U-PACK Engineering (Shanghai) Co., Ltd. 上海昱庄机械有限公司

纸箱机器人码垛工作站方案说明 一、项目内容： 1.项目内容 1. 1 项目名称: 纸箱机器人码垛工作站 1.2 设备数量： 该工作站主要包括一台KR100-2PA搬运机器人，1套吸盘式抓具、1套机械式抓具、四套垛箱输出传送线，一套空木拍放置架，一套纸箱定位调整装置，一套安全栏和一套控制系统。 1.3 设备用途 该工作站用于纸箱的下线码垛。 2.设计依据 2.1 用户提出的“技术参数及技术要求”。 2.2用户提供的工件尺寸及生产线的速度。 2.3 KR100-2PA机器人的特性参数。 3.系统特点： 该系统具备以下特点： （1） 机器人根据程序的设定，以及接受到的不同生产线工件到位信号，自动切换不同生产线抓取程序。 （2） 整个系统单元由系统控制柜（PLC）统一集中控制，包括机器人的信号交换，防撞信号、安全门锁、纸箱到位信号、木拍位置信号等逻辑关系。 （3） 由于在系统设计上及设备配置上充分考虑到安全性，故工作站具有较高的安全性。 （4） 操作、编程、示教在手持控制器KCP2上完成，控制电缆长10米。完全根据工效学设计的示教器，配上六维滑鼠，使用方便、舒服、快速。大大提高编程和操作的效率。 （5） 生产线的自动化设计，大大减轻劳动者的劳动强度。 4.系统方案介绍 U-PACK Engineering (Shanghai) Co., Ltd. 上海昱庄机械有限公司 该工作站主要包括一台KR100-2PA搬运机器人，一套吸盘式抓具，1套机械式抓

具、四套垛箱输出传送线，一套空木拍放置架，一套纸箱定位调整装置，一套安全栏和一套控制系统。 4.1 工作站工作过程说明： 生产线将生产完成的纸箱输送到纸箱抓取工位，由定位调整装置将其定位后发信号给机器人，机器人抓取纸箱到码垛位置进行码垛，整垛码放完成后由垛箱输出传送线将垛箱输出到升降梯位置，机器人则到木拍放置架抓取木拍放置到码垛工位，然后重复抓取纸箱进行新垛的码放。 4.2 纸箱定位调整装置说明： 纸箱定位调整装置采用固定定位挡块和推紧气缸进行定位，作用是使机器人抓取时纸箱位置准确，保证抓取方便及放置位置的准确度。 4.3 垛箱输出传送线说明： 垛箱输出传送线装置采用电机驱动的滚道形式，当垛箱码放完成后输送线接收信号后启动，将垛箱输送出码垛工位，最终人工铲走进行入库。 4.4 电气系统说明： 电气控制系统包括安全光电开关、安全锁、启动按钮盒、不同工作状态的选择开关等设备的控制。该套系统的控制部分使用系统控制柜（PLC）进行控制。

5. 生产线生产能力的核算： 生产节拍：（以机器人抓取一次所用时间定为一个生产节拍） 序号 动作内容 时间序列

1 机器人由待机工位至抓取工位 0.5s 2 抓取装置抓取动作 1s 3 机器人由抓取工位至码垛工位 1.5s 4 抓取装置码垛动作 1.5s 5 机器人由码垛工位至待机工位 0.5s 6 生产节拍 T=5s U-PACK Engineering (Shanghai) Co., Ltd. 上海昱庄机械有限公司 单机搬运效率：12件/min,满足单机双线搬运效率11件/min的条件。

满足单机四线6件/min的条件

6.主要设备清单 【主要设备构成表】 序号 名 称 型号及规格 数量 备 注

1 弧焊机器人系统 KR100-2PA 1 德国KUKA 2 吸盘式抓具 1 上海昱庄 3 机械式抓具 1 上海昱庄 4 垛箱输出传送线 4 上海昱庄 5 空木拍放置架 1 上海昱庄 6 纸箱定位调整装置 1 上海昱庄 7 机器人工作站安全防护装置及附属设备 1 上海昱庄 8 电气控制系统 1 上海昱庄 9 管线槽及其它 4 上海昱庄

6.1 机器人系统 本系统所选用的KR100-2PA机器人是德国KUKA搬运专用机器人，包括机器人本体，机器人控制柜（KRC2），示教盒（KCP）三部分及供电电缆。 U-PACK Engineering (Shanghai) Co., Ltd. 上海昱庄机械有限公司 6.1.1 KR100-2PA机器人

（1） KR40PA的外形尺寸及工作范围 KR6ARC机器人工作范围 最大工作半径 3200mm

空间最大旋转角度 ±185º 空间最大工作覆盖的体积 72．7立方米

（2）KR40PA性能参数 KR6ARC性能参数 负载(指第6轴最前端P点负载） 100公斤 手臂/第1轴转盘负载 20/50公斤 总负载 150公斤 运动轴数 4 法兰盘（第6轴上） DIN ISO 9409-1-A160

安装位置 地面/天花板 U-PACK Engineering (Shanghai) Co., Ltd. 上海昱庄机械有限公司 重复精度 +/-0.25mm

控制器 KRC2

自重 1200公斤 作业空间范围 72.7立方米 每个轴的运动参数 运动范围 运动速度 轴1 +/-185° 105°/s

轴2 +0°/-129° 105°/s

轴3 +161°/ -19° 105°/s

轴6 +/-350° 300°/s

6.1.2机器人控制器KRC2 （1）机器人控制器KRC2外形尺寸

（2） KRC2性能参数

KRC2 性能参数 处理器 库卡(工业)计算机 操作系统 微软WINDOWS XP 编程及控制 库卡KCP

设计生产标准 DIN EN 292, DIN EN 418, DIN EN 614-1, DIN EN 775, DIN EN 954, DIN EN 50081-2, DIN EN 50082-2, DIN EN 60204-1 保护等级 IP54

工作环境温度 0°-45° (如果加冷却器,温度范围为0°-55°) 控制轴数 6-8个 自重 178公斤 输入电源 3x400V-10%∽3x415V+10% , 49-61 U-PACK Engineering (Shanghai) Co., Ltd. 上海昱庄机械有限公司 赫兹 负载功率 4KVA(最大8KVA) 保护熔断器 32A， 3只 （慢熔型） 与外围设备通讯接口 Ether Net, CAN BUS (Interbus, profibus 作为可选项) 至机器人电缆总成 7米(可加长到 15米, 或 25、35、50米) 噪音等级 (根据DIN 45635-1) 67dB 6.1.3机器人编程控制器

KUKA编程控制器KCP性能参数

性能参数 尺寸（长x高x厚）：330x260x35mm 保护等级：IP54 显示屏：640x480，256色LCD彩显，VGA模式， 6D空间鼠标，使示教动作容易操作 4种工作模式切换旋钮，方便操作与安全 3位人体学始能开关 中/英/德/法多种语言菜单切换容易 10米控制电缆 开始/停止/紧急停止按钮

6.1.4库卡机器人特点 库卡机器人由肘节式结构的机器人本体，KRC2控制柜、示教控制器KCP组成；铝合金机器人本体、高速运动曲线的动态模型优化，使得库卡机器人的加速性能比其它普通机器人高出25%，有利于提高系统寿命、优化工作节拍； KRC2控制柜采用熟悉的个人电脑WINDOWS操作界面，中英文多种语言菜单；标准的工业计算机，硬盘、光驱、软驱、打印接口、I/O信号、多种总线接口，远程诊断； KCP具有示教、编程、存储、检测、安全保护、绝对位置检测记忆、软PLC功能； 平均无故障间隔时间长达7万小时---这是其它机器人所无法比拟的。 库卡工业机器人优点描述： （1） 标准四轴工业机器人本体：  合理的机械结构和紧凑化设计  4个自由度AC伺服马达  绝对位置编码器  所有轴都带有抱闸 U-PACK Engineering (Shanghai) Co., Ltd. 上海昱庄机械有限公司  特定的负载和运动惯量的设计，使得速度和运动特性达到最优化

 臂部的附加负载对额定负载没有运动限制  本体和控制器之间7m长电缆, 并可根据需要进行扩展  特点描述：  旋转范围大，工作效率更高  模块化的机械结构设计，任何部分都可迅速更换

 高精度电子零点标定  可调机械手臂，更大的活动空间和柔韧性  高速运动曲线中动态模型的优化，加速性能高于普通机器人25%，更利于提高系统寿命、优化工作节拍 （2） KUKA机器人控制器KRC2

 标准的工业控制计算机PENTIUMⅡ处理器

 基于Windows平台的操作系统，可在线选择多种语言（包括中文）  支持多种标准工业控制总线，包括：Interbus、Profibus、Devicenet、Canbus、Controlnet、EtherNet、 Remote I/O等