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关于激光切管机自动上下料系统可行性研究报告

一、引言

随着中国制造2025的提出，中国的机器论文人和自动化技术得到了快速发展；而且目前中国用工成本不断增加、招工难的问题的不断加剧；所以采用自动化的生产模式是未来企业的发展趋势，也是勇猛机械股份有限公司（简称勇猛机械）产业升级的发展方向；所以根据勇猛机械激光切管机的技术特点，对激光切管机自动上下料系统技术方案要求达到以下目标：

（1）上料机构必须采用必须实现外协来件的成捆整体上料；可实现8小时的无人值守状态；上料长度满足6米至8米的自动调整；

（2）下料机构实现成品件按长度和同一长度的自动分类；实现将不同种类的成品件分类码放到相应的成品货架上；

（3）自动上下料系统能够与激光切管机的信息交互，而其控制系统能够实现人工编程，自动化上料系统可实现人工手动控制功能。

二、激光切管机自动上下料系统的分析

激光切管机自动上下料系统的运作方式，是通过对激光切管机作业流程、动作分析，为激光切管机设计一套配合其作业的自动化上、下料机构；通过对现有绗架机器人、自动输送装置、可编程控制器、传感器技术的研究与应用，进行可行性分析与研究；上料机构由三部分组成，可实现，实现激光切管机的完全自动化上料、下料系统组成就简单的多，是采用可编程控制器进行控制运作的。通过该方案的实施、有效提高激光切管机的设备综合利用率50%、减少50%的设备人员配备、降低作业人员的劳动强度、减少设备的安全隐患，提升了设备自动化水平等，取得了良好的经济效益；激光切管机自动上下料系统以求达到满足几个方面的要求：第一、上料机构在采取外来协件的基础上成捆整体上料，要求实现8小时的无人值守状态，在长度方面满足6米至8米的自动调整；第二、满足上料下料的长度，并且能够完成自动切换以及运作功能，并且能够将不同的成品放入到相应的货架上，第三、自动上下料要能实现与激光切割机的相互衔接以及信息交换往来，实现对自动上下料的控制功能，运用到可编程控制系统，在激光切管机与自动上下料之间形成良好，有效的对接。

料库设计：备料方式采用起重机分两次吊装就位，就位后要求能够方便人工解开扎带，需要留出取扎带空间，防止压死无法取出，因此料库设有堆垛料叉，保证物料整齐，同时设有低层和中间层的垫料装置，方便解开扎带并取出，

取料机器人：取料方式采用Ｘ轴的销手机构插入到管材两端的内孔中，通过两机器人的配合实现抓取；抓取后将管材放置于输送机构上，完成动作；要考虑到各类长度棺材在搬运过程的变形量和在搬运过程中的抖动幅度，从而计算销手的长短以及相关的安全辅助机构；确保搬运过程安全可靠；

输送定位装置：输送装置的目的为了将管材从备料库端输送到激光切管机的上料区，确保上料时管材位置和姿势的正确，此装置应用了气动定位，实现管材的位姿正确；应用了滚轮输送装置，实现管材的输送到位；

根据激光切管机的加工能力以及目前加工产品的结构特点，要在符合激光切割机的基本性能上，结合运用上下料的功能，满足更为功能丰富的需求。

三、上料机构方案设计

根据上料机构的方案目标整捆上料、8小时无人值守和上料长度的自动调节等关键点技术指标进行技术分析如下：

（1）总体方案制订

现状分析：上料管材为140*80*8的无缝冷拔矩形管，管材材质为16Mn，整捆状态捆状态为3*3共计9根的叠放；端采用扁平金属扎带捆绑；目前需要操作员工在来料存放区解开扎带，利用车间桥式起重机和相应吊具单根吊装到设备上，吊装过程需为了设备安全，只能停机操作，单根吊装时间2分钟；单根平均纯加工时间为25分钟；方案设计：根据方案目标和现状分析制定以下技术方案；整个上料机构采用备料库、取料三轴机器人、输送定位装置和上料装置组成。

（2）上料机构的设计要点

料库设计：跟据来料的结构形式和平均加工节拍，将备料库容量定为两捆即18根；备料方式采用起重机分两次吊装就位，就位后要求能够方便人工解开扎带，需要留出取扎带空间，防止压死无法取出，同时根据取料机器人的取料精度要求，必须使备料库码放整齐；因此料库设有堆垛料叉，保证物料整齐，同时设有低层和中间层的垫料装置，方便解开扎带并取出，同时中间垫料装置能够狗在失去压力的情况下自动打开；避免与取料机器人取料时干涉。

取料机器人：依据上料机构整体布置方案，取料机器人采用三加一轴机器人，能够实现Ｘ、Ｙ、Ｚ和Ｘ１轴的移动；备料库的两段各设计一个取料机器人，两机器人协同工作完成将原材料从备料库移动到输送机构上；取料方式采用Ｘ轴的销手机构插入到管材两端的内孔中，通过两机器人的配合实现抓取；抓取后将管材放置于输送机构上，完成动作；其中通过Ｘ１轴的移动实现长短料调节；在此技术方案中，要考虑到各类长度棺材在搬运过程的变形量和在搬运过程中的抖动幅度，