面高度350mm

3有效長(zhǎng)度3.8m整個(gè)長(zhǎng)度不超過(guò)5m4驅(qū)動(dòng)方式伺服電機(jī)+減速機(jī)

5傳動(dòng)方式齒輪齒條

6控制方式機(jī)器人示教器控制

7線速度最大速度大于1.5m/s

9潤(rùn)滑方式手動(dòng)潤(rùn)滑泵

10負(fù)載大于500kg

11重復(fù)定位精度±0.2mm

12安裝后導(dǎo)軌平面度±0.3mm表2-4行走軸選型具體參數(shù)圖2-13行走軸效果圖知識(shí)準(zhǔn)備主要硬件選型確定典型加工工件箱體類零件應(yīng)選擇臥式加工中心。板類零件應(yīng)選擇立式加工中心。軸類零件應(yīng)選擇車削加工中心。數(shù)控機(jī)床選型知識(shí)準(zhǔn)備主要硬件選型選擇數(shù)控機(jī)床規(guī)格機(jī)床工作臺(tái)面積應(yīng)大于典型零件尺寸以便于安裝夾具。機(jī)床行程應(yīng)大于典型零件加工范圍以便于出刀。機(jī)床工作臺(tái)承重能力應(yīng)大于零件和夾具的重量。主電機(jī)功率：主電機(jī)功率越大，其每分鐘可切除的金屬余量就越多，表明機(jī)床切削能力越強(qiáng)，剛性也越高。數(shù)控機(jī)床選型知識(shí)準(zhǔn)備主要硬件選型選擇機(jī)床的精度應(yīng)統(tǒng)一使用ISO標(biāo)準(zhǔn)衡量機(jī)床的定位和重復(fù)定位精度值。機(jī)床的重復(fù)定位精度反映了該控制軸在行程內(nèi)任意定位點(diǎn)的定位穩(wěn)定性，這是衡量該控制軸能否穩(wěn)定可靠的基本指標(biāo)。零件在單軸上移動(dòng)加工兩孔的孔距精度約為機(jī)床單軸定位精度的2倍左右，雙軸移動(dòng)則為機(jī)床單軸定位精度的3倍左右。數(shù)控機(jī)床選型知識(shí)準(zhǔn)備主要硬件選型數(shù)控系統(tǒng)的選擇銑削應(yīng)選擇銑床系統(tǒng)，車削應(yīng)選擇車削系統(tǒng)，鉆削應(yīng)選擇鉆削系統(tǒng).進(jìn)口系統(tǒng)性能穩(wěn)定價(jià)格高，國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)可靠性差價(jià)格低。系統(tǒng)基本功能都已固化，特殊選項(xiàng)價(jià)格特別貴，可根據(jù)實(shí)際需要適當(dāng)選擇，如FANUC-0I-MC銑床系統(tǒng)中圖形顯示功能、自動(dòng)編程軟件、刀具測(cè)量系統(tǒng)、工件測(cè)量系統(tǒng)、以太網(wǎng)接口及通信功能可增加成本二十多萬(wàn)元。數(shù)控機(jī)床選型知識(shí)準(zhǔn)備主要硬件選型估算工時(shí)和節(jié)拍選擇機(jī)床時(shí)必須做可行性分析：一年內(nèi)該機(jī)床能加工出多少典型零件。根據(jù)典型零件確定數(shù)控機(jī)床加工工序的內(nèi)容，根據(jù)準(zhǔn)備給機(jī)床配置的刀具種類和數(shù)量來(lái)確定切削用量，并計(jì)算每道工序的切削時(shí)間及相應(yīng)的輔助時(shí)間，一般換刀時(shí)間按10s計(jì)算。數(shù)控機(jī)床選型知識(shí)準(zhǔn)備主要硬件選型刀庫(kù)的選擇及刀柄的配置刀庫(kù)容量越大，價(jià)格越貴，故障率也越高，加工中心50%以上的故障都與刀庫(kù)有關(guān)。在立加上選用20把刀左右刀具容量的刀庫(kù)、在臥加上選用40把刀左右刀具容量的刀庫(kù)基本上能滿足要求。數(shù)控機(jī)床選型刀庫(kù)的選擇及刀柄的配置1根據(jù)典型零件要加工的工序內(nèi)容確定刀柄的種類和數(shù)量，用戶不太熟悉時(shí)可由機(jī)床廠家或刀具供應(yīng)商協(xié)助分析加工工藝，并制定刀具和刀柄的選配方案。2選用復(fù)合式的刀具預(yù)調(diào)儀：為了提高數(shù)控機(jī)床的開動(dòng)率，加工前刀具的準(zhǔn)備工作盡量不要占用機(jī)床工時(shí)。為了提高預(yù)調(diào)儀的利用率，最好是一臺(tái)預(yù)調(diào)儀為多臺(tái)機(jī)床服務(wù)，把他納入數(shù)控機(jī)床的技術(shù)準(zhǔn)備工作中，作為一個(gè)重要環(huán)節(jié)。數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)及電機(jī)的選擇3數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)放大器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)最好選擇同一家配套系統(tǒng)，其性能才能得到最佳匹配和發(fā)揮。如FANUC控制系統(tǒng)，則應(yīng)選擇FANUC推薦的FANUC驅(qū)動(dòng)放大器和FANUC驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同一控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)不同、電機(jī)不同則性能相差懸殊、價(jià)格也相差懸殊。4進(jìn)給電機(jī)功率扭矩越大，其響應(yīng)能力（即啟動(dòng)、制動(dòng)、加減速、準(zhǔn)確定位、換向）越強(qiáng)，定位能力越高、價(jià)格也越高。5電機(jī)功率越大，其每分鐘可切除的金屬余量就越多，表明機(jī)床承受切削的能力越強(qiáng)，剛性也越高。型號(hào)：T2C-500，生產(chǎn)公司：沈陽(yáng)一機(jī)表2-5T2C500型號(hào)機(jī)床運(yùn)行參數(shù)表2-6T2C500型號(hào)機(jī)床加工精度型號(hào)為VivaT2C/500的斜軌車床或型號(hào)為VivaT2Cm/500表2-7VivaT2C/500斜軌車床參數(shù)表知識(shí)準(zhǔn)備主要硬件選型其余零部件選型序號(hào)名稱數(shù)量單位備注1機(jī)器人夾具1套三種夾具，配快換系統(tǒng)2立體倉(cāng)庫(kù)1套設(shè)5層6列共30個(gè)倉(cāng)位，含安全門、開關(guān)按鈕、RFID檢測(cè)設(shè)備、光電開關(guān)及指示燈3在線測(cè)量裝置1套用于加工中心4雄克零點(diǎn)定位系統(tǒng)1套用于加工中心5觸摸屏1臺(tái)TP900精致面板，TFT

顯示屏，PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)接口（2個(gè)端口）6安全防護(hù)系統(tǒng)1套防止意外闖入、保護(hù)人員安全7電氣控制柜1套用于放置電氣元器件和電氣設(shè)備序號(hào)軟件名稱數(shù)量單位基本功能1TIA軟件1套負(fù)責(zé)周邊設(shè)備及機(jī)器人控制，實(shí)現(xiàn)智能制造單元的流程和邏輯總控2機(jī)器人仿真軟件1套單元設(shè)備模擬，虛擬安裝調(diào)試，布局優(yōu)化3SOLIWORKS或NX軟件1套三維模型設(shè)計(jì)和編程，編制零件加工工藝表2-9軟件配置清單表2-8項(xiàng)目其余設(shè)備清單任務(wù)思政螺螄粉企業(yè)投產(chǎn)機(jī)器人外包裝生產(chǎn)線機(jī)器人生產(chǎn)線的投產(chǎn)，在提升生產(chǎn)效率的同時(shí)，也降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，帶動(dòng)工廠進(jìn)行升級(jí)。任務(wù)思政螺螄粉企業(yè)投產(chǎn)機(jī)器人外包裝生產(chǎn)線將產(chǎn)線自動(dòng)化，其實(shí)也是從人性化的角度去考慮問(wèn)題，把料包放到螺螄粉的袋子里面去，這是一