柔性装配生产线系统技术方案说明

柔性装配生产线系统技术方案说明内容摘要：

的直行穿梭车将零部件搬运到各个装 配工位站台以及物料流转。 装配线为集中作业模式，装配线由多个装配工位构成，装配工位模块化设计，互换性强，满足不同型号产品不同工序的装配需求，达到柔性装配的目的。 作业时人工将工件从站台搬运至装配工位工装上，装配后的半成品、成品工件采用现场暂存与回库暂存两种方式，并在装配厂房设置检测区、暂存区、装箱发货区。 装配区、配作室、检测区、暂存区、包装发货区、试验区之间均以人工小车搬运工件、部件的模式。 零部件预处理区 自动输送线 检测区 装配区 柔性装配生产线系统 方案说明 构建信息管理软件系统，使整个系统智能化、数字化、过程可视化、质量追溯性强、操作简单便利，实现安全生产与效率的完美结合。 整个系统平面布局图如下： 图二 方案平面布局图 方案规划时全面讨论制定了装配的工艺流程，对相应的物流供应方式、质量控制方式融入准时化、柔性化、过程化的新技术，从而提升整个装配生产线的整体柔性，实现多品种产品的柔性化生产。 规划设计的柔性 装配线具备以下 六 方面 的 基本功能： ① 满足多品种产品的柔性 装配 功能、 ② 质量保证功能、 ③ 对设备的监控功能、 ④ 信息管理功能、 ⑤ 安全与人机工程合理化功能、 ⑥ 物流与零 部 件供应功能。 装配工装设计 功能 装配工装为可移动式、模块化组合结构，采取通用与专用相结合，满足装配时所 需的工件俯仰、自转、水平 360 度旋转、垂直升降及平移，车底装有四个地脚轮，经移动整车可实现以另一工件端头为中心的 90176。 旋转和两个工件一起的整体旋转，整体对接等功能。 若需将整个工件竖立翻转，可借助助力机械臂实现。 使用方法 柔性装配生产线系统 方案说明 针对不同的工件长度，选择合适的支撑尺寸，首先将支撑轮间距沿导轨调到需要位置，插好定位销。 将工件吊到工装车上放好，通过支撑轮上的丝杆手柄微调柱形工件的俯仰及水平度。 点动垂直升降的的驱动电机，将桶体高度调到适合高度。 当需要水平 360 度旋转工件时，将定位销拔出，手动方式推转到需要的方位，再 插好定位销。 满足工件装配时任意对调，操作人员无需移动位置。 当需要平移工件时，将定位销拔出，手动方式沿直线导轨推动到需要位置，再插好定位销。 当两段工件间需要 90176。 互联时，可以将两台车上的物件（连带转盘）各自平移到对接位置。 （事先将两台车按平移导轨的 90176。 方向分别布置）。 主要结构 支撑轮：是四件包胶轮，不会损伤工件表面。 其安装座固定在直线导轨上，保证在移动过程中不会偏移且没有卡滞现象。 旋转转盘：采用我公司成熟的转盘技术。 不需要转动时有专用定位销锁住。 剪叉式垂直升降台：由一台减速电机驱动。 当配有调速系统 时，可以随意改变升降速度。 地脚轮：由两件定向轮，两件万向轮组成。 轮子表面是聚氨酯材质，不会损伤车间地面。 四个轮子上均配有各自的制动装置，当车推到工位后踩下制动即可锁定车位。 按钮操作盒：在车的一侧布置。 可选项：按客户需求配置工具盒等个性化设计。 柔性装配生产线系统 方案说明 图三 装配工作台效果图 互换性与增产办法 装配工位工装设计时兼顾所有装配工序，经调整其上的旋扭可满足不同长度的工件装配；沿导轨调整另一个方向的长度，实现两组支撑轮间距大小变化，满足不同直径工件的装配；为了满足装配后外圆直径发生改变的工件装配，设计时工装 空间高度上按此种工件尺寸设计；若需将两个工件旋转 90176。 或对接为一个整体时，可旋转整个工装台达到所需的目的；若无需实现两个工件对接这道工序，可以将其中一个工装台推放到一边，而完成其它工序。 由于装配工装为模块化组合式结构，当任务量大增时，现场可增加装配工装台，让更多的操作人员到现场作业，提高产量。 物流方案 零部件预处理区设计 （ 1） 零部件预处理区规模及参数 考虑到物品使用时批量处理与随机性取货的特性，按最大的储存容量设计，零部件预处理区由标准货物存放系统及预留区两大部分构成，标准货物存放系统分为批量存取筒体 支撑轮 旋转盘 垂直升降机 地脚轮 柔性装配生产线系统 方案说明 存储系统 及随机存取存储系统。 库区规划时一道多货位与一道一货位并存，存放时原则上采取一道同品及一品多道，先进后出与随机存取结合。 批量存取存储系统采取密集穿梭车自动存取系统，该系统采用 RGV 穿梭车自动搬运，不同层的切换通过往复升降输送机实现；随机存取存储系统采用巷道式存取机立库系统，该系统以存取机为自动搬运工具。 密集穿梭车自动存取系统，设计时充分利用厂房高度 米，按 12 层进行存储货架的布置，系统由存储货架、 RGV 穿梭小车、换层往复式升降输送机及控制系统构成。 其外形为： ， 设计为 13 列 12 层 6 货位，合 936 个货位，货位规格： 1200mm 800mm 750mm，承载 500 ㎏。 图四 密集穿梭车自动存取系统示意 图五 巷道式存取机立库系统示意 巷道式存取机立库系统由存储货架、存取机，天轨、地轨及控制系统等组成。 随机存取存储系统外形： ，设计为 13 列 16 层 1 货位，合 208个货位，货位规格： 1200mm 800mm 750mm。 零部件预处理区具备四种功能：装配前零部件存放、装配过程缓存、退库存放以及空托盘组 存放。 （ 2） RGV 穿梭车搬运系统 RGV 穿梭车是货物的自动存取功能的执行者，用于完成货物的移动、存取，其功能如下： a） 穿梭车根据任务要求，通过往复式升降机、行走巷道进入货架不同层、不同货道内完成任务； 柔性装配生产线系统 方案说明 b） 穿梭车接受 信息管理系统 的控制 ，在 信息管理系统 的调度下，可以多台 穿梭车同时进行工作； c） 穿梭车 在工作时，可以向 信息管理系统 上传位置、速度、电量、有无货、故障、工作情况等信息； d） 穿梭车具有远程遥控功能； e） 穿梭车具有 存放、捡取 货物功能，能根据 信息管理系统下发工单或 遥控器指令完成货物的捡取、移动 、存放 ； f） 托盘间距设置功能，可以设置两个托盘间的间距，充分利用货架空间； g） 托盘尺寸溢出管理功能，当托盘上存放的货物尺寸超出托盘尺寸时，可以进行设置，防止货物相撞； h） 具有货物、托盘点 数 功能； i） 穿梭车具有故障报警提示功能，自身机构发生故障，可以发出声光报警 ,并向信息管理系统上报故障信息； j） 穿梭车具有停车报警功能，当穿梭车在巷道内进行存取作业过程中，如果由于异常情况而导致非正常停车时，穿梭车可以发出报警， 并向信息管理系统上报信息 ； k） 穿梭车具有防撞功能； l） 穿梭车具有自动充电 功能，当电池容量不够时，穿梭车可自行移动至货架充电区自行进行充电 , 并将电量信息上报 信息管理系统 ； m） 穿梭车应具有超载保护功能 , 当超载时，穿梭车应停止工作，并向信息管理系统上报报警信息。 穿梭车组成部分：机架、传动部件、电池、充电装置、控制系统、无线 AP 其性能参数如下： a） 穿梭车配置数量： 6 台； b） 可同时运行穿梭车数量： 4台； c） 驱动方式：电池供电，电机驱动； d） 穿梭车 承载能力 ： G 工作 ＝ 500kg； e） 穿梭车整备质量： 280kg； f） 外形 尺寸 ： 1000mm1200mm 260mm～ 290mm（长 宽 高） ； 柔性装配生产线系统 方案说明 g） 可运送托盘尺寸： 1200mm 800mm； h） 行驶速度 ： V 空载 ＝ 1m/s， V 工作 ＝ ～ ； i） 加速度： a=～ 1m/s2； j） 减速度： a=～ 1m/s2； k） 定 位精度 177。 5mm ； l） 存放货物最小间距 100mm； m） 平均功率： 250W； n） 单车 工作时间 (电池容量至 0)：≥ 10h（ 常温 ）； o） 充电时间 ：电池容量 0100%，采取两倍率充电为 小时； 电池容量 80%100%，采取单倍率充电为 12min，采取双倍率充电为 6min。 p） 电池使用寿命 3 年； q） 工作环境温度： 10℃～ 55℃； r） 充电装置数量： 2台； s） 充电装置充电倍率： 倍、 1 倍、 2倍； t） 无线 AP点数： 6 个。 （ 3） 存取机 a) 外形照片 柔性装配生产线系统 方案说明 图六 存取机外形图 b) 技术参数表 序号 项目 技术参数 1 型号 DQB101 2 结构形式 双 立 柱、单 深 3 总高 ， mm 5600 4 额定 承重量 ， kg 250 5 载货尺寸 LWH ， mm 1200 800 1000 6 走行距离 ， m 约 7 升降 行程 ， m 8 速度， m/min 走行 180 提升 45 伸叉 50 9 加速度， m/s2 走行 提升 伸叉 10 定位精度 ， mm 走行 177。 5 提升 177。 5 伸叉 177。 5 11 供电方式 滑触线供电，底部安装， 380V 50Hz 12 通信方式 红外通信 13 驱动方式 电机变频 柔性装配生产线系统 方案说明 序号 项目 技术参数 14 操作方式 手动 /自动 /在线 15 认址方式 （ X向）激光定位；（ Y向）激光定位；（ Z 向）编码器认址方式 16 操作界面 图形化机载人机操作中文界面 17 地轨 22kg/m 18 安装方式 化学螺栓方式 19 表面处理 聚氨酯桔纹漆 装配区设计 装配区共设计 5个装配工位，每个工位配置 3个给料站台，其中 1 个装配工位配有1台助力机械臂，区内预留在线检测设备放置空间及助力机械臂位置。 给料站台侧配置直行穿梭车（以下简称 直穿 ）， 1用 1备。 装配时零部件自动输送到直穿取货站台，按装配调度要求，直穿自动将零部件搬运至相应装配工位给料站台，工件在助力机械臂的辅助下或直接人工搬运至装配工作台，部件则按装配工艺要求人工拆箱后手 工取货。 零部件装配后剩下的空托盘及包装箱等辅件，空托盘及工装若需继续使用则在给料站台等候，否则人工将工装取下手工码垛，当码垛到一定数量后系统调度直穿将其搬运至入库站台入库；空托盘则由直穿送达空托盘码盘站台并自动码盘，码盘按 4个一组，当码盘完成后系统调度直穿将其搬运至入库站台并入库。 检测区设计 检测区设计 2 个检测工位，并为扩产预留场地空间。 区内采取手工搬运的物流模式，与其它区间采取手工扒车或叉车作业的物流模式。 输送线设计 输送线由若干台链式输送机、辊道输送机、换向输送机、往复式升降输送机、电控系统以及支 撑钢平台等组成。 柔性装配生产线系统 方案说明 零部件预处理区出入库线为上下层输送方式，上层采用钢平台支撑。 装配区与检测区采取空中双层输送线，各区配置一台往复式升降输送机。 空中输送线由钢平台支撑，钢平台为独立支撑结构，其由 4根单柱支撑，底面与现有走廊其平。 图七 自动输送设备外形图 助力机械臂 本方案中，在其中一个装配工位使用助力机械臂，该机械臂为单立柱助力机械臂，帮助装配人员从站台与装配工装间起吊搬运工件，从而降低劳动强度。 工作原理：通过检测吸盘或机械手末端夹具和平衡气缸内气体压力，能自动识别机械手臂上有无载荷，并经气动逻辑 控制回路自动调整平衡气缸内的气压，达到自动平衡的目的，工作时，重物犹如悬浮在空中，可避免产品对接时的碰撞，在机械手臂的工作范围内，操作人员可将其前后左右上下轻松移动到任何位置，人员本身可轻松操作。 气动回路还有防止误操作掉物和失压保护等连锁保护功能。 柔性装配生产线系统 方案说明 功能特点： a) 操作简易快捷，无随作业员的牵引力在上下前后三维空间自动检测运行； b) 无重力省力，搬运最大重量工件时牵引力不大于 2㎏； c) 悬浮性无冲击力及不具有反弹力； d) 可深入机器内部，完成物料抓取。 图九 单立柱助力机械臂外形图 柔性装配生产线管理信息系统 系统架构 柔性装配生产线管理信息系统以引入现代企业管理思想和方法、提高军工企业的管理水平和企业核心竞争力为出发点，根据军工企业装配生产管理的现状及特点，提出了基于条形码技术的军工柔性装配生产管理解决方案。 柔性装配生产线管理信息系统是昆明七零五所科技发展总公司通过条形码自动识别技术集成开发的、用于装配生产管理的。