不鏽鋼餐廚具智能柔性機器人生產線

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不鏽鋼餐廚具智能柔性機器人生產線華數機器人是武漢華中數控股份有限公司（股票代碼：300161）旗下子公司，是集產品研發、製造和服務於一體的國家高新技術企業，是國產工業機器人領軍企業之一。自成立以來，始終秉承「自主、自立、自強，助力中國製造」的宗旨，全力推進工業機器人核心部件、整機產品及智能製造整體方案的研發、設計、生產、銷售和服務工作。成功推出BR雙旋、垂直多關節、水平多關節、SCARA、Delta、特殊系列六大系列的40餘款工業機器人新產品，廣泛應用於汽摩、電子、材料、金屬加工等行業，在機加、衝壓、搬運、噴塗、打磨、塗膠、焊接、裝配等領域形成應用示範，已具備與國外四大家族機器人抗衡的能力。目前，已形成年產工業機器人10000台套的生產能力，國產六軸機器人市場銷量已連續4年居全國前三。

不鏽鋼餐廚具智能柔性機器人生產線主要針對廚具行業高密集、大需求、高周轉、多形體、工藝不一等的特點，從軟硬件結合方面進行多維度創新，開展機器人自動化生產線數字化建模和仿真優化，實現廚具生產工藝和物流布局的全局優化，開創性的應用出四大應用與設備，用機器人取代人的手臂、機器視覺取代人的眼睛、創新裝備應用取代人的大腦，高度實現生產柔性化、生產自動化、生產標準化，大幅提升廚具行業製造運營效率。

本產線涵蓋直徑130mm到360mm，高度40mm到240mm的工件，工件重量小於3KG，主要包含以下典型工序:開料-拉伸-飛邊-卷邊-清洗-點焊-加熱-打底-冷卻-拍底-拋光-砂光（內壁) -砂光（外底）-凹底檢測-抹粉-沖孔-穿釘-鉚釘-電印-檢測-包裝等工序，實現不鏽鋼餐廚具產品所有生產製作。

目錄

客戶背景

客戶專業從事不鏽鋼系列餐廚具研發設計、生產製造，年出口額達2億美元，不鏽鋼餐廚具出口額連續多年位居全國同行業前列，是國內不鏽鋼餐廚具製品行業的龍頭企業和全球不鏽鋼餐廚用品的主要供應商之一。

實施目標

本產線主要針對廚具行業產品具有多樣化、工藝複雜，用工多、低效、對人體危 害大等的特點，傳統人工流水作業的方式造成人力和物力大量耗費、工作效率低，通過研究產線仿真及數字孿生平台、基於力傳感的智能控制技術、基於視覺的多產品多設備快速定位系統、以及基於多元感知的柔性調度系統等關鍵技術與裝備，使不鏽鋼餐廚具自動化生產線具備一定的自感知、自決策和自診斷等功能，實現減人降本增效，改善工人工作環境，避免立傷事故的發生，大幅提高產線的自動化、智能化、柔性化。

面臨挑戰

本產線的設計，主要需要解決以下問題：

（1）鍋具放的太密和不整齊導致發生漏鍋、取料不準的問題；

（2）打磨產線上幾種產品同時流經並排機器人的抓取範圍，誰先取料誰後取料，料會不會直接流出產線的問題；

（3）傳統的打磨設備中打磨電機為固定式，機器人通過固定的點位於打磨電機接觸，此種方式不能精確的控制打磨時的接觸力的問題；

（4）拋光輪在打磨時會被損耗而無法確定末端執行器與拋光輪的相對位置的問題；

（5）多個工作站任務分配不均勻、調度不統一的問題。

方案介紹

通過深入多條現有廚具產線中的痛點難點，總結製造經驗，對廚具行業設計創新性智能打磨產線。本產線由6軸機器人及端拾器夾具、上料線、下料皮帶線、視覺檢測系統等設備組成，實現打磨、拋光等操作作業的自動化。此系統用1人負責上料和下料回收工作減低勞動強度。整條線主控制系統櫃和自動上料機置於設備兩側方便調試，工件的工序流向：工人上料流水線上料，定位裝置，機器人取料到打磨機上打磨，機器人打磨完成後放至下料輸送線。其創新運行模式包括引入打磨工具中心標定裝置、恆力拋磨機、柔性減震打磨工具、機器視覺等一系列針對打磨產線的技術和設備，全方位提升打磨質量以及效率。圍繞三大核心技術——生產線虛擬仿真與優化技術、機器人快速離線編程、機器人智能生產線系統集成，創新性的研究開發出適用於廚具打磨行業的五個關鍵設備和應用，包括產線仿真及數字孿生平台、產品任務下發一體化總控系統、機器人離線編程功能、基於視覺的多產品多設備快速定位系統、高響應雙模恆力拋磨裝置。

功能設計

（1）採用多台HSR-JR630打磨機器人配合浮動拋光電機進行手持鍋工件打磨。

（2）通過PLC控制與機器人完成通訊可以實時設定浮動拋光電機壓力大小，保證恆力打磨，提高打磨質量。

（3）工業機器人手持鍋工件，完成了上下取料工作和打磨工作，大大減少了人工工作強度，提高效率。

（4）採用上下料輸送帶可以一個工人完成多台工業機器人打磨上料和質量檢查工作，保證產品合格率。

（5）採用打磨工作站方式可以適應多種規格工件打磨，通過更換夾具和打磨程序快速切換。

（5）參用護罩及管道吸塵處理，減少粉塵對人工危害；提高打磨環境質量。