1 2明匠智能-2016年6月海X 波轮洗衣机智能柔性生产线方案共236页

基于工业4.0智能制造工厂服务平台天津海尔波轮洗衣机智能柔性装配线,方案细节-自动化,D,明匠智能简介,A,B,战略意义及后期发展,C,智能柔性生产线整体方案,方案细节-信息化,E,上海明匠智能系统有限公司成立于2009年，是黄河旋风（SH600172）全资子公司，注册资金4000万，全国员工人数1000余人，也是目前国内市值规模最大的，覆盖行业技术最全的，最知名的智能制造整体解决方案设计商与实施方之一。总部位于上海嘉定工业园，软件研发中心位于上海杨浦区创智天地，在全国布局多个区域公司以及工厂。上海市高新技术企业，上海市经信委重点培育企业，上海张江国家自主创新示范区专项发展重点企业。公司拥有先进的研发中心和全面执行解决方案专业团队，拥有发明、实用新型、软件著作权专利等100余项。与全国多个著名高校、研究机构、分管经济与信息化工作的政府机关建立了长期有效务实的合作关系。工信部智能制造五项标准定标企业；两化融合贯标企业；智能制造行业领域国内综合实力前三！公司2015年实现销售收入4亿元；利税7500万元；预计2016年实现销售收入15亿元，利税3亿元；并持续保持每年300%的高速增长；公司拥有目前国内最先进的工业互联网硬件与软件技术，成熟度可达9级以上；已经进入产业化推广阶段。与客户成为合资伙伴：索菲亚股份002572（合资公司）美的集团000333（与美的安川合资公司）康力源健身器材（国内跑步机龙头企业）,公司简介,中国“工业4.0”智能制造领军企业。明匠智能立足互联网+、智能制造，引领制造业产业升级和智能制造业发展，国家工信部给予“中国工业4.0智能制造领军企业”的高度评价。中国智能制造系统整体解决方案知名集成与服务提供商。国内最早专业从事“工业4.0”研发及项目实施的企业，已成为国内知名智能制造系统整体解决方案知名集成与服务提供商，业内享有极高声誉。国内唯一拥有自主化、定制化“智能工厂”系统的单位。拥有多年非标设备设计制造经验，丰富的智能工厂、智能产线与物流系统项目经验，涵盖产品全周期的数字化、智能化制造，拥有工厂级设备监控、分析、可视化远程推送等多种前沿技术。可按照客户需求和生产需要，打造完全自主可控和定制化的智能工厂。中国智能制造定标单位。工信部智能制造2025多项标准以及试验验证模型联合起草单位，分别是：工业云数据资源自感知与自适配；MES系统数据资源管理参考模型标准与试验验证系统；智能制造成熟度模型与标准；智能制造参考模型标准与试验验证系统；CPS国家标准。,公司简介,上海张江国家自主创新示范区专项发展重点项目企业上海市科技创新奖优秀企业上海市“高新技术企业“证书上海市青年企业家协会会员中国互联网+工业融合创新推进联盟的理事单位上海市信息化理事会副理事长单位TS16949质量管理体系证书ISO质量管理体系认证证书环境管理体系认证证书职业健康安全管理体系认证证书社会责任使命国际证书机电一体化技术应用协会中国互联网与工业融合新联盟互联网最具影响力企业奖,上海智能制造产业技术创新战略联盟上海信息化理事会副理事长单位上海市劳动关系和谐企业上海市青年创业新锐2015年度青年突击队上海市商会会员AAA级资信等级证书上海交通大学-明匠智能制造研究中心明匠智能-中科院上海高研院工业大数据分析平台欧盟EMC权威认证全国智能制造发展联盟副理事长单位全球智能制造发展联盟专家委员会委员智能制造年度优秀示范解决方案奖中国国际工业博览会优秀组织企业上海市小巨人企业上海市先进制造业科技创新奖,公司荣誉及资质,离散制造领域汽车行业自动化，数字化与网络化方案与柔性产线方案3C电子行业自动化，数字化与网络化方案机械装备行业自动化+信息化系统方案锂电池行业智能制造解决方案白色家电行业自动化生产线与设备数字化，网络化改造方案黑色家电行业智能生产线与设备数字化网络化改造方案钢结构自动化生产线与设备数字化，网络化制造方案摩托车行业自动化生产线与设备数字化，网络化方案通用农机，无人机，摩托车发动机自动化生产线与设备数字化，网络化方案模块化建筑行业自动化生产线，设备数字化与网络化方案塑料管道制品行业信息化与自动化方案现代农机自动化产线与工厂信息化方案高低压电气装备与产品行业自动化与信息化方案煤炭开采智能装备以及信息化系统锻造铸造机器人自动化与信息化改造流程式制造领域金属制品行业设备网络化方案食品，酒业等行业信息化自动化解决方案,成熟解决方案,政府机构工信部上海市经信委重庆市两江新区政府中关村软件园研究机构工信部电子标准化研究院工信部通信信息研究院中国工业设计研究院中国机械研究总院中科院上海高等研究院复旦大学上海交通大学同济大学上海社会科学院华中科技大学E-WORKS,合作机构,业务伙伴（部分）,战略合作单位,公司愿景与目标到2025年，将明匠智能打造成国内智能制造服务领域的第一品牌。以创新驱动发展，用科技推动未来，明匠智能将是一家技术立本、崇尚革新的专业化、国际化、顶级的智能技术服务商。利用未来3-5年时间，提升明匠的核心业务量达到百亿级规模，稳居国内相关领域第一阵营，形成自主可控、信息安全的核心技术竞争力。战略定位与实施智能制造领域的最专注的整体服务提供商，包括：顶层架构设计、标准体系制定、智能系统集成、工控核心算法、工业软件、工业数据挖掘等。立足国内、全球视野，完整服务高、中、低端离散制造业、混合制造业。基于算法、数据、经验为客户切实提供精致、高效、稳定的系统与高价值服务。扎实推进升级现有行业技术，积极拓展新行业、研发新技术。以客户需求为导向，稳步发展、着眼未来，引领智能制造的新方向。,方案细节-自动化,D,明匠智能简介,A,B,战略意义及后期发展,C,方案细节-信息化,E,智能柔性生产线整体方案,智能工厂模型,智能制造云平台,制造信息物理模型,CPS架构,产品拓展,1,2,3,盘座模组,内外桶模组,箱体模组,模块选配,模块选配,模块选配,个性化模块,个性化模块,个性化模块,个性化模块,个性化模块,传统制造行业,智能柔性化生产,开放式个性化定制,进阶方向,包装模组,4,阶段人数,线体类别,产线拓展,C2M工厂，基于德国工业4.0以及中国制造2025为基础，通过建立大批与个性化订制、内部互联、虚实互联、内外互联，实现零距离消费者的智能工厂。明匠智能洗衣机装配线设计就是基于互联工厂的考虑，个性化定制要求产线能够柔性生产，产线具备以下柔性互联特性：1、产线控制系统预留标准接口，供SCADA系统调用。PQC工艺数据设备状态数据采集关键物料零件条码采集或批次采集在制品信息采集返修以及再上线信息采集2、线体预留空间供后续RFID、ESOP实施。3、工装、夹具柔性设计，可能兼容多平台产品。,柔性互联设计、个性化定制设计拓展,方案细节-自动化,D,明匠智能简介,A,B,战略意义及后期发展,C,方案细节-信息化,E,智能柔性生产线整体方案,项目设计理念根据（天津海尔波轮洗衣机智能柔性生产线技术要求），明匠智能利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务，通过“六维智能”提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。同时，集智能手段和智能系统等技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。项目先进技术运用1.明匠整厂规划能力；2.先进的离线编程技术；3.机器人快换技术；4.模块化、定制化产线设计技术；5.LCIA（简便自动化技术）及精益生产理念等应用；6.智能制造质量大数据分析与预测技术；7.行业数据驱动的三维实时虚拟仿真技术；8.多生产线数据采集与标准化处理技术；9.智能制造车间能源管理与优化调度技术；10.设备自诊断与自修复系统。,制造目标价值,制造目标价值,产品质量关键因素分析,制造流程拓扑图,MESProcessFlows,Role,输入,输出,生产过程控制,2.工艺路线,3.工艺路线,3.BOM,3.库存清单,3.排程规则,3.设备状态,1.生产开始,終,MESI/F,1.日生产计划,18.质量报告,2.子订单计划,8.制造实时监控,4.工单清单,3排产计划,6.物料实时信息,15.产能信息反馈,2.订单分解,4.工艺路线,Y,N,1.生产指令,ERPI/F,ERPI/F,17.物料配送,16.物料出库,7.生产执行,8.产线工艺信息采集,18.IQC,QMSI/F,9.质检信息采集,MESI/F,10.数据保存,TraceI/F,15.生产结束,ERPI/F,齐套检查,3.计划排程,5.工单管理,6.物料拉动,7.设备状态,4.转序单,打印转序单,外协转序单,扫描图纸二维码,扫描转序单二维码,明匠智能制造价值,缺陷,库存,流程,生产过剩,运输,IQC的工作主要是控制公司所有的外购物料和外协加工物料的质量，保证不满足公司相关技术标准的产品不进入公司库房和生产线,确保生产使用产品都是合格品。IQC是公司整个供应链的前端，是构建公司质量体系的第一道防线和闸门。如果不能把关或是把关不严，让不合格物料进入库房和生产线，将把质量问题在后工序中成指数放大，如果把质量隐患带到市场，造成的损失更是无法估量，甚至会造成灾难性后果。,对于比较难以检验的物料在使用之前可以进行筛选保证使用的都是合格品。例如螺丝，大量的物料无法做到人工全检，可以利用自动化设备进行筛选。,仿型定位工装，既可以对物料进行精确定位，如果变形较大的物料还可以做筛选。,IQC来料质量控制、筛选合格产品,过程质量控制,物料管理是支持整个物料流程循环从生产原料的购买和内部控制，过程中工作的规划与控制，直到完成产品仓储出货的整体管理功能。在MES中的物料管理主要指车间物料管理，包括在车间的原材料、在制品和成品的管理，以及车间的临时库房、线边库、成品区等临时物料堆放区域的管理。物料管理模块实现物料的标识（比如基于条码、RFID等）、物料的移动跟踪、物料的储存管理，为实现数据采集与追溯奠定基础。通过优化物料流程，有效管理在制品，减少在制品数量，并对物料的批次相关的信息进行追溯。,产品物料实时监控,制程控制物料输送,生产跟踪,每一个装配工位配备明匠智能一体机实现全流程电子作业指导！,差速链体设计&多型共线设计,生产跟踪,柔性智能装配流水线通过RFID与多功能载具实现柔性生产订单序列校验：线首扫描时，比对订单序列，使实际上线与订单序列一致过点信息采集：获取过点信息，采集实际加工时间，绑定加工人员与设备信息生产队列维护：调整生产跟踪队列，使之与实际一致,工业云端布置MES系统模块,装配过程中上件防错和关键岗位物料匹配管理,装配工人操作上件步骤：,自动读取托盘RFID，读取出产品上件货架位置，一体机显示货架位置和装配数量；相应货架框中指示灯亮起工人取料取料完成后指示灯关闭如果取错托盘无法自动流转。,防错和防呆,人工装配工位差异化零件防错,压缩机,风扇电机,手持式扫描仪,对于自动装配且需要追溯的零件采用固定式扫描仪在线自动完成扫描防错，统计这类零件有：压缩机，风扇电机。需要注意的是根据现场情况，需要改变条码黏贴位置，实现自动在线扫描。,订单生产-返修管理,订单生产质量管理,工业云端布置MES系统模块,订单生产,1.硬铝基合金材质导轨使用特殊的工艺在下端开有排污孔，使落入线体内的杂物及时排出。2.采用含油尼龙PA6耐磨条，耐磨程度是普通耐磨条的10倍以上。同时起到节能降噪的作用。3.整体采用304不锈钢材质，使用寿命是普通工程塑料的8倍以上。负载能力为普通材质的3倍以上。,1.滚筒线端板采用U型口设计，在不影响使用的条件下，极大的加快了滚筒的更换速度。2.滚筒间增加隔板设计，既使设备更加美观，又增加了工人的操作安全性。3.滚筒采用304不锈钢整体车削而成，100%保证同心度。同时大大提高了耐用性和抗冲击能力。,模块化-产线,模块化设计（电气）,1、各区域线体独立配备区域线体PLC控制柜，各控制柜分布式摆放在所控制线体处。2、各模块化线体独立配备线体模块化接线盒，各接线盒嵌入所控制模块化线体下方。3、单区域总览示意如下图：,模块化设计（电气）,4、模块化线体上各传感器、电磁阀、电机等电气元器件的电线电缆接入线体模块化接线盒，接线盒上分别安装信号和电源用重载连接器，断电可快速插拔。5、重载连接器示意如下图：,6、信号重载连接器可以设置自动检测是否连接好的功能。如果新插入时重载连接器未连接到位，或在使用的过程中特殊原因导致重载连接器连接断开，该区域线体PLC将发出报警信号，并做出对应的响应。,原材料,储存库,配送,清洗线,外桶线,检测线,包运线,总装线,电机模组预装线,箱体预装线,盘座预装线,成品仓库,底座预装线,智能柔性洗衣线整体概况,智能柔性生产概况,异常处理,以外筒线为例：（1）在自动化工位旁边设计缓冲工位，当自动化专机出现故障时，人可以临时进入缓冲工位代替机器进行相关操作。（2）当自动化专机操作失误时，通过出料口，产品下线维修后再上线。（3）外筒上线时，如果读码失败，则各自动化专机不对其进行任何操作，直接从出料口排出后重新上线读码，进行信息绑定。（4）信息处理系统建立异常处理事件库，对异常情况进行分级，系统对各类异常情况进行编码，异常产生时，识别异常等级，并根据异常等级提供相应的异常处理方案。,重点工位,外筒上线、安装电机模组、投放内筒、安装波轮、箱体涂油、安装吊杆等工位，为了保证重点工位能够正常工作，可以采取以下措施：（1）对重点工位专机实时监测，提供设备故障预警功能。（2）对常见故障分析和分类，建立故障库，利用故障在线监测、专家诊断系统等技术来准确及时地获取重点工位专机的健康度，提供状态报告，并合理制定维修计划，最大限度减少停机维修的时间，并在故障发生之后能够迅速做出反应，低成本高质量地提高设备的可靠性、稳定性。,方案细节-自动化,D,明匠智能简介,A,B,战略意义及后期拓展,C,方案细节-信息化,E,智能柔性生产线整体方案,检测线,清洗线,D-3,方案细节-自动化,D-4,D,D-1,外桶线,D-2,总装线,D-5,包装线,外桶线,D-1,D-1.1,外桶预装线,D-1.2,电机模组预装线,D-1.3,箱体模组预装线,涂润滑脂,安装电机模组,固定电机模组（1）,外桶上线,安装气室盖、溢水管、安装排水阀,安装紧固排水电机,安装紧固U型护罩,扎锁紧带（2根）+绑铁绑线（1处）,绑防火布+缠胶带（1处）+剪2根+绑铁绑线（1处）,翻转外桶,投放智慧球,安装紧固循环泵连接循环管,固定电机模组（2）,整理导线1（扎2锁紧带，剪1根）,紧固接地线+绑防火布（1个）+缠胶带（1处）,外桶预装线,投放内桶,紧固内桶+放垫圈,紧固波轮,安装外桶盖,放吊杆,缠绕磁环+安装线夹+紧固接地线1,说明：1.外桶装配线共31个工位。2.蓝粉色标识为自动化工位，共计14个，其中粉红色标识为风险共研工位（需要验证），共计2个。3.棕色标识为人工工位，其中绿色为人机协作，单线共计用17人，自动化率为45%,紧固排水阀,紧固内桶（预留）,安装波轮盖,安装波轮,吊桶,安装紧固电源线+安装紧固滤波器,紧固外桶盖,箱体上线,箱体翻转,箱体涂油,返修区,物料暂存区,下料处,下料处,5S工具存放区,外桶,定位销孔,定位仿型块,设计思路：1、外桶倒置上线。2、托盘上定位块，通过内侧定位，实现产品在托盘上定位。3、托盘下面固定RFID。4、托盘下端与倍速链接触处固定耐磨条，前后左右端设有缓冲块，四周嵌有导向轮。,特点：柔性：定位圈为多种，实现产品通用生产性，兼容产品5-10KG，减少托盘种类。托盘精度：定位圈顶部采用斜坡导向，定位精度可达1mm，假设外桶开口处，精度可控3mm，来料精度可达3mm，那么导向可做容差8mm，可保证产品顺利放入，符合产品实际工艺性，并且对产品起到微整形作用。线体精度：托盘有2个销套，供线体定位顶离时插入，保证托盘在线体的精准定位。,缓冲块,导向轮,外桶装配线托盘定位-1-方案一,外桶,定位销孔,定位仿型块,设计思路：1、外桶倒置上线。2、托盘上定位块，通过内侧定位，实现产品在托盘上定位。3、托盘下面固定RFID。4、托盘下端与倍速链接触处固定耐磨条，前后左右端设有缓冲块，四周嵌有导向轮。,外桶装配线托盘定位-1-方案二,特点：柔性：定位圈为多种，实现产品通用生产性，兼容产品5-10KG，减少托盘种类。托盘精度：定位圈顶部采用斜坡导向，定位精度可达1mm，假设外桶开口处，精度可控3mm，来料精度可达3mm，那么导向可做容差8mm，可保证产品顺利放入，符合产品实际工艺性，并且对产品起到微整形作用。线体精度：托盘有2个销套，供线体定位顶离时插入，保证托盘在线体的精准定位。人机工程：通过凸台设计可使每种产品保证同一高度，方便人工操作。,缓冲块,导向轮,外桶装配线托盘定位-2,外桶,直线导轨,气弹簧,定位卡板,定位销孔,缓冲块,导向轮,设计思路：1、外桶翻转后托盘定位。2、托盘上定位块，通过内侧定位，实现产品在托盘上定位。3、托盘下面固定RFID。4、托盘下端与倍速链接触处固定耐磨条，前后左右端设有缓冲块，四周嵌有导向轮。,特点：柔性：翻转后采用气弹簧卡住吊杆处，实现产品通用生产性，兼容产品5-10KG。质量：定位卡板有两处导向（纵向与横向），卡板坐在直线导轨上，气弹簧连接定位卡板，正常为四块导板为向内聚拢，当外桶放入时，通过定位卡板导向，向外撑开定位卡板，气弹簧给予向内挤压力固定住外桶，3个支撑块托起外桶，避免U型护罩受力。定位精度：托盘有2个销套，供线体定位顶离时插入，保证托盘在线体的精准定位。,支撑块,阻挡气缸,接近开关,定位销,RFID读取器,顶升气缸,导向杆,设计思路：1、顶升定位机构通过阻挡气缸阻停后，气缸顶起，定位销导入托盘定位孔内，实现托盘在线体上的定位。,外桶装配线线体顶升定位-1,特点：降噪：下端顶离倍速链线体，减少噪音。节能：导向销定位托盘，定位精度高（1毫米以下），易于装配。质量：阻挡气缸通过调阻尼，增加止退机构，减少空载托盘回弹现象。信息：下方载有RFID读取器，在托盘移动及顶升过程中，完成读取信息，缩短工位节拍。,外桶装配线线体顶升定位-2,止回弹机构,滚轮,气弹簧,支架,设计思路：1、增加止回弹机构，放置托盘作用力回弹现象，机构采用气弹簧，无外接动力，降噪，缩短节拍。,外桶装配线线体顶升倾角,胶滚轮,支撑架,固定架,滑动滚轮,气缸,转动架,设计思路：1、增加顶升倾角机构，使用在翻转外桶后的人工工位，符合人机工程，减少劳动强度。2、整体机构通过气缸带动轴承连杆机构实现支撑架进行30摆动工作。,轴承座,轴承座,伺服三轴机械手,定位销,外桶装配线自动化工位精定位(部分),设计思路：1、托盘移动到自动化工位，顶升定位托盘识别后，通过2个伺服3轴机械手，带动2个定位销，插入外桶的吊杆孔内实现自动化工位旁精定位，（注：只有需要精定位处，采用此机构）。,外桶装配线人机料架,人机料架,外桶盖料架,设计思路：1、人机料架采用气缸控制回箱，员工只需踩动脚踏开关即可，使用点高度符合人机工程学高度，员工只需从箱中取料。2、外桶盖由于较大，来料采用专属料架，高度通过倾斜调节杆调至方便取件位置即可。3、波轮料架采用简易定位方式，通过4根调节杆来控制波轮外形，进而定位。,气缸,空箱回收,上料点,使用点,波轮料架,调节杆,倾斜调节杆,外桶上线工位,视觉系统,左右丝杆,抱夹手臂,伺服电机,设计思路：1、通过夹具上伺服电机控制左右丝杆，抱紧外桶，实行柔性夹取。,橡胶接触块,6轴机器人,机器人夹具,机器人围栏,特点：节能、防错：夹具上集成CCD、光电开关，降低来料的精度，主要识别并避开箱体吊杆的加强筋、检测是否存在物料，空料直接夹取下一位置物料。质量：夹具与箱体接触块采用比箱体软的橡胶材质，控制抱夹压紧外桶发生的形变及划伤，夹取处为外桶底部，减少外桶变形。柔性：夹取通过伺服控制，兼容外桶尺寸变化，实现柔性装配。防错：线体两侧设有光电开关组，判别外桶上线后，是否摆放到位，保证工位工作的准确性。,抱夹夹具,光电开关,光电开关,外桶来料控制,外桶,光电开关,设计目的：1、采用简单、便捷、使用的方法对来料进行一个基本的判别，放置混料、错料导致生产不顺畅。,特点：防错：根据不同型号的外桶桶高，设计光电开关的高度，物料的RFID识别后，上传，光电开关通过识别结果与其配比，进行通过或者报警。节能、防错：通过此简单、使用的控制方法，可以控制来料是否存在混料（不同KG的外桶，高度不同）、错料的现象存在，保证生产的一致性。,外桶来料示意,物流托盘,对洗衣机箱体在竖直方向进行受力分析，由受力平衡可得：Ff-G=0又因为Ff=F1，其中为橡胶与箱体接触时的摩擦系数，取=0.6则夹紧力F2=F1xK=GK/=50 x1.3/0.6=108N,其中K为安全系数,K取1.3。抱臂总重量G2=73.1x10=731N，直线导轨的摩擦因数取0.003本夹紧机构采用伺服电机通过同步带驱动滚珠丝杠。则丝杠的轴向力为Fa=F2+0.003xG2=108+0.003x731=110.2N则需要的电机扭矩T=FaPB/(212)=110.2x5/(2x3.14x0.95x0.96)=0.096Nm重物折算到电机轴上的转动惯量JW=G2(PB/2)2=73.1x(5/6.28)2=45.9Kgmm2=0.459kgcm2按照负载惯量0.23kgcm2选择西门子1FK7022-5AK71-1伺服电机，额定功率为0.38kw,额定转矩为0.6Nm1.5T,转子惯量0.28kgcm20.23kgcm2,电机选型例子,G,Ff,涂油枪头,外桶涂润滑脂工位-方案一,设计思路：1、托盘顶升定位扫描后，5个3轴机械手控制涂油枪路径，通过控制阀控制涂油量，实现外桶涂油。,特点：工艺：涂油枪头设计四周涂油孔，油脂四周挤出直接涂在吊杆处（中间涂油枪头适合于涂减速机出轴孔）。节能：如果四个吊杆处的高度可以保证设计一致，四周的伺服可用一个控制，降低成本。柔性：伺服控制油枪，可实现柔性生产，节拍满足。降耗：通过专机，可实现控制油量的消耗，使生产更加标准化。质量：涂油枪头采用周圈涂油孔设计，均匀涂油。,三轴机械手,吊杆处,外桶,涂油泵,油脂泵,流量控制仪,定量阀,外桶涂润滑脂工位-方案二,SCARA机器人,涂油泵,外桶,涂油枪头,涂油枪头,回转气缸,SCARA,设计思路：1、托盘顶升定位扫描后，scara机器人带动涂油枪头完成外桶五个点的涂油。,特点：工艺：涂油枪头设计四周涂油孔，油脂四周挤出直接涂在吊杆处（中间涂油枪头适合于涂减速机出轴孔）。质量、柔性：scara机器人夹具集成2个涂油枪头，枪头采用仿形四周孔设计，黄色为涂4个吊杆处，蓝色完成涂减速机处，减速机完成涂油后通过机器人完成回转运动，吊杆处涂油后通过回转气缸完成回转运动，目的使油脂更加均匀的分布。比较：方案二比方案一更加稳定的完成涂油，而且油脂均匀程度要比方案一好，但是节拍时间比方案一用时长，但是并线生产的话，节拍可以满足。,油脂泵,流量控制仪,定量阀,外桶涂801胶设备储存及清洗,801胶存储槽,设计思路：1、员工休息及暂离状态时，scara机器人将夹具的枪头沁入设备旁的801胶存储槽，防止801胶的凝固，影响枪头正常工作。2、长时间停产及放假时，整套油脂设备将进行清洗，建议801胶用丙酮清洗，枪头卸下浸泡丙酮内，整个喷油系统，通过打开喷油泵，将丙酮桶装入，安装手动枪头，往外打丙酮，清洗整个喷油系统。,手动喷枪,涂胶/油脂设备报警及反馈,压力变送器,失重称,管道滤网,设计思路：1、整个喷油/胶系统，采用压力变送器，监控压力变化，进而识别整个系统是否有堵塞现象。2、整个喷油/胶桶，通过失重称，识别并上报何时加油/胶。3、整个喷油/胶系统，通过管道滤网保证管路中不要有杂质（mm级别），减少出油杂质，降低堵塞发生概率。,安装电机模组工位-1,电机模组安装夹具,6轴机器人,模组安装夹具,快换盘,仿型块,光电开关,导杆缸,夹紧臂,直线导轨,设计思路：1、托盘顶升定位扫描后，机器人抓取通过气缸带动滑轨进行2侧张合夹紧，同时上端有仿型块固定减速机轮，实现安装。,夹具寄存台,特点：柔性：由于电机模组不同产品外形变化较大，所以夹具采用刚性夹具，切换产品时，通过机器人快换盘实现夹具切换，切换时间2分钟以内，不需人工干预。质量、防错：夹具采用仿型块固定皮带轮3/2，保证机器人在移动过程中，产品不会相对于夹具产生移动，保证安装精度，仿型块内置橡胶块顶住皮带轮上端，又避免碰伤皮带轮。防错：夹具集成光电开关识别产品是否存在于夹具上，防止漏装现象，如果料架上缺料，光电识别不出，程序将执行料架上下一位抓取。工艺、质量：机器人在安装完，通过仿形块固定，程序揉一圈，使密封唇更易安装到位。,机器人快换盘,橡胶块,6轴机器人,精定位平台,电机模组上料,电机模组取料夹具,CCD视觉移动检测,模组取料夹具,光电开关,电磁铁,仿型块,特点1：工艺、质量：夹具采用吸盘式电磁铁，仿形块套入皮带轮上（仿型块与皮带轮上端不接触），防止在夹具上移位。防错：夹具集成光电开关识别产品是否存在于夹具上，防止漏装现象，如果料架上缺料，光电识别不出，程序将执行料架上下一位抓取。,安装电机模组工位-2,模组精定位检测平台,模组,伺服电机,伺服电机,轴承座,精定位平台1/2,模组胎膜,特点2：质量、防错：取料机器人将电机模组放入精定位平台，进行精定位，控制精度，方便安装机器人更精准的抓取、安装。节能：精定位平台采用电机模组胎膜进行定位，通过伺服电机进行翻转，完成不同型号之间的自动换型。防错：旁边设有直线模组，带动CCD视觉系统，对电机模组进行检查，是否漏装部件，保证生产流畅性，避免质量事故。,CCD+补光灯,电机模组上料工装车-1,设计思路：1、电机模组来料，通过托盘定位，工装车推送到线边，推入线边的展开机构中，完成多层托盘的展开。,特点：人机：整个机构的展开靠，托盘上边的连杆机构，两侧有滑轮，下端用气缸拉开，员工只需将料车推入上料机构即可。节能：这样设计的好处在于，可以一次性多上电机模组，减少物料压力，每层内部采用托盘定位电机模组。,上料机构,上料小车,多层料车,连杆机构,阻挡机构,滚轮,电机模组,气缸,拉板1,拉板2,电机模组供料机构-2,特点：工艺：整个员工通过电动小车将一摞料放到上料区，通过分拣机构，将一摞料分拣到用料区，之后通过分拣机构，将空托盘摞到一起，下料回收，优势在于，备料区可以备很多料（大于15分钟），减少物流压力。,供料机构,上料区,用料区,下料区,滚筒线,气缸,直线导轨,卡爪,分拣机构,电机模组上料工装车-3,特点：工艺：整个机构采用折页形式供料，抓取机器人夹具集成开折页装置，开完折页通过阻尼或是棘轮机构设计，防止回落，这样设计优势在，简单便捷。,固定电机模组工位1/2,紧固电机模组1,紧固电机模组2,固定电机模组2,设计思路：1、由于电机模组部分型号部分螺丝会有干涉，自动化实现困难，出于此种因素影响，固定电机模组1采用人工固定一部分螺丝，固定电机模组2采用专机实现，位置好实现的。,特点：工艺：三轴机械手是由三个模组组成，动作流程，在出螺丝机处取得螺丝，进行固定，此结构采用3个机械手实现。质量：采用吸螺丝形式，避免卡螺丝的现象，扭矩范围可以从原来的精度减少公差范围，人工工位可检验电机模组是否安装到位。防错：人工电批枪和设备的电批枪，都将数据上传PLC，控制漏打或是打不到位的现象发生。,电批,导杆气缸,钢架构,3轴机械手,螺丝输送装置,打螺丝质量控制,设计思路：1、所有自动化锁螺丝的工位，采用的螺丝先从线下螺丝筛选机进行筛选合格的螺丝，供应上线。2、半自动（人工）、全自动（设备）锁螺丝枪，全部采用伺服电批枪，将数据上传PLC进行分析，控制螺丝紧固数量、紧固是否到位。3、通过上述两种方式来控制打螺丝工位的质量控制。,螺丝筛选机,伺服电批枪,安装排水阀工位-方案一,涂油机器人,涂油装置,光电开关,手指气缸,导杆气缸,夹爪,排水阀夹具,AGV来料,移动式皮带线,安装排水阀,设计思路：1、夹取机器人先将排水阀夹起，并移动到涂油处进行涂油，涂完后放到皮带线上传到线边。2、人工将涂好的排水阀从皮带线上取下，安装至外桶上。,特点：1、线体旁涂油机构主要涂到外桶的孔处，排水阀涂油机构由夹取机器人从AGV托盘上取料，然后再涂油平台处涂好一个孔后，放到传输皮带上，输送到线边，方便人工操作。2、夹具集成光电开关识别产品是否存在于夹具上，防止漏装现象，如果料架上缺料，光电识别不出，程序将执行料架上下一位抓取。3、线边装有涂油机构，主要涂在外桶接口处，不需要人工涂任何点。,涂油平台,涂油枪头,安装排水阀工位-方案二,涂油枪头,涂胶夹具,回转气缸,SCARA,SCARA机器人,涂油枪头,涂油泵,涂油平台,设计思路：1、人工将排水阀通过涂油平台进行涂油，然后安装至外桶上，scara机器人完成外桶连接处及气室盖位置进行涂胶。,特点：工艺：人工从料架上将排水阀取出，插入涂油平台上的涂胶口处，下按并且旋转，完成均匀涂油，然后插入外桶上。柔性：同时scara机器人完成气室盖及排水管接口处涂胶，涂胶原理同外桶涂胶工位。优势：方案二比方案一成本上要少，人工动作比方案一略多，稳定性要比方案一高。,801胶储存槽,料架,气室盖出料,安装、紧固排水电机工位1,光电开关,手指气缸,卡爪夹板,电机夹具,设计思路：1、安装排水阀机器人从AGV来料托盘上，夹取排水电机，放置到外桶上。2、安装机器人夹具首先将后边夹板靠近排水电机，两侧夹板通过手指气缸夹紧，实现安装。,排水电机夹具,料架寄存台,6轴机器人,AGV来料,特点：柔性：由于电机模组不同产品外形变化较大，所以夹具采用刚性夹具，切换产品时，通过机器人快换盘实现夹具切换，切换时间1分钟以内，不需人工干预。工艺：夹具设计采用排水电机仿形设计，保证加持力，夹取更加稳固。防错：夹具集成光电开关识别产品是否存在于夹具上，防止漏装现象，如果料架上缺料，光电识别不出，程序将执行料架上下一位抓取。,安装、紧固排水电机工位2-方案一,6轴机器人,振动盘,上料机构,电批,电批夹具,伺服电机,气缸,批头,直线导轨,设计思路：1、安装排水阀机器人，同时与紧固机器人配合工作。2、安装机器人将排水阀安装到位，不撤离，同时紧固机器人将排水阀的两个螺丝紧固到外桶处，实现安装、紧固一个工位完成。,电批夹具,伺服电机,气缸,批头,直线导轨,安装、紧固排水电机工位2-方案二,电批,振动盘,上料机构,龙门式三轴机械手,设计思路：工艺：安装排水阀机器人，同时与紧固专机配合工作。质量：安装机器人将排水阀安装到位，不撤离，同时紧固专机将排水阀的两个螺丝紧固到外桶处，实现安装、紧固一个工位完成，打螺丝采用取螺丝机构。降噪：每个震动盘采用外罩设计，内置吸音棉，减少噪音，并且通过上料结构完成对振动盘内螺丝进行加料，增大线边存储量。,护罩,安装U型护罩工位,阔型气爪,卡爪压板,导向定位块,光电开关,设计思路：1、机器人抓取U型护罩，采用定位导向块导入U型护罩上端的孔内，两个压板通过阔型气爪，进行夹紧。2、U型护罩夹持中采用下端仿形并且插入定位,U型护罩夹具,U型护罩夹具,6轴机器人,AGV来料,思路特点：1、U型护罩采用阔型气缸夹持，上端通过导向块导入，锁住U型护罩，使U型护罩在机器人移动中，相对位置固定，气缸夹持力会通过U型护罩屈服力计算而得。2、夹具集成光电开关识别产品是否存在于夹具上，防止漏装现象，如果料架上缺料，光电识别不出，程序将执行料架上下一位抓取。3、现U型护罩安装后，位置会随移动发生变化，下工位无法实现自动锁定螺丝，如果夹持中固定，节拍时间10S，无法保证，并且会有干涉的风险。方案一，更改产品结构使U型安装后，位置可以固定（钣金对角加筋）。方案二，下工位人工锁定螺丝。方案三，可以适当增加节拍时间，安装时直接固定对角的两颗螺丝，其与的螺丝到下一工位完成。,翻转外桶工位,夹抱翻转机构,提升移动机构,设计思路：1、抱夹机构通过气缸带动齿轮齿条将外桶抱紧通过回转气台进行翻转，电机带动齿轮齿套进行提升，移动通过伺服带动丝杆进行横向移动，实现将外桶180翻转。,抱紧臂,气转台,直线导轨,气缸,光电开关,夹紧块,齿轮齿条,电机,齿轮齿条,直线导轨,丝杆,伺服电机,特点：质量，柔性：夹紧抱夹翻转机构，抱夹采用气缸带动单齿轮，双齿条实现居中抱夹，缸径选取小于产品的屈服力，夹取位置为外桶的中顶部，减少产品变形两边气转台实现180翻转，夹紧块采用比箱体软的橡胶材质，控制抱夹压紧外桶发生的形变及划伤。工艺：提升移动机构，提升采用电机带动齿轮齿条实现向上提升，移动采用伺服带动丝杆机构，主要是横向需要精准移动，放入翻转后的托盘内。质量：抱臂夹取外桶底部，并且安装光电开关，检测是否有产品，避免出错运动。防错：翻转后，有光电开关检验，放置是否到位。,横向移动臂,纵向移动臂,抱紧旋转臂,钢架构,光电开关,放智慧球工位-方案一,钢架构,外桶,放智慧球机构,料斗,震动器,气缸,上闸板,下闸板,气缸,固定板,固定板,接近开关,设计思路：1、智慧球倒入料斗中，通过重力下留到含球管，含球管设计成20颗球一组高度，一起倒入外桶中。,含球管,放智慧球机构,特点：防错：智慧球导入料斗中，上闸板打开，下闸板关闭，智慧球汇入到管内，上闸板关闭，下闸板打开，智慧球进入外桶，如果下闸板下面接近开关没有检测到智慧球的存在（管壁打小孔），那么触发震动，5S内任然没有检测到，报警人工来上料，带有缺料提醒。（闸板端部有导向设计）防错：智慧球工位根据现场工艺提前放置，简化专机难度（提前不会影响任何不良处的发生）,放智慧球工位-方案二,放智慧球机构,钢架构,储存料斗,斗式提升机,放智慧球机构,外桶,上料斗,震动器,导杆气缸,导杆气缸,上闸板,含球管,下闸板,接近开关,设计思路：1、智慧球倒入料斗中，通过重力下留到含球管，含球管设计成20颗球一组高度，一起倒入外桶中下料斗中，然后倒入外桶。,特点：工艺、防错：智慧球导入料斗中，上闸板打开，下闸板关闭，智慧球汇入到管内，上闸板关闭，下闸板打开，智慧球进入外桶，如果下闸板下面接近开关没有检测到智慧球的存在（管壁打小孔），那么触发震动，5S内任然没有检测到，报警人工来上料，带有缺料提醒，采用4根含球管，可以提前备料，提前报警。（闸板端部有导向设计）人机：智慧球上料采用旁边斗式提升机形式上料，员工从下方将智慧球倒入斗式提升机的料斗内，通过提升倒入上部储存料斗。质量：料斗设计有防尘盖，开盖与提升机斗实现，防止智慧球落灰，对质量造成影响。,防尘盖,下料斗,安装内桶工位-方案一,左右丝杆,压紧板,内撑臂,视觉系统,光电开关,接近开关,导杆弹簧,设计思路：1、安装内桶夹具，通过伺服电机控制左右丝杆（4块），内侧涨紧，实现夹取。,内桶,伺服电机,特点：工艺、质量：机器人夹取动作为CCD视觉系统先拍摄内桶的中心孔部分及内桶内水槽位置，绿色压紧板接触到内桶的顶部，黑色的内撑臂避开水槽通过伺服带动左右丝杆实现同时从4个方向外张，从内部撑紧，内撑臂是由铝板外部固定橡胶，柔性材料，避免对内桶造成损伤及划伤。防错：机器人安装过程通过外接CCD识别外桶内减速机出轴的位置，放入内桶至外桶内，然后实现下压及微旋转过程，下压时绿色压紧板通过压缩弹簧使顶部导杆顶出，这时接近开关测到导杆后，停止下压（放止过压），当内桶放到位后，弹簧变为拉伸力这时接近开关感应不到导杆（安装到位反馈）。节能、防错：夹具集成光电开关识别产品是否存在于夹具上，防止漏装现象，如果料架上缺料，光电识别不出，程序将执行料架上下一位抓取。上述安装过程为减速机出轴与内桶连接方式为花键连接，如果为直接安装就不需要这些步骤。,6轴机器人,安装内桶夹具,机器人底座,内桶夹具,安装内桶工位-方案二,6轴机器人,安装内桶夹具,内桶来料检验,接近开关,导杆弹簧,内桶夹具,视觉系统,伺服电机,左右丝杆,内撑臂1,内撑臂2,压紧板,内桶,设计思路：1、安装内桶夹具，通过伺服电机控制左右丝杆（4块），扣住平衡环，实现夹取。2、来料检验桶外桶上料检验思路一致。,特点：工艺、质量：机器人夹取动作为CCD视觉系统先拍摄内桶的中心孔部分及内桶内水槽位置，绿色压紧板接触到内桶的顶部，黄色为尼龙块，黑色为橡胶材质，黑色橡胶块卡在平衡环侧边，黄色尼龙块，扣住平衡环下部，内撑臂是由铝板外部固定橡胶，柔性材料，避免对内桶造成损伤及划伤。防错：机器人安装过程通过外接CCD识别外桶内减速机出轴的位置，放入内桶至外桶内，然后实现下压及微旋转过程，下压时绿色压紧板通过压缩弹簧使顶部导杆顶出，这时接近开关测到导杆后，停止下压（放止过压），当内桶放到位后，弹簧变为拉伸力这时接近开关感应不到导杆（安装到位反馈）。节能、防错；夹具集成光电开关识别产品是否存在于夹具上，防止漏装现象，如果料架上缺料，光电识别不出，程序将执行料架上下一位抓取。上述安装过程为减速机出轴与内桶连接方式为花键连接，如果为直接安装就不需要这些步骤。,紧固内桶工位-方案1,打螺丝夹具,6轴机器人,打螺丝夹具,振动盘,上料机构,护罩,打螺丝电批,打螺母电批,设计思路：1、人工前道工序，将内桶螺丝带上2个，然后下工位采用机器人锁螺丝/螺母。,视觉系统,特点：工艺、质量：由于内桶螺丝位置易变化，前道工序人工带螺丝，下工位采用机器人锁螺丝，配合CCD视觉系统，判别孔位，锁紧螺丝及打两颗螺丝。柔性：由于产品分为全自动及免清洗，锁内桶分为打螺母及打螺丝，机器人夹具集成2种电批，打螺丝前道工序有人，打螺母时前道工序可以不放人。降噪：每个震动盘采用外罩设计，内置吸音棉，减少噪音，并且通过上料结构完成对振动盘内螺丝进行加料，增大线边存储量。防错：视觉系统，主要判别螺丝位置及是否前道工序安装了平垫，作为质量检验的一环。,紧固内桶工位-方案2,龙门架,Z轴机械臂-1,Z轴机械臂-2,打螺丝电批,打螺母电批,振动盘,上料提升机,隔音罩,设计思路：1、方案二采用专机形式，Z轴设定2个机械臂，分别带动打螺丝及打螺母，兼容各机型，夹具集成CCD视觉，检测螺丝位置，上螺丝采用吸螺丝形式，震动盘采用隔音罩形式设计，降低厂房内噪音。,CCD视觉,安装波轮工位-方案一,6轴机器人,AGV来料,安装波轮夹具,外桶,气缸,膨胀器,接近开关,弹簧,连接杆,花键,拉杆,止退套,橡胶圈,导向套,设计思路：膨胀头膨胀锁死波轮，机械手安装波轮到位。并施加下压力。机械手旋转，花键到位。膨胀头松开。,特点：工艺：膨胀头对准波轮内孔下压，止退套与波轮螺栓沉头孔顶死。气缸拉起带动拉杆上升。挤压橡胶圈变形，橡胶圈膨胀锁死波轮。工艺、质量：机械手将波轮运送到位，与花键接触，并下压。夹具上端弹簧压缩，接近开关感应信号。机器人旋转波轮，花键对准，同时会在弹簧压力下插入。接近开关信号断开，接近开关，控制下压力及安装到位后的识别，气缸伸长，拉杆下降，橡胶圈回弹，夹具松开波轮。,安装波轮工位-方案二,6轴机器人,安装波轮夹具,AGV托盘来料,安装波轮夹具,托盘定位,设计思路：六轴机器人带动安装波轮夹具，从来料托盘上吸取波轮，然后安装到内桶内。,伯努利吸盘,章鱼吸盘,特点：工艺：安装波轮夹具，采用伯努利吸盘或是章鱼吸盘（需要验证），避开波轮的4处突筋，进行吸取，然后安装到内桶内，后段需要人为干涉。防错：波轮来料为中心孔定位，前段带导向，方便人工分拣，夹具上集成CCD视觉，分辨波轮型号及波轮4个筋所在位置，避开筋位进行吸取。质量：气缸带动肩式导向销，导入波轮中心孔，肩卡在波轮上端，保证波轮在夹具上平置，放入时，不会碰触内桶壁及平衡环。,CCD视觉系统,连接管,伯努利吸盘,导杆气缸,肩式导向销,安装波轮工位-方案三,托盘定位,波轮夹取,导杆气缸,回转气台,调节杆,龙门三轴机械臂,设计思路：波轮来料采用托盘调节杆简易定位，抓取通过导杆气缸带动橡胶块，夹取波轮的一侧，回转气台将夹具转90，完成垂直放入内桶中。,波轮来料,波轮夹取夹具,安装波轮工位-方案四,4轴机器人,波轮夹具,输送皮带线,光电开关架,波轮上料点,波轮夹具,阔型气缸,夹爪,波轮,设计思路：波轮来料采用立库托盘来料，由抓取机器人放到输送皮带线上，传送到人体面前，由人拿取安放至内桶中，输送高度为750左右，符合人机工程，减少员工劳动强度。,紧固波轮工位,打螺丝机构,出螺丝机构,控制柜,3轴机器臂,出螺丝机构,打螺丝机构,电批,视觉系统,导杆气缸,设计思路：1、紧固波轮采用三轴机械手取螺丝实现紧固1颗螺丝。,特点：工艺、质量：三轴机械手是由三个模组组成，动作流程，在出螺丝机处取得螺丝，通过CCD定住波轮中心孔的位置。工艺：定住孔位后，导杆气缸将螺丝送到电批下方，下移进行锁螺丝。质量、防错：打螺丝机构因为节拍时间充足，所以采用取螺丝形式，避免卡螺丝的现象，扭矩枪可以反馈扭矩参数并且上传，扭矩范围可以从原来的精度减少公差范围，增强，产品、工艺的一致性，实现标准化生产。,吊桶-1方案一,设计思路：1、采用4手臂旋转送料，卡爪采用内撑式涨紧。,特点：工艺、质量：吊桶-1专机采用四手臂旋转送料，旋转驱动用电机带动齿轮实现，上下行程用滚轮和铝型材作为导向，气缸作为动力实现，内涨式夹起，卡爪采用覆柔性材质，避免对内桶的损伤，气缸带动连杆装置实现内撑，整个手臂采用刚性，放置旋转过程中，外桶造成的偏差位移，前段人工工位，需要把内桶每次固定到同一角度，防止在涨紧的过程中伤到内桶的水槽位置，每个手臂都可以独立控制，在安装的过程中，另一侧在抓取外桶，互不干涉，降低节拍时间，整体走线及气管，通过采用中间管走线，防止缠绕。,内撑卡爪,回转机构,钢架构,上下移动臂,回转机构,储气罐,四内撑卡爪,气缸,导向,连杆,内撑块,电机,吊桶-1方案二,提升移动机构,电机,齿轮齿条,直线导轨,丝杆,伺服电机,钢架构,提桶机构,上下移动臂,视觉CCD,提桶机构,水平外抱臂,外桶,内撑机构,气缸,直线导轨,设计思路：1、采用单手臂往复式移动外桶。,特点：工艺、质量：吊桶-1专机采用单手臂往复式移动外桶，提桶机构采用内撑机构卡住平衡环，气缸连杆机构，将外桶提起，外侧抱臂通过气缸带动齿轮齿条，实现居中抱夹，控制外桶旋转方向的固定。工艺：提升移动机构，提升采用电机带动齿轮齿条实现向上提升，移动采用伺服带动丝杆机构，主要是横向需要精准移动，与放吊杆机构配合。质量：CCD视觉系统主要识别吊杆来料时的位置及状态。,吊桶-2-方案一,卡爪盘,回转机构,钢架构,回转机构,卡爪盘1,吊杆卡爪,设计思路：1、采用2个卡爪盘回转进行生产，卡爪抓住吊杆通过吊桶-1配合完成吊桶工作。,送料机构,卡爪盘2,特点：工艺：设计2个卡爪盘，即一个生产，一个备料卡爪盘抓住吊杆，配合吊桶-1共同完成生产工作，缩短节拍时间。工艺：回转采用电机、减速器带动分割器，完成工作。吊桶工位有节拍风险，节拍时间需要验证。,卡爪盘,分割器,吊桶-2-方案一,吊杆卡爪,送料机构,卡爪臂移动机构,设计思路：1、吊杆卡爪设计；采用回转台带动红色支撑块，支撑吊杆杆处，黄色连抓块采用气缸带动吊杆的顶部。2、卡爪臂移动机构设计：伺服电机1带动齿轮齿条，进行直线运动，伺服电机2带动分度盘进行精准旋转运动，因为外桶的吊杆处连线为正方形，不增加回转也可实现，增加回转机构，原因是：抓料更方便，如果以后增加新产品（连线不为正方形）也可实现吊杆自动化。3、送料机构设计：采