仪表板机械手方案

1、 目录1前言 1-1公司简介 1-2主要客户 1-3同类产品应用实例2供货情况简介 2-1供货范围一览表 3技术规格偏离表 4技术方案说明 4-1轨道系统 4-2平衡系统技术 4-3管线随行系统 4-4 平衡升降方案对比说明4-5 气动平衡气缸选型计算 4-6 电动随行系统 4-7安全设计 5 分项方案说明 5-1C/PAD(仪表板)机械手5-2FEM 装载机安装及轨道改造 5-3FEM 装载机移设(包含纵轨、钢结构)6其它说明 7质量控制计划 8进度计划 9O.L.T进度表 10售后服务 11产品选型样本 1 前言11 公司简介 长春艾希技术有限公司（AC TECH），是一家直专注于从事汽车

2、生产相关工艺装备产品的设计制造、工业自动化控制系统开发的高科技企业。公司成立于2001年3月，注册资金500万元人民币，现有员工146名，专业设计人员56名（其中高级工程师9名，硕士2名），生产技术人员60名，项目管理人员10名，资深售后服务工程师5名，本科学历以上人员占公司总人数的52%。我公司具有一流专业水平的设计开发能力，并通过了ISO9001：2000质量管理体系的认证，被长春市政府批准为重点支持企业。成功设计制造了包括工业机械手等在内的多种汽车生产用工装设备，为客户提供最优化的解决方案，最大限度的提高企业生产效率，降低制造成本，成为客户值得信赖的、提高生产力技术的合作伙伴。作为汽车制

3、造业供应链上的一个环节，我公司尤其重视技术创新，无论是工艺方案，还是实施方案都力争超越，产品得到不同用户的认可。我们的客户包括：一汽-大众汽车有限公司、一汽轿车股份有限公司、沈阳华晨金杯宝马汽车有限公司、一汽丰田四川公司长春丰越有限公司、一汽丰田发动机有限公司、天津一汽丰田发动机有限公司，北京现代汽车有限公司、上海通用东岳汽车有限公司，北京奔驰-戴姆勒.克赖斯勒汽车有限公司等。本次我公司能够参加贵公司总装机机械手项目的招标，我们将本着专业严谨、精益求精的设计态度来完成本次招标。我们具有完善的组织机构，涵盖研发、设计、制造、生产、组装、调试等所有制造环节，充分保障所有产品的品质满足客户要求。12

4、 主要客户一览一汽大众汽车有限公司 一汽轿车股份有限公司 一汽丰田长春丰越汽车有限公司 一汽丰田发动机(长春)有限公司 一汽轿车第二发动机厂上海通用东岳汽车有限公司上海通用东岳动力总成有限公司北京现代汽车有限公司北京奔驰戴姆勒克莱斯勒汽车有限公司 沈阳华晨金杯汽车有限公司天津一汽丰田发动机有限公司天合富奥汽车安全系统（长春）有限公司佛吉亚（长春）汽车部件系统有限公司长春曼.胡默尔富奥滤清器有限公司本特勒长瑞汽车系统（长春）有限公司蒂森克虏伯富奥汽车转向柱长春有限公司长春富奥梅克朗汽车镜有限公司西德科东昌汽车座椅技术有限公司（长春）分公司长春艾思曼汽车零部件有限公司长春西博汽车塑技术有限公司富奥

5、威泰克底盘部件（长春）有限公司 同类产品应用实例照片（部分）天窗机械手 仪表板机械手 座椅机械手备胎机械手坐椅机械手前端模块蓄电池机械手仪表板机械手2 供货情况简介 序号名称数量单位备注1C/PAD(仪表板)机械手1台新作3 技术偏离表所有的省力化设备均按照采购要求式样书机械中要求设计。无技术偏离。4 技术方案说明41轨道系统为保证最大限度的使机械手移动轻便，保证生产节拍，本次报价中我们采用Zimmerman产铝合金轨道。轨道具有操作轻便、重量轻、耐腐蚀等特点。铝合金轨道重量5.8kg/m，最大承重500kg/m。 多种载荷型号可供选择Multiple options of modelOur

6、aluminum rails are extruded from 6063-T6 and is anodized for a smooth, clean, corrosive-free surface. The aluminum rail is lightweight, and available in 3 profiles (ZRAT, A1, A2) up to spans of 30 ft. Our steel rails are rolled from 9 guage, A569 hot-rolled steel and is powder coated for appearance

7、and a corrosive-free surface. The steel rail is economical, ideal for higher weight applications and available in 2 profiles (ZRS2, ZRS3) in spans up to 24 ft. Lastly our stainless steel profile is engineered for clean room applications and ideal for food and pharmaceutical applictions. It is roll f

8、ormed from 10 gauge, 316L stainless and available up to 24 ft. For increased capacities our S2, S3 and A2 profiles are available with strongbacking. 安全的吊挂方式Safe Method of SuspensionFor ease of installation, we offer a wide variety of fully assembled hangers to attach to virtually any type of overhea

9、d steel including I-beams up to 10" wide. They can be installed perpendicular or parallel to the overhead steel and require a set interval to achieve runway capacity. One safety cable is required pre hanger and one hanger is required within 1 foot of each end or splice. Available in either rigi

10、d or pivoting styles to match the material handling operation, the hangers are available in fixed or adjustable lengths up to 72" or longer. For extra safety, we require that all hangers with a drop of 24" or greater have cross bracing for stability. 轻便的轨道滑车Lightweight rail trolley High-st

11、rength bodiesOur trolley and end truck bodies are primarily made from high-strength, lightweight Aluminum Magnesium castings. Optional bodies are also available in steel and stainless stampings.Wheels and guide rollersThe combination of sealed precision bearings and Delrin wheels makes for a high st

12、rength, smooth, and virtually wear-free operation.Safety LugPrevents the body of the trolley from being pulled through the enclosed track rail.Fits competitive trackIngersoll-Rand built trolleys and end trucks are available in sizes to fit virtually every manufacturers enclosed track rail system. 轨道

13、型号选用：选用横轨跨度：3000mmZRA2型承载能力：1000 1bs (455kg)横轨采用双轨ZRA2型承载能力 910KG中型助力机械手最大重量：机械手本体： 160KG 夹具： 30KG 工件： 40KG 小计： 230KG 轻型助力机械手最大重量：机械手本体： 80KG 夹具： 20KG 工件： 20KG 小计： 120KG 本次轨道选择采用如下原则:负荷安全系数,不低于”3”轨采到用ZRA2 型(enclosed aluminum rail)轨道.小车采用ZHS 30016型(Reaction trolley-alluminum-ZRA2)42 平衡系统说明名称：气动平衡助力机械

14、手”简称机械手"机械手的功能：机械手是用于物料搬运及安装时省时省力操作的助力设备。它巧妙地应用力的平衡原理，使操作者对重物进行相应的推拉，就可以在空间内平衡移动。重物在提升或下降时形成浮动状态。功能用16个字概括：“轻松操作，繁复搬运，平稳定位，安全可靠”。 由于机械手具有已上特点，它广泛的应用于现代工业中的物料移栽，高频率搬运，精确定位、部件装配等场合。从接受原材料和物料开始，一直到加工、生产、保管及配送等物流过程中的每一个环节，机械手都发挥了重要作用。正确选择使用机械手，对于各行业中物料搬运，装配的操作者来说，是极大有利于他们的健康和安全。进一步提高作业的合理性、减少劳动强度，提

15、高生产效率和产品品质。 机械手的重要组成是： 四联杆机构 气动系统 安全系统和操作系统四联杆机构是机械手的主体。是实现力平衡的主要机构。气动系统由平衡气路，负载负荷转换逻辑气路，操作气路和安全气路组成。是实现力平衡的主要动力源。 平衡气路平衡夹具和工件的重量，负栽负荷转换逻辑气路使机械手在有载，无载状态下均可实现平衡。操作者始终处于轻松的工作状态，它是机械手的灵魂。操作系统由夹具,操作手柄和操作气路组成，它将工件夹紧，是机械手的手臂。它的复杂程度决定了机械手的复杂程度；它的人性化程度决定了机械手的成败。 安全系统由多个回转关节的刹车，限位，安全气路及外保护组成，它使机械手安全可靠Pneumat

16、ic system Linkage structure 43 管线随行系统 所有设备的气动、电气随行系统均采用坦克链、焊接支架、线槽组成，防止线路在移动过程中产生磨损。影响生产。安全系统由多个回转关节的刹车，限位，安全气路及外保护组成，它使机械手安全可靠44 平衡升降方案对比说明为使客户有更大的选择范围，提供不同的选择方案。 所选方案从功能、和价格上有所不同，但所选方案均符合BHMC所需功能的要求。气动平衡四联杆系统气动平衡垂直升降系统1接近性好better accessibility （work radius 2000mm-3000mm）接近性差poor accessibility（工作半径

17、work radius1100mm） 2水平回转关节horizontal turning joint 3 pieces 水平回转关节horizontal turning joint2pieces 3Z向升降高度较大larger Z-direction elevating height Z向升降高度较小 smaller Z-direction elevating height 4升降平衡改变力为2-2.5kgThe change force of elevating balance is 2-2.5kg升降平衡改变力为4kg以上The change force of elevating bala

18、nce is more than 4kg. 5适合狭小平面工作空间操作It is suitable for the operation in narrow plane working space. 不适合狭小平面工作空间操作It is not suitable for the operation in narrow plane working space.6通用性高（改型时可以留用）High universality (can be upgrated after cars model is changed)通用性差（改型时不一定可以留用）Poor universality (can not b

19、e used after cars model is changed)45 气动平衡四联杆机构平衡气缸选型计算书 根据杠杆原理According to the principle of lever：P1×AOP2×OBP3×OC 设定:O为支点，A为平衡气缸支点，B为负荷支点（夹具重量+工件重量），C为四联杆的重心。1. 气缸直径选用：设：P1为气缸力，P2（为负荷）=100KG，P3=(四联杆臂重量)=10KG，P（气压）=4kgf/cm 所以最小气缸力 P1=P2·OB/AO+P3·OC/AO=100×4+20=420KG气动平衡

20、四联杆机构平衡气缸是在静负载使用状况n70%，一般P=6kgf/cm2，所以6×0.7=4.2kgf/cm2 所以设计选定P=4kgf/cm2 在P=4kgf/cm2时：100缸径气缸 推力=314.12kgf/cm2 拉力=285.88kgf/cm2 125缸径气缸 推力=490.88kgf/cm2 拉力=458.72kgf/cm2所以选用125 缸径气缸做为平衡气缸。2. 四联杆平衡机构的最小改变平衡“g”的计算。 气缸的最小启动气压minimum start air pressure of cylinder SMC公司的标准：普通气缸：0.15kgf/cm2 低摩擦气缸：0.0

21、5kgf/cm2 以125缸径计算最小启动力“g气缸”普通气缸f气缸cylinder=0.15R2=0.15×3.14×6.2252=18.24kg低摩擦气缸f气缸cylinder=0.05R2=0.05×3.14×6.2252=6.08kg 改变四联杆平衡机构最小力“g”的计算以低摩擦气缸为例计算; g=f气缸·AO/OB+g启（其它摩擦付力）=6.08×250/1000+ g启=1.52+ g启【注】g启实测为0.51kg所以本四联杆平衡机构最小改变平衡力为“.kg”46 电动随行系统 电动随行系统是利用电机,齿型带组成,是应用在

22、仪表台机械手工位,实现设备的自动行走及跟线随行.47 机械手的气动随行系统均采用坦克链、焊接支架、线槽组成，防止线路在移动过程中产生磨损。影响生产。气路防护措施支架、线槽及内含的坦克链。48 安全保障安全警示 在显著位置粘贴安全警告标识，时刻提醒操作者注意。安全生产作业中穿紧身衣服。保护头发和其它对象不受吊挂。避免运动零件挂上而造成伤害的危险！ 防止被松开零部件落下！建议个人的保护：· 劳保鞋 Protective shoes· 劳保手套 Protective gloves · 安全帽 Safety helmet 整线安全措施 移动轨道上安装 L/S 要有发生OV

23、ER RUN时 C/V功能.在轨道末端70处，设置光电报警提醒操作者注意操作时间。在轨道末端90处设置停止开关，与总线连接生产线停止，待操作者操作结束撤出机械手后，生产线开始继续运行。1次 L/S : OVER RUN 警告声启动 2次 L/S : 输送线停止 3次 L/S : 输送线停止5 分项方案说明 5-1 C/PAD(仪表板)机械手A) 设计技术要求 序号项目 详细内容1SYMBOL (No.) C/PAD LOADER 2数量 1 SET 34功能 1)从输送线把 C/PAD 移送到车辆的省力化设备 车种3车种共用化 (DMc, HDc, CF） 5搬运物参照部品诸元表 (考虑日后投

24、入车种工作重量100KG ) 6装置结构 夹紧臂, 行驶轨道, 横向轨道, 升降下降 post, 夹紧臂导向7控制方式 1)机械手前后左右移动 : 作业者手动移动 2)C/PAD上升及下降 : 可利用手动阀微调气缸 3)搬运物夹紧 : 作业者操作按钮使气缸启动8其他 1)行驶轨道长度： 9,000mm 2)架桥轨道长度： 4,000mm 3)机械手上升下降行程：低摩擦气缸确保 560mm以上 4)运输物夹紧方式：利用 C/PAD两侧面部分夹紧孔来固定（各 2EA） 5)夹紧气缸设计时注意用同一行程对应多车型6)C/PAD夹紧后机械手末端不能有下垂，提出防止下垂对策7)左/右安装夹紧臂正确位置导

25、向杆 8)安装正确位置夹紧限位器及吸收冲击的缓冲器 9) 追加 L轴为基准旋转的功能，使 C/PAD位置可微调- 检讨气缸的倾斜功能9作业顺序 1)供应序列的输送线上进行 C/PAD CLAMP'G 2)上升 CLAMP'G之后的 C/PAD实现从工位器具的分离 3)C/PAD向车辆 FRT车门侧开口部分靠近 4)进入到车辆 B PILLA后接触导向杆进入到车辆内部(用推杆助力) 5)C/PAD附着到后侧横梁装配部分 C/PAD的上下左右都能轻移 B) 机械手方案 (1) 设备配置 机械手采用气动吊挂式垂直升降机构。 机械手是由可X，Y行走的轨道小车，直线升降机构、气动夹具所组

26、成。 直线升降机构 × 该机采用吊挂式直线升降机构，通过按钮操作这手动控制升降，该机构吊挂在纵横轨道滑车上。 夹具 夹具机构采用气动，夹具由定位机构，夹紧机构，支撑架，操作机构组成。 设取件导向机构，保证在抓取工件时设备能精确夹紧工件。 推杆助力 通过气缸安装在设备的两端，来实现装车及退出时的助理功能，在起始位置时，操作者需要向车内推进或从车内推出时，操作者按一下相应的助力按钮，气缸会推动设备，是设备气动，操作者再顺势将设备运行，减少了工人的操作强度。 (2) 技术参数 载重100Kg 系统上下操作力2.5Kg 系统上下行程1000mm 纵向轨道长9000mm 横向轨道长4000mm

27、(3) 方案说明 a）本方案适用于DMc, HDc, CF 三种车型。用于将C/PAD从输送线上取下，搬运至安装位置的省力化设备。b）系统配有C/PAD安装专用夹具。动力夹持方式，气动夹爪可自动将C/PAD夹持，采用自锁气缸。夹具在相应的部位设有软性防护材料及防护罩，可以避免刮伤工件。c）系统采用气动控制的方式，当工件被夹紧后，通过操作者按住上升按钮，设备会快速上升，当操作者松开按钮后设备会停在原位，设备在进入车和装车过程中操作者可以通过设备上的浮动按钮，微动调节高度来进行安装。安装完成后操作者打开设备，按下反向助力，将设备推出，再用手拉动机械手回到初始位置。d) 机械手在C/PAD安装时，确

28、保臂杆结构不与侧开口部干涉。同时C/PAD进入安装位置时可以上下左右微调。e）系统配有断气保护装置，我们通过一套逻辑气路来解决设备在气源意外断气时，系统会突然坠落，夹具突然松开的现象，避免意外的伤害。f）系统配备供气三联件和内置的储气罐，为系统提供持续稳定的压缩空气，使系统有足够的动力完成本次操作或将工件卸载。g）机械手在各个活动关节都可以进行回转。抓完仪表板后将夹具回转相应的角度进行装车。h）在轨道末端70处，设置光电报警提醒操作者注意操作时间。在轨道末端90处设置停止开关，与总线连接生产线停止，待操作者操作结束撤出机械手后，生产线开始继续运行。第一次L/S : OVER RUN 警告声启动

29、第二次L/S : 输送线停止第三次L/S : 输送线停止 三维设计图：zimmerman轨道铝质轻轨 ZRA2导向机构主升降助力推杆助力推杆L向旋转驱动承L向旋转轴承主臂角度调整微调把手仪表板夹紧装置夹紧状态仪表板夹紧装置打开状态夹爪驱动气缸夹爪联动机构主梁C) 方案图纸（1）C/PAD 设备图 (2) C/PAD LOADER 夹具设计图 (3) C/PAD 仪表板现场布置图 C/PAD LOADER FLOW CHART 按钮设置 本设备共设置5套操作阀，其中一套单手扳把阀（夹紧/松开工作阀）、一套单手按钮阀（前进）、一套单手按钮阀（后退）、一套单手按钮阀（上升）、一套单手按钮阀（下降）、

30、一套微动开关（负责控制慢速上升下降）。操作程序× 打开气路，观察气动平衡是否正常，打开活动关节。× 将设备移动到C/PAD工业器具附近，将夹具上的活动夹爪伸入到C/PAD的夹紧点中，按下夹紧工作阀。这时气缸动作，夹具体夹紧C/PAD。× 把C/PAD完全夹紧后，在无干涉的情况下按上升按钮抬起夹具体，离开C/PAD工业器具。×夹具离开工业器具后操作者手动将设备拉到装车位置。× 按动前进按钮，将C/PAD送入车内安装部位。× 对准C/PAD安装孔位后，双手按动松开工作阀，夹具体松开C/PAD，这时设备自动转换至无载状态。× 按下

31、后退按钮，把夹具体从C/PAD中撤出，将设备撤离车身。× 操作者手动将设备拉回到起始位置，准备下一次操作循环。 6 设计说明 其它说明 本次设计中所有的气动元件主要采购SMC和FESTO的产品。本次设计中所有的轨道均使用ZIMMERMAN的铝合金轨道和滑车。所有省力设备（助力机械手）提升操作力不大于2.5Kg所有与工件、车体接触部位（或可能接触）都会裹以软性材料，并经过去毛刺、倒圆角处理，避免损伤工件及车体的A级面。主要易损气动、电器元件均内置于保护盒内，避免油污、灰尘的沉积及意外的碰撞。人机交互部分（如：控制手柄、按钮、负载指示器等装置），均以人体工程学规律正常工作舒适布局，易于紧

32、急情况下辨认及动作。设备颜色及喷漆处理方式：按照客户要求或标准。设备动力要求：电压：220V±10（380V±10） 50HZ±1；气压5Kg/cm2设备操作培训在生产现场进行，培训对象为甲方项目管理人员，系统工程师、维修工程师、操作人员及其它相关人员。要求能熟练掌握设备的操作及日常维护、保养以及简单的故障处理。提供随机文件，其中包括使用说明书、操作维护手册、设备总装图、易损件清单、气动原理图、电气原理图、I/O图等。所有文件用以下相关格式编写 文件(试验纪录、报告书、启动说明等) : 发表资料 : 表格计算（图表、计算等) : 日程表 : MS Project,

33、 MS Excel(购买者要求时) 机械规划图和技术图纸 : 电器技术图纸 : AutoCAD 2004 (electric) 3D DPA(Digital Pre-Assembly) : CATIA V5 R19 7质量控制 我公司具有一流专业水平的设计开发能力，并通过了ISO9001：2000质量管理体系的认证，被长春市政府批准为重点支持企业。成功设计制造了包括工业机械手等在内的多种汽车生产用工装设备，为客户提供最优化的解决方案，最大限度的提高企业生产效率，降低制造成本，成为客户值得信赖的、提高生产力技术的合作伙伴。作为汽车制造业供应链上的一个环节，我公司尤其重视技术创新，无论是工艺方案，还是实施方案都力争超越，产品得到不同用户的认可。由于“非标设备”自身的特点，决定了制造厂商必须对客户的现场工况及工艺要求有非常深入的了解。以此“本土制造”会更贴近用户的要求。我们在长春进行设计制造。使我们的设计能做到真正的贴近用户的工况和工艺。而且，用户可以全程监督所定