机器人自动上下料工作站的设计
【】论文论述的是一台自动上下料的自动化设备，设备主要包括上下料模组、Tray盘、机械手、加工区域、人机触摸屏等组成。论文主要从机器人的运用、PLC的运用、触摸屏的运用、设备机构几个方面进行对设备的介绍。本文的重点还是在于对工业机器人运用的论述。除以上几点，论文还将论述相关的设备保养、设备安全防范以及常见的故障处理方法。
目录
引言 1
一、系统设备 2
（一）设备简介 2
（二）设备组成 2
（三）工作流程 2
（四）机械结构 3
（五）机器人控制 3
二、控制程序 4
（一）触摸屏操作程序 4
（二）机器人码垛程序 6
（三）安全事项 8
三、设备维护与保养 9
（一）常规操作及故障处理 9
（二）故障处理方法 9
（三）典型故障处理案例 10
（四）安全防范 12
（五）设备保养 12
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引 言
机器人自动上下料工作站设备主要包括上下料模组、Tray盘、机械手、加工区域、人机触摸屏等几部份。完成的工作任务，就是利用人工将装有半成品的料盘放入上料流道中，经过定位模组定位工件，再通过机械手夹爪抓取放入加工区域加工，加工完成后，机械手抓取出加工好的工件并放入料盘内，待一盘料都加工完成，由气缸推送到下料流道中，等待员工取走。
运用设备之前，工件加工都是由人工来完成的。生产员工，需要将每一个工件手动放入加工区，手动操作加工完成后，又要手动拿出来装入料盘。而且由于工艺要求，为了保证产品的质量，生产人员需要每隔一段时间就去测一次产品的相关尺寸，再获得数据合格后继续生产。除此之外，员工休息呀，吃饭啥的时间生产也将停止，耽误产量。若要尽量减少生产的停止时间，每台辊压加工区至少需要两个人。运用了设备之后，生产人员只需要隔断时间，将装有半成品的料盘放入上料流道中。上料流到具有储料的效果，生产人员可以一次性放入一定量的料。设备就会完成上料下料的工作，让生产自动进行。同样下料流道类似于上料流道也有储料的功能，生产人员
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只需要隔一段时间来取走一次加工好的产品。这样的话，员工的检测、休息、吃饭等都可以在设备自动生产的情况下进行。这样一来，每个员工可以同时看守几台设备，连续不断的生产也大大提升了生产产量；机械生产，产品的质量也相对统一，质量要求容易把控；生产人员也远离大型的加工几台，安全有了更大的保障。
所以，本文论述的这台自动化设备，具有减少人力，提升效率和品质，彻底改善了安全生产等特点。这也是我选择以此为论文题材的原因，在今后的工作中我也将深入学习自动化相关专业知识，并实践用于今后工作中。
一、系统设备
（一）设备简介
机器人自动上下料工作站的设计，是一台自动上下料的自动化设备。主要完成自动上料、下料、产品的摆放以及回收的任务。设备在生产过程中减少人力，提升效率和品质，彻底改善了安全生产等特点。设备人机触摸屏操作界面，拥有友好的人机操作界面，简单易学的按钮操作，便于操作员很快的掌握设备的操作；人机界面的运用，使操作人员操作简单、方便而且能直观的观察到设备的运转状态。
（二）设备组成
机器人自动上下料工作站的设计主要由上下料模组、料盘、机械手、加工区域、人机触摸屏等组成，如图11所示。
图11 设备组成
（三）工作流程
利用人工将装有半成品的料盘放入上料流道，上料流道为一个带有滑轮的斜坡，料盘在重力作用下向下滑，当取料平台上有料时，上料流道末端的挡料气缸将伸出，挡住后面的料继续向前滑。等取料平台上的料加工完成，送走到下料流道后，挡料气缸再次动作料让料继续前流。当料流到取料平台，会有定位气缸将其定位，并托举在一个顶料的模组上方便机器人的抓取。料定位完成后，机器人会将料一个一个的抓取到加工区加工，并将加工好的料取出放在料盘原来的位置。等待一盘料都加工好，定位模组将完成推送料盘的动作，将料盘送到下料流道上自由下滑。在加工过程中，生产人员就只需要，在一定的时间内完成上料、下料的工作。
（四）机械结构
防护栏：自动化设备在运行工作中，就是按部就班的根据设定的程序动作，并不会像人一样根据情况变更运行方式。所以为防止不了解设备的人无意进入设备工区域以免误伤，所以运用了防护栏，将设备的工作区域给隔离开来，起到安全保护的作用。
上下流道：上下料流道，就是一个带有滑轮的斜坡。在设备中，起到送料收料的作用。流道设计的是比较长的，这样就可以储存更多的料，起到储料的作用。
定位模组：定位模组由下插气缸、夹爪气缸、推料气缸、顶料气缸等气缸联动构成。当料盘流到流到上料流道末端，下插气缸会下插至料盘合适的位置，夹爪气缸会夹住料盘，推料气缸推着料盘到顶料平台上的指定位置，顶料气缸就会用顶料模具将料盘中的料顶起来。
机械手：机械手放在顶料平台与加工区中间，负责未加工工件与已加工工件的取放。
（五）机器人控制
一般的机器人控制软件都包括两种，一种是计算机上运用的计算机软件，另一种机器人示教器（如图12）。因为发那科机器人的示教其操作比较简单、便捷，所以本站设备中，我们都运用示教器进行对机器人的操作。
图12 机器人示教器
机器人示教有移动机器人、编写机器人程序、试运行程序、生产运行、查看机器人状态（I/O设置，位置信息等）、手动运行等功能。
如图12所示示教器由显示屏、TP操作、急停按钮、手自动切换开关、使能上电等几个部分组成。其中在运用中需要注意的有急停按钮，手自动开关和使能上电。急停按钮：在手动操作或者自动运行的情况下，按下急停按钮，机器人就会立即停止运行。所以在程序试运行的时候，在发生突发情况的时候，我们都可以通过即使按下急停按钮，让机器人停止运行，避免机器人的撞击。
手自动切换：是一个插钥匙的旋钮，当旋钮指向手动的时候才可以手动操作机器人。反之就是在自动运行模式下。使能上电：使能上电有三个状态，未按按钮、正常按下按钮、用力过大按下按钮。 只有在正常用力情况下机器人才会运行，其他两种具有安全防范作用，因为人操作机器人的时候，突发情况紧张的情况下会紧张，用力就会过大或者过小，此时机器人就会操作无效，起到安全保护的作用。
图13 机器人控制器
图13所示的机器人控制器，类似于电脑的控制器。都是起到收集数据、处理数据的作用，相当于机器人的大脑。控制器会将机器人外部收集到的信号等信息，动作状态信息等进行处理，再将下一步指令传达给机器人本体，让机器人本体进行工作。
二、控制程序
（一）触摸屏操作程序
触摸屏是设备的操作器，设备的启动、停止、复位，设备的运行状态，参数设置都可以在触摸屏上实现。本设备中的触摸屏运用包括这么几块：登录画面、主画面、手动画面、机器人画面、I/O画面、报警画面等。
登录画面：触摸屏在使用前需要先输入密码登录，这样也防止了不熟悉机台的人员误操作几台设备，如图21所示。
目录
引言 1
一、系统设备 2
（一）设备简介 2
（二）设备组成 2
（三）工作流程 2
（四）机械结构 3
（五）机器人控制 3
二、控制程序 4
（一）触摸屏操作程序 4
（二）机器人码垛程序 6
（三）安全事项 8
三、设备维护与保养 9
（一）常规操作及故障处理 9
（二）故障处理方法 9
（三）典型故障处理案例 10
（四）安全防范 12
（五）设备保养 12
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引 言
机器人自动上下料工作站设备主要包括上下料模组、Tray盘、机械手、加工区域、人机触摸屏等几部份。完成的工作任务，就是利用人工将装有半成品的料盘放入上料流道中，经过定位模组定位工件，再通过机械手夹爪抓取放入加工区域加工，加工完成后，机械手抓取出加工好的工件并放入料盘内，待一盘料都加工完成，由气缸推送到下料流道中，等待员工取走。
运用设备之前，工件加工都是由人工来完成的。生产员工，需要将每一个工件手动放入加工区，手动操作加工完成后，又要手动拿出来装入料盘。而且由于工艺要求，为了保证产品的质量，生产人员需要每隔一段时间就去测一次产品的相关尺寸，再获得数据合格后继续生产。除此之外，员工休息呀，吃饭啥的时间生产也将停止，耽误产量。若要尽量减少生产的停止时间，每台辊压加工区至少需要两个人。运用了设备之后，生产人员只需要隔断时间，将装有半成品的料盘放入上料流道中。上料流到具有储料的效果，生产人员可以一次性放入一定量的料。设备就会完成上料下料的工作，让生产自动进行。同样下料流道类似于上料流道也有储料的功能，生产人员
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
只需要隔一段时间来取走一次加工好的产品。这样的话，员工的检测、休息、吃饭等都可以在设备自动生产的情况下进行。这样一来，每个员工可以同时看守几台设备，连续不断的生产也大大提升了生产产量；机械生产，产品的质量也相对统一，质量要求容易把控；生产人员也远离大型的加工几台，安全有了更大的保障。
所以，本文论述的这台自动化设备，具有减少人力，提升效率和品质，彻底改善了安全生产等特点。这也是我选择以此为论文题材的原因，在今后的工作中我也将深入学习自动化相关专业知识，并实践用于今后工作中。
一、系统设备
（一）设备简介
机器人自动上下料工作站的设计，是一台自动上下料的自动化设备。主要完成自动上料、下料、产品的摆放以及回收的任务。设备在生产过程中减少人力，提升效率和品质，彻底改善了安全生产等特点。设备人机触摸屏操作界面，拥有友好的人机操作界面，简单易学的按钮操作，便于操作员很快的掌握设备的操作；人机界面的运用，使操作人员操作简单、方便而且能直观的观察到设备的运转状态。
（二）设备组成
机器人自动上下料工作站的设计主要由上下料模组、料盘、机械手、加工区域、人机触摸屏等组成，如图11所示。
图11 设备组成
（三）工作流程
利用人工将装有半成品的料盘放入上料流道，上料流道为一个带有滑轮的斜坡，料盘在重力作用下向下滑，当取料平台上有料时，上料流道末端的挡料气缸将伸出，挡住后面的料继续向前滑。等取料平台上的料加工完成，送走到下料流道后，挡料气缸再次动作料让料继续前流。当料流到取料平台，会有定位气缸将其定位，并托举在一个顶料的模组上方便机器人的抓取。料定位完成后，机器人会将料一个一个的抓取到加工区加工，并将加工好的料取出放在料盘原来的位置。等待一盘料都加工好，定位模组将完成推送料盘的动作，将料盘送到下料流道上自由下滑。在加工过程中，生产人员就只需要，在一定的时间内完成上料、下料的工作。
（四）机械结构
防护栏：自动化设备在运行工作中，就是按部就班的根据设定的程序动作，并不会像人一样根据情况变更运行方式。所以为防止不了解设备的人无意进入设备工区域以免误伤，所以运用了防护栏，将设备的工作区域给隔离开来，起到安全保护的作用。
上下流道：上下料流道，就是一个带有滑轮的斜坡。在设备中，起到送料收料的作用。流道设计的是比较长的，这样就可以储存更多的料，起到储料的作用。
定位模组：定位模组由下插气缸、夹爪气缸、推料气缸、顶料气缸等气缸联动构成。当料盘流到流到上料流道末端，下插气缸会下插至料盘合适的位置，夹爪气缸会夹住料盘，推料气缸推着料盘到顶料平台上的指定位置，顶料气缸就会用顶料模具将料盘中的料顶起来。
机械手：机械手放在顶料平台与加工区中间，负责未加工工件与已加工工件的取放。
（五）机器人控制
一般的机器人控制软件都包括两种，一种是计算机上运用的计算机软件，另一种机器人示教器（如图12）。因为发那科机器人的示教其操作比较简单、便捷，所以本站设备中，我们都运用示教器进行对机器人的操作。
图12 机器人示教器
机器人示教有移动机器人、编写机器人程序、试运行程序、生产运行、查看机器人状态（I/O设置，位置信息等）、手动运行等功能。
如图12所示示教器由显示屏、TP操作、急停按钮、手自动切换开关、使能上电等几个部分组成。其中在运用中需要注意的有急停按钮，手自动开关和使能上电。急停按钮：在手动操作或者自动运行的情况下，按下急停按钮，机器人就会立即停止运行。所以在程序试运行的时候，在发生突发情况的时候，我们都可以通过即使按下急停按钮，让机器人停止运行，避免机器人的撞击。
手自动切换：是一个插钥匙的旋钮，当旋钮指向手动的时候才可以手动操作机器人。反之就是在自动运行模式下。使能上电：使能上电有三个状态，未按按钮、正常按下按钮、用力过大按下按钮。 只有在正常用力情况下机器人才会运行，其他两种具有安全防范作用，因为人操作机器人的时候，突发情况紧张的情况下会紧张，用力就会过大或者过小，此时机器人就会操作无效，起到安全保护的作用。
图13 机器人控制器
图13所示的机器人控制器，类似于电脑的控制器。都是起到收集数据、处理数据的作用，相当于机器人的大脑。控制器会将机器人外部收集到的信号等信息，动作状态信息等进行处理，再将下一步指令传达给机器人本体，让机器人本体进行工作。
二、控制程序
（一）触摸屏操作程序
触摸屏是设备的操作器，设备的启动、停止、复位，设备的运行状态，参数设置都可以在触摸屏上实现。本设备中的触摸屏运用包括这么几块：登录画面、主画面、手动画面、机器人画面、I/O画面、报警画面等。
登录画面：触摸屏在使用前需要先输入密码登录，这样也防止了不熟悉机台的人员误操作几台设备，如图21所示。
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