冲压自动化技术(修订版－第3-4篇)100321

冲压自动化技术冲压自动化技术主讲：桂方亮 2021年4月机机 器器 人人 冲冲 压压 自自 动动 化化 线线 篇篇冲压专业现场工程师培训实务之冲压专业现场工程师培训实务之课时安排：课时安排：2课时课时单元目标：单元目标：掌握机器人冲压自动化线系统结构理解KUKA冲压机器人系统硬件及其功能单元结构：单元结构：1、典型机器人冲压自动化线系统结构 2、KUKA冲压机器人系统架构与功能 1、典型机器人冲压自动化线系统结构、典型机器人冲压自动化线系统结构拆跺小车；拆跺小车；上料磁性皮带机；上料磁性皮带机；清洗机或涂油机；清洗机或涂油机；对中台；对中台；压力机；压力机；冲压机器人；冲压机器人；下料皮带机；下料皮带机；问题：问题：典型机器人冲压自动化线由哪些系统构成？典型机器人冲压自动化线由哪些系统构成？1、典型机器人冲压自动化线系统结构、典型机器人冲压自动化线系统结构 钢板钢板磁力分张器；磁力分张器；铝板铝板气动分张器气动分张器 ；双拆跺小车，不停线切换跺料；双拆跺小车，不停线切换跺料；68个磁力分张器，实现柔性化生产；个磁力分张器，实现柔性化生产；1.1 拆跺工位拆跺工位问题：问题：你了解气动分张器吗？你了解气动分张器吗？1、典型机器人冲压自动化线系统结构、典型机器人冲压自动化线系统结构 欧美日自动化线根本采用在线清洗机欧美日自动化线根本采用在线清洗机 ；国内局部主机厂采用在线涂油机；国内局部主机厂采用在线涂油机；1.2 清洗清洗/涂油工位涂油工位问题：问题：请你谈谈我公司的板件清洗工艺？请你谈谈我公司的板件清洗工艺？1、典型机器人冲压自动化线系统结构、典型机器人冲压自动化线系统结构 机械对中台主要应用于在线清洗机线或机械手线机械对中台主要应用于在线清洗机线或机械手线 ；机器人冲压自动化线更多采用视觉对中或重力对中；机器人冲压自动化线更多采用视觉对中或重力对中；1.3 对中工位对中工位1、典型机器人冲压自动化线系统结构、典型机器人冲压自动化线系统结构 冲压机器人由本体冲压机器人由本体Robot、控制柜、控制柜KRC、示校器、示校器KCP组成；组成；常用的冲压工业机器人有常用的冲压工业机器人有:ABB IRB6660,IRB6650S,IRB7600；KUKA KR120P,KR100P/2;1.4 冲压机器人搬运系统冲压机器人搬运系统2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.1 KRC2控制柜概述控制柜概述控制柜型号控制柜型号:KRC2 控制柜最大可以装下控制柜最大可以装下8个轴控制器个轴控制器允许的环境条件允许的环境条件:最高最高45无冷却装置无冷却装置 最高最高55有冷却装置有冷却装置重量：重量：约约 185 kg电源线路：电源线路：3x400 V微处理器微处理器:赛扬赛扬433 MHz主存储器主存储器:64 MB2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.2 KRC2控制柜内部结构控制柜内部结构硬盘驱动器软盘驱动器CD-ROM 驱动器2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.2 KRC2控制柜内部结构控制柜内部结构序列号主存储器机器人程序控制程序CROSSKUKA GUIR1/STEU2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.3 KRC2控制柜软件架构控制柜软件架构可视化操作核心系统驱动器驱动器系统间通信2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.3 KRC2控制柜硬件架构控制柜硬件架构问题：我们常用的机器人系统有多少个问题：我们常用的机器人系统有多少个KSD呢？呢？2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.4 KRC2控制柜配电图控制柜配电图2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.5 KUKA机器人机械结构机器人机械结构腕连接臂底座臂旋转柱问题：请问机器人各关节功能与人体哪些部位的功能相近？问题：请问机器人各关节功能与人体哪些部位的功能相近？2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.6 KUKA机器人轴的命名机器人轴的命名问题：你知道问题：你知道KUKA机器人各轴动作的动力之源吗？机器人各轴动作的动力之源吗？Axis 2Axis 1Axis 3Axes 1,2 and 3 是 主要轴.Axis 6Axis 5Axis 4Axes 4,5 and 6 是 腕部轴.2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.7 KUKA机器人的工作范围机器人的工作范围问题：问题：KUKA机器人有运动死区吗？机器人有运动死区吗？俯视图：工作范围角度,轴1:3602、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.7 KUKA机器人的工作范围机器人的工作范围问题：乘用车二厂冲压自动化线采用了问题：乘用车二厂冲压自动化线采用了KR120P机器人，他的最大可达半径是机器人，他的最大可达半径是多少呢？多少呢？2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.8 KUKA机器人的机器人的荷载分配荷载分配问题：问题：请问你知道冲压机器人的有效负载和辅助负载分别是什么吗？请问你知道冲压机器人的有效负载和辅助负载分别是什么吗？有效负载有效负载辅助负载辅助负载总载荷=有效负载+辅助负载从 KR 2000 系列向前,是可以把 辅助负载系到连接臂和旋转柱上的。2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.9 KUKA机器人示校器机器人示校器大的图形显示器显示器周围的软按键用于编程和显示控制的硬按键6D 鼠标（空间鼠标键）数字小键盘,字母键盘急停开关驱动开/关光标键窗口选择键2、KUKA冲压机器人系统架构与功能冲压机器人系统架构与功能2.9 KUKA机器人示校器机器人示校器编程窗口状态窗口消息窗口单元小结：单元小结：1、岗位技能培训课的导入2、组织岗位技能培训的流程及培训方法3、岗位技能培训过程管理与控制方法冲冲 压压 机机 器器 人人 编编 程程 与与 维维 护护 篇篇冲压专业现场工程师培训实务之冲压专业现场工程师培训实务之课时安排：课时安排：2课时课时单元目标：单元目标：掌握冲压机器人编程根底知识理解KUKA冲压机器人编程及实战了解KUKA冲压机器人维护知识单元结构：单元结构：1、典型机器人的校零与坐标系 2、KUKA冲压机器人编程根底 3、KUKA冲压机器人的编程实践与应用 4、KUKA冲压机器人系统维护1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.1 为什么校零为什么校零A1=0A2=-90A3=+90A4,A5,A6=0当机器人校正的时候，各个轴就可以运动到当机器人校正的时候，各个轴就可以运动到一个特定的机械位置，也就是所谓的机械零一个特定的机械位置，也就是所谓的机械零点。点。一旦机器人运动到机械零点，各个轴上的绝一旦机器人运动到机械零点，各个轴上的绝对编码盘的值就被保存下来了。对编码盘的值就被保存下来了。1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.2 如何校零如何校零电子测量工具(EMT)盘式指示器为了使机器人准确的运动到机械为了使机器人准确的运动到机械零点，需要用到盘式指示器或者零点，需要用到盘式指示器或者电子测量工具（电子测量工具（EMT)。用电子测量工具测量的时候，轴用电子测量工具测量的时候，轴在机器人控制器的控制下可以自在机器人控制器的控制下可以自动的运动到机械零点。如果使用动的运动到机械零点。如果使用的式盘式指示器，这个过程需要的式盘式指示器，这个过程需要在在 特定轴特定轴 模式下手动完成。模式下手动完成。1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.2 如何校零如何校零EMT或盘式指示器运动方向+-机械零点EMT或盘式指示器运动方向+-控制前位置“前视/后视”标记1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.3 常见的重新校零原因常见的重新校零原因1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.4 全局坐标系全局坐标系固定的固定的 直角坐标系，原点在机器人基座上直角坐标系，原点在机器人基座上.1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.5 工具坐标系工具坐标系直角坐标系，原点在工具上.问题：请问你知道冲压机器人的工具坐标系原点位置吗？问题：请问你知道冲压机器人的工具坐标系原点位置吗？1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.6 基坐标系基坐标系直角坐标系，原点在直角坐标系，原点在待加工的工件上待加工的工件上.1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.7 工具坐标系工具坐标系TCP的标定的标定问题：请问你是如何理解问题：请问你是如何理解TCP标定的优势？标定的优势？第一步第一步:相对与法兰坐标系做有关相对与法兰坐标系做有关TCP工具工具中心点的计算；中心点的计算；第二步第二步:确定工具坐标系相对与法兰坐标系的确定工具坐标系相对与法兰坐标系的旋转量旋转量YFlangeXFlangeZFlange没有TCP(工具中心点标定的工具中心TCP(工具中心点标定的工具中心YToolXToolZTool1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.8 工具坐标系工具坐标系TCP标定的优势标定的优势 1 2 31、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.9 基坐标系标定基坐标系标定工作外表货盘、加紧工作台、工件等获工作外表货盘、加紧工作台、工件等获得一个用户定义的笛卡儿坐标系，坐标系原得一个用户定义的笛卡儿坐标系，坐标系原点在用户确定的参考点上。点在用户确定的参考点上。XZY1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.10 基坐标系标定目的基坐标系标定目的ZWorld工具YWorldXWorld运动方向基坐标系手动手动运动沿着工作表面或运动沿着工作表面或者工件的边缘者工件的边缘.基坐标系ZWorld工具YWorldXWorld示教点示教点示教点的坐标参照基示教点的坐标参照基坐标系坐标系.1、典型机器人、典型机器人的校零与坐标系的校零与坐标系1.10 基坐标系标定目的基坐标系标定目的ZWorld工具基坐标系YWorldXWorld基坐标系编程模式编程模式如果基坐标系被偏置了，如果基坐标系被偏置了，示教点也随之移动。示教点也随之移动。ZWorld工具YWorldXWorld基坐标系2基坐标系1编程模式编程模式可以创建多个基坐标系可以创建多个基坐标系问题：请问你是如何理解基坐标系标定的优势？问题：请问你是如何理解基坐标系标定的优势？2、KUKA机器人编程根底机器人编程根底2.1 运动类型运动类型LIN(直线):工具在规定的速度下沿直线运动CIRC(圆):工具在规定的速度下沿圆形轨迹运动KUKA 机器人运动类型(插补类型)PTP(点到点):工具沿最近的路径运动到轨迹末点2、KUKA机器人编程根底机器人编程根底2.2 点到点移动点到点移动PTPP1P2最短距离最快路径V max时间单个轴的速度 vP1P2加速减速恒定e.g.axis 2:最主要的轴e.g.axis 3:adaptede.g.axis 6:adaptedP1P22、KUKA机器人编程根底机器人编程根底2.2 点到点移动点到点移动PTP移动类型点的 名字速度移动参数逼近开精确定位2、KUKA机器人编程根底机器人编程根底2.3 直线移动直线移动LIN直线移动P1P2P3最短距离时间 tP1P2路径速度 P1P2V 加速减速恒定2、KUKA机器人编程根底机器人编程根底2.3 直线移动直线移动LIN移动参数移动类型点的名称速度逼近开精确定位2、KUKA机器人编程根底机器人编程根底2.4 圆形移动圆形移动CIRC没有逼近区没有逼近区域的域的CIRC移移动（圆形轨动（圆形轨迹移动）迹移动）CIRC 移动P2(辅助点)P3(目标)P2 是辅助点(AUX),P3 是目标点(END)P12、KUKA机器人编程根底机器人编程根底2.4 圆形移动圆形移动CIRC规划一个圆形移动规划一个圆形移动移动类型辅助点名称速度移动参数终点名称精确定位逼近开2、KUKA机器人编程根底机器人编程根底2.5 移动中的轨迹逼近移动中的轨迹逼近在逼近定位中，机器人不会精确的移动到每个编程点，也不必有急刹车在逼近定位中，机器人不会精确的移动到每个编程点，也不必有急刹车（语义不清楚）。这样（语义不清楚）。这样 做做 的优点：减少磨损和缩短周期时间的优点：减少磨损和缩短周期时间2、KUKA机器人编程根底机器人编程根底2.5 移动中的轨迹逼近移动中的轨迹逼近P1P2P3最 短 距 离可 能 的 逼 近 轨 迹有轨迹逼近的点到点移动 P2是逼近辅助点P1P2P3两条抛物线(恒速对称)有轨迹逼近的直线移动 P2是逼近辅助点有轨迹逼近的圆形移动 P2是逼近辅助点P4P1P2(AUX)P3(END)3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.1 主程序编程：主程序编程：CELL.SRC3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.1 主程序编程：主程序编程：CASE1.SRC3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.2 示教点及本卷须知示教点及本卷须知3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.3 总线控制网络布局总线控制网络布局3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.4 工控机操作台工控机操作台u生产线总控制台采用工业生产线总控制台采用工业PC机，管理生产线的运行、停止和零件的更换，机，管理生产线的运行、停止和零件的更换，生产线所有单元之间动作协调及各单元工作状况的聚集、处理，故障信息及生产线所有单元之间动作协调及各单元工作状况的聚集、处理，故障信息及帮助菜单，能存储和传送机器人控制程序，并且能联机主电柜帮助菜单，能存储和传送机器人控制程序，并且能联机主电柜PLC程序。总程序。总控制台控制台PC系统只对生产线起到监控和数据收集、数据备份的作用。当总控制系统只对生产线起到监控和数据收集、数据备份的作用。当总控制台台PC机出现故障而无法正常工作时，不影响生产线的运行和换模。机出现故障而无法正常工作时，不影响生产线的运行和换模。u另外，中央控制系统与所有机器人的通讯是通过工业以太网实现的另外，中央控制系统与所有机器人的通讯是通过工业以太网实现的,每个每个机器人通过其以太网接口，通过网络交换机与中央控制计算机进行连接。由机器人通过其以太网接口，通过网络交换机与中央控制计算机进行连接。由于于KUKA机器人操作系统是基于机器人操作系统是基于PC的的Windows操作系统，所以以太网的连接操作系统，所以以太网的连接非常方便，网络通讯速度快，能够更好的进行整个网络的实时控制。非常方便，网络通讯速度快，能够更好的进行整个网络的实时控制。3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.4 工控机操作台工控机操作台PC主画面与登录画面主画面与登录画面 3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.4 工控机操作台工控机操作台模具号选择画面模具号选择画面3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.4 工控机操作台工控机操作台整线速度设定整线速度设定3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.5 SOFT PLC 系统系统KUKA SOFT PLC系统是专门为系统是专门为KUKA机器人开发的内嵌式中央控制机器人开发的内嵌式中央控制系统。相比普通系统。相比普通PLC，SOFT PLC 系统能够直接读出机器人的内部数系统能够直接读出机器人的内部数据据,与与机器人各个轴的角度、各个方向的坐标等等。同时，机器人的在机器人各个轴的角度、各个方向的坐标等等。同时，机器人的在不同点的速度是不同点的速度是SOFTPLC直接读写的。这样，这套系统更好的实时直接读写的。这样，这套系统更好的实时性和可控性。性和可控性。3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.5 SOFT PLC 系统系统SOFT PLC 编程软件界面冲压线编程软件界面冲压线3、KUKA机器人机器人编程实践与应用编程实践与应用3.5 SOFT PLC 系统：程序内容介绍系统：程序内容介绍4、KUKA机器人机器人系统维护系统维护4.1 维护保养本卷须知维护保养本卷须知清洁与预防性保养应遵循哪些原那么？清洁与预防性保养应遵循哪些原那么？使用真空吸尘器清理尘埃 使用蘸有中性清洁剂的抹布清洁控制柜 使用速溶清洁剂清洗电缆、塑料件、软管 更换损坏的、字迹模糊的或者丧失了的标识、铭牌4、KUKA机器人机器人系统维护系统维护4.1 维护保养本卷须知维护保养本卷须知项目建议运行时间/平均故障间隔时间根据制造商建议更换的时间间隔备注引导电池3 years2 yearsincl.allowance for capacity lossPC 风扇60,000 hours5 years1)控制柜风扇46,000 hours5 years1)主板电池10 years5 years1)滤波器,压力补偿阀Depends on installation conditions and degree of clogging4、KUKA机器人机器人系统维护系统维护4.2 系统常见故障报错系统常见故障报错单元小结：单元小结：1、岗位技能培训课的导入2、组织岗位技能培训的流程及培训方法3、岗位技能培训过程管理与控制方法