兌幸福 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司

一、前言

黃金葉生產(chǎn)制造中心成品高架庫(kù)共配置了8套KUKA機(jī)器人拆垛系統(tǒng)，每套系統(tǒng)由一臺(tái)6軸機(jī)器人，一套真空夾具以及相應(yīng)的控制軟件和硬件組成。整套系統(tǒng)依據(jù)預(yù)先編好的程序及設(shè)定參數(shù)進(jìn)行作業(yè)，精準(zhǔn)高效的執(zhí)行各類(lèi)成品卷煙的拆垛任務(wù)。隨著使用年份的增長(zhǎng)，機(jī)器人各種磨損、老化，故障次數(shù)也不斷增長(zhǎng)。加之目前使用的回收箱皮質(zhì)量參差不齊，機(jī)器人時(shí)常出現(xiàn)煙箱抓取錯(cuò)位、掉落等問(wèn)題，急需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行深度維修，減少故障的發(fā)生。

二、原因分析

拆垛機(jī)器人原裝夾具配置有6個(gè)夾持組件，由6個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)。氣動(dòng)回路分別有3個(gè)費(fèi)斯托氣動(dòng)閥門(mén)分組控制，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，受氣動(dòng)回路密封性、氣壓穩(wěn)定性、控制信號(hào)同步性等多個(gè)因素的影響，經(jīng)常性的出現(xiàn)夾具動(dòng)作不同步；加之回收箱皮支撐度遠(yuǎn)低于新箱皮，在抓取過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的下垂、形變、傾斜等。此時(shí)夾具的輔助功能使得其在放置的時(shí)候無(wú)法進(jìn)行復(fù)位，仍然以變形錯(cuò)位的姿態(tài)放置在托盤(pán)上，從而造成成品件煙歪斜、掉落等情況發(fā)生。

三、改造內(nèi)容

首先對(duì)夾具實(shí)用性進(jìn)行論證試驗(yàn)。利用空煙箱（使用填充物）模擬成品卷煙抓取過(guò)程。待煙箱抓取后暫停，對(duì)夾具狀態(tài)進(jìn)行觀察測(cè)量。通過(guò)實(shí)地測(cè)量，在斷開(kāi)夾具氣動(dòng)回路的情況下，通過(guò)安裝于機(jī)器人吸盤(pán)頂部的三級(jí)真空發(fā)生器所產(chǎn)生的吸附力完全能夠滿足件煙的吸附抓取，夾具僅起到輔助作用。在模擬測(cè)試的基礎(chǔ)上，拆除1臺(tái)機(jī)器人夾具并采用實(shí)物煙箱手動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，完全能夠滿足正常的生產(chǎn)需求。通過(guò)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)對(duì)于硬度較低的回收箱皮，雖然在吸盤(pán)吸取時(shí)在垂直方向會(huì)產(chǎn)生一定的變形下垂。但因?yàn)槲P(pán)是采用三排海綿吸盤(pán)并列安裝的方式，越靠近中間吸附力越強(qiáng)，所以煙箱變形下垂的姿態(tài)表現(xiàn)為輕微的倒“八”字，煙箱在被放置的托盤(pán)上時(shí)，因沒(méi)有了夾具的夾持，位置會(huì)自動(dòng)修正向內(nèi)靠攏，改造效果如圖1所示。

圖1 機(jī)器人改造前后效果圖

由于拆垛機(jī)器人嚴(yán)格依據(jù)編譯好的程序執(zhí)行作業(yè)，如僅是直接拆除夾具，不對(duì)原程序進(jìn)行修改，則在抓取件煙時(shí)會(huì)因無(wú)法檢測(cè)到夾具作業(yè)信號(hào)報(bào)警停機(jī)。因此對(duì)原控制程序進(jìn)行仔細(xì)分析，查找?jiàn)A具相關(guān)語(yǔ)句，在屏蔽夾具子程序的同時(shí)，做好其他子程序的調(diào)用、轉(zhuǎn)換、跳轉(zhuǎn)等功能修改。通過(guò)使用orangeEdit模擬軟件，對(duì)修改過(guò)后的程序進(jìn)行單機(jī)模擬運(yùn)行測(cè)試，驗(yàn)證修改后的程序在編寫(xiě)、控制邏輯上都符合各項(xiàng)技術(shù)要求，改造效果良好。

四、改造效果

措施實(shí)施后，未出現(xiàn)缺托盤(pán)造成設(shè)備停機(jī)現(xiàn)象，每年可減少成品卷煙損失20余萬(wàn)元，設(shè)備運(yùn)行效率提高了2.2%。操作人員不再頻繁處理設(shè)備停機(jī)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)為市場(chǎng)保供工作提供了有力支持，確保緊俏牌號(hào)卷煙保質(zhì)保量按時(shí)出庫(kù)。