【《鼠标装配工作站总体方案设计案例》3600字】

鼠标装配工作站总体方案设计案例目录TOC\o"1-2"\h\u32763鼠标装配工作站总体方案设计案例 1159251.1华为F30蓝牙无线鼠标装配流程： 1431.2装配零件可采用夹具结构设计方案 155751.3鼠标装配工作站装配工序设计方案 336231.4鼠标装配工作站系统设计 4221101.5鼠标装配工作站选型配置 5依据鼠标产品参数：型号华为AF30；外观尺寸107.6mm*60.9mm*29.4mm；重量58.66g±5g；电池：5号电池（即AAsizebattery）；外观尺寸为直径14mm，高度50mm。1.1华为F30蓝牙无线鼠标装配流程：1.固定鼠标底壳；1.将电池装配到鼠标底壳；3.将鼠标面壳吸附安装到鼠标底壳上；4.将装配后的鼠标产品摆放。1.2装配零件可采用夹具结构设计方案方案一：鼠标底壳、鼠标上壳通过吸盘夹取，电池通过V形指夹持，鼠标整体通过V形指夹持。方案二：鼠标底壳、鼠标上壳通过吸盘夹取，电池通过平指夹持，鼠标整体通过平指夹持。方案三：鼠标底壳、鼠标上壳通过吸盘夹取，电池通过V指夹持，鼠标整体通过平指夹持。对比三个方案，考虑末端执行器的简洁性、可操作性，选用方案三进行鼠标装配末端执行器设计。根据鼠标底壳、鼠标面壳的曲面斜率，设计吸盘倾斜角度，确定吸盘末端为柔性吸盘，以使吸盘末端执行器可以顺利吸附工件,如图2-1所示：图图2-1吸盘吸附鼠标底壳依据鼠标宽度60.9mm，电池直径14mm，设计夹钳末端执行器，设置两对夹爪行程为10mm，产品平指夹钳活动范围为60.8mm-70.8mm，且设置橡胶垫片，平指末端带有长为3mm支撑平面，以确保不损伤装配零件的情况下可以顺利夹取。电池V指夹钳活动范围为14mm-24mm。两类夹指共用同一气缸活动指，如此设计下同一气缸，可针对两类零件进行装配任务。如图2-2、图2-3所示：图图2-2产品夹钳指图图2-3电池夹钳指1.3鼠标装配工作站装配工序设计方案方案1：（电池纵向夹持）如图2-4所示：1号机器人利用吸盘将鼠标底壳摆放到鼠标装配工装上，利用橡胶块按压定位。2号机器人利用V形指夹持电池，将电池安装到鼠标底壳上，再利用橡胶按压。1号机器人利用吸盘将鼠标上壳安装到鼠标底壳中2号机器人利用V形指将装配好的鼠标夹持放到产品区问题：2号机器人V形指分别夹持直径为10mm的电池和60.9mm的鼠标产品。优点：两机械臂工作量相同，节拍快。方案2：（电池纵向夹持）1号机器人利用吸盘将鼠标底壳摆放到鼠标装配工装上。2号机器人用橡胶块按压定位。1号机器人利用V形指夹持电池，将电池安装到鼠标底壳上。2号机器人用橡胶块按压定位。1号机器人利用吸盘将鼠标上壳安装到鼠标底壳中。2号机器人利用V形指将装配好的鼠标夹持放到产品区。问题：1号机器人工作任务多，节拍较方案1慢，末端执行器设计较方案1复杂。优点：1、2号机器人都具有V形指分别夹持电池和鼠标产品。方案3：（电池横向夹持）1号机器人利用吸盘将鼠标底壳摆放到鼠标装配工装上，利用橡胶块按压定位。2号机器人利用爪钳夹持电池，将电池安装到鼠标底壳上，再利用橡胶按压。1号机器人利用吸盘将鼠标上壳安装到鼠标底壳中。2号机器人利用爪钳将装配好的鼠标夹持放到产品区。问题：电池的装夹排放较方案1、2需要利用V槽定位，占用空间。优点：平指夹持执行器工作行程小（电池长45，鼠标宽60），可通用。方案4：（电池横向夹持）1号机器人利用吸盘将鼠标底壳摆放到鼠标装配工装上。2号机器人用橡胶块按压定位。1号机器人利用爪钳夹持电池，将电池安装到鼠标底壳上。2号机器人用橡胶块按压定位。1号机器人利用吸盘将鼠标上壳安装到鼠标底壳中。2号机器人利用爪钳将装配好的鼠标夹持放到产品区。问题：电池的装夹排放较方案1、2需要利用V槽定位，占用空间，较方案3末端执行器设计复杂。综合考虑提出的四项方案，选用方案一作为工作站装配工序方案，该方案的装配顺序可以有效合理的利用双机器人协同装配操作，只需设计出可适合电池以及鼠标产品夹持的末端执行器以及适合鼠标底壳和鼠标面壳都可吸附的吸盘末端执行器。该方案，工序较少、双机器人任务量分配均匀，可进行进一步的节拍设计，以缩减装配所需的生产时间。图图2-4方案一图解1.4鼠标装配工作站系统设计鼠标装配工作站系统设计分为如下图四个部分：机械设计部分、气动仿真设计部分、PLC程序设计部分、机器人程序设计部分。第三章主要介绍工作站机械设计部分，第四章为气动仿真和PLC控制程序部分，第五章为机器人程序设计部分。如图2-5所示：图图2-5鼠标装配工作站系统设计框图1.5鼠标装配工作站选型配置鼠标装配工作站由机器人系统、气压传动系统和外围设备组成，下面据此进行鼠标装配工作站各个功能模块选型配置。1.5.1机器人系统在进行装配机器人选型过程中，机器人的运动范围需要覆盖到工作站工件所有需夹持区域；其次考虑不同机器人在工作站中的生产效率和经济效益，选择装配机器人的轴数、速度、负载能力和重复定位精度。基于上述装配机器人的选型思路，选择ABB公司的IRB120型号机器人（如图2-6所示）该机器人是ABB第四代系列产品。其具有诸多特点，例如：敏捷、紧凑、轻量、控制精度与路径精度俱优，在物料搬运与装配应用领域应用广泛。操作机外形尺寸大幅度缩小，且继承了其他同系列机器人绝大部分的功能和技术，并有效的节省机器人工作站布局面积。机型紧凑且通过轻量化设计，成就了IRB120卓越的经济性与可靠性，具有低投资、高产出的优势。IRB120机器人工作范围可达到的最远距离为411mm，该机器人适用于机械、电子、太阳能等领域，为中小型零件的搬运以及装配提供一种高收益、高效率的解决方案，在有限的操作空间中该机器人优势更为明显。IRB120也可以安装在工作站上方、侧壁，任何可提升操作速率、降低停滞时间的位置，也可以缩减机器人的占用空间。机器人1轴回转半径极小，极大的缩小了与其他设备的工作间距。此外，机器人控制器可进行单相电源输入、外置式信号接头及内置式可扩展16路I/O系统，支持在RobotStudio进行工作站仿真检测调试，有效的帮助制造商和集成商进行工作站设计。图图2-6IRB120机器人图图2-7IRB120机器人工作范围表2-1IRB120机器人无限制工作范围位置手腕中心处位置（mm）角（度数）XZ轴2轴3A302mm630mm0°0°B0mm870mm0°-77°C169mm300mm0°+70°D580mm270mm+90°-77°E545mm91mm+110°-77°F-440mm-50mm-110°-110°G-67mm445mm-110°+70°H-580mm270mm-90°-77°J-545mm91mm-110°-77°图图2-8IRB120机器人转动半径表2-2IRB120机器人转动半径动作位置动作类型移动范围轴1旋转动作+165°到-165°轴2手臂动作+110°到-110°轴3手臂动作+70°到-110°轴4手腕动作+160°到-160°轴5弯曲动作+120°到-120°轴6转向动作+400°到-400°（默认值）+242转到-242转（最大值）图图2-9IRB120机器人载荷区表2-3IRB120最大负载载荷区最大负载ABIRB120-3/0.60.3kg0.5（×2）kg1.5.2气压传动系统气压传动系统包括空气压缩机、气缸、电磁换向阀、吸盘、真空发生器等气路原件的选用。在气压传动系统中需要根据气路所需气压选择合适空气压缩机，参考鼠标装配工作站装配工序设计方案选用工作行程、内径夹持力合适的平行开闭手指气缸。并且依据产品参数选用合适吸力的吸盘和真空发生器。基于上述的选型思路，选用奥突斯静音气泵。该空气压缩机体积轻便易移动，配有消音器，具有出色的静音效果，断电保护，高温保护，防止过载。表2-4奥突斯奥突斯参数型号1500W-30L功率1500W容积流量140L/min机器尺寸5525.5*54.5cm转速2800r/min容积30L重量23kg表2-5AIRTAC亚德客二位三通电磁换向阀3V21008NOA规格代号系列代号电控方式接管口径初始状态工作电压接电方式牙型代码3V：二位三通电磁阀2：200系列10：双位单控06：1/8°NC：常闭型A:AC220VB:DC24VC:AC110VE:AC24VF:DC12V空白：DIN插座式空白：PT牙G:G牙T:NPT牙20：双位双控08：1/4°NO：常开型I：出线式气缸选型时：气缸的外形尺寸、安装方式、开闭形式、动作方式、缸径是气缸选型所需的参考参数。基于如上选型思路，选用嘉信MHZ2/MHZL系列双作用平行开闭手指气缸。该系列气缸具有高强度导轨、高精度爪头、密封良好等优势，外形尺寸合理，适合中小型零件的气动夹取。气缸如图2-10所示：吸盘选型时：吸盘的直径、数量及分布、产生的吸力等参考因素，故选用艾托斯带缓冲真空吸盘工业薄型系类，产品材质为硅胶耐高温、环保，可吸附绝大部分薄型物体，具有缓冲杆，可有效保护吸附物。吸盘如图2-11所示：图图2-10气缸产品图图2-11吸盘产品1.5.3外围设备装配机器人工作站系统的搭建仅仅有机器人系统和气压传动系统是远远不够的，根据装配需求，还需要给工作站配置相关的外围设备[21]。（1）机器人安装工作台对于IRB120机器人而言，相关的外围设备主要是机器人安装工作台，安装工作台在设计时需要考虑机器人安装位置，依据机器人的工作范围，在保证可完成装配任务的条件下确定机器人在工作台安装位置，参照机器人基座紧固孔如图2-12在工作台的选用位置打孔，利用高强度螺栓以及垫圈将机器人本体和工作台固定连接。工作台选用槽钢、方管等钢材，保证结构稳定，可顺利实现装配任务。在设计工作台时也需要考虑物料盘、装配夹具的安装方式以及安装位置。图图2