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1、洗衣机装配生产线自动化改造,方案书,概述：本方案适用于滚筒洗衣机装配生产线自动化，该系统包括：机器人、夹具、专机及安全防护措施等。设计要求：一、总体要求：我司提供的新增设备及附件是全新、可靠、安全的产品，我司对其产品质量、精度、安全和性能指标负全部责任。满足用户的要求：1、工作时间：24小时/天；2、工作环境：室内，设备应满足贵司工厂的生产环境条件；3、质量安全：设备必需符合国家质量标准、环保标准、电气安全标准；4、系统设备工作噪音：85dB。二、节拍要求：节拍：不大于 15S。,平面布局图,布局占用场地约130mX16m，分为桶装线，箱体线，总装1段，检测段，总装2段，包装段。,桶装线,箱体
2、线,总装1段,检测段,总装2段,包装段,主线由36人组成，比当前人数减少37人。,桶装线,桶装线布局,桶装线（工艺对比）,桶装线由原来16人减少到5人，减少了11人。,箱体线,箱体线布局,箱体线（工艺对比）,桶装线由原来10人减少到6人，减少了4人。,总装1段,总装1段布局,总装1段（工艺对比）,桶装线由原来23人减少到19人，减少了4人。,检测段,检测段布局,检测段（工艺对比）,检测段由原来6人减少到2人，减少了4人。,总装2段,总装2段布局,总装2段（工艺对比）,总装2段由原来10人减少到3人，减少了7人。,包装段,包装段布局,包装段（工艺对比）,包装段由原来8人减少到1人，减少了7人。,
3、桶装线工位介绍,浅绿色工位为可实现自动化的工位,1.轴承、油封压装工位,现有工艺,人工放上轴承 放后桶 放下轴承 人工传递后桶,第2人放密封圈,机器压密封圈,1.轴承、油封压装工位,自动化方案（机构简图）,说明：1、采用机器人自动上料，视觉定位，气缸抓取后桶上线；2、采用三工位的专机，实现压上轴承，压下轴承及压密封圈3、后桶采用专用工装板实现在线体上的定位；4、轴承及密封件采用旋转自动上料；,1.轴承、油封压装工位,视觉定位及抓取气缸,FANUC 机器人,来料板及后桶,后桶来料及上线：1、来料预先码垛，放置在专用板上；2、机器人采用发那科的50kg级别，6轴，运动半径2050mm；3、采用视觉
4、定位来判断抓取部位及放置位置；4、采用抓手气缸，配合相应的夹具，抓取后桶内孔；,来料工艺变更：1、来料码放整齐，平整便于机器人抓取；2、来料码料方向与现有方式相反，放置于专用栈板上；,1.轴承、油封压装工位,压下机构,移动抓手机构,自动上料机构,三工位机构说明：1、动作顺序：压上轴承，压下轴承，压密封圈；2、轴承，密封圈采用自动旋转上料机构，减少等待时间；3、由直线模组，升降气缸，气动手指组成的移动抓手机构，实现来料的抓取，移动，及安装定位；4、由导柱及液压缸组成的压下机构，实现轴承或密封圈的压入；,2.内桶上线工位,自动上料链板线,内桶上线工位说明：1、采用发那科50Kg 6轴机器人，在视觉
5、系统的指引下，从来料工装篮上取件至上料链板线上；2、链板线上有相应的定位模块，便于内桶在链板线上定位；,FANUC 机器人,3.内桶装配工位,说明：1、机械手将内桶在链板线上抓取，移动到桶装线后桶上方，将内桶的轴压装到后桶轴承上；2、链板线内桶抓取位置有相应的内桶轴定位模块，便于内桶在夹具上定位；,原工艺,自动化方案,4.前桶装配工位,说明：1、前桶装配维持现有工艺不变；2、如果密封胶条可以更改为滴胶工艺，则可以有右图的自动化方案；,原工艺,自动化方案,5.合桶紧固螺钉工位,说明：1、采用振盘螺丝自动上料；2、打螺丝专机多个螺钉同时收紧；3、由于注塑件变形差异，实现自动化需实施产品品质提升计划
6、。,原工艺,自动化方案,螺钉自动上料,打螺丝专机,6.排水管装配工位,说明：1、本工位维持原工艺不变。,原工艺,7.上平衡块装配工位,说明：1、通过视觉初定位，引导机器人夹具相机精定位，给机器人夹具精确位置，机器人将平衡块抓取放置于桶体上；2、打螺丝专机将固定螺钉通过 振盘来料放置于相应孔内，并紧固；3、要实现自动化，平衡块来料码放需整齐。,原工艺,自动化方案,平衡块初定位,平衡块来料方式,自动打螺丝专机,50Kg Fanuc机器人,8.桶体翻转工位,原有工序,方案设计,1、本工序工艺基本维持原有不变；2、设计的方案：依然采用专机，由旋转机构及三杆气缸，滚珠丝杆实现旋转，夹紧放松，升降运动,旋
7、转气缸机构,夹紧气缸机构,9.自动装皮带轮工位,说明：1、采用振盘螺丝自动上料；2、皮带轮采用多工位存料台存料；3、机器人完成皮带轮安装与紧固螺钉等动作。,原工艺,自动化方案,螺钉自动上料,旋转存料台,20Kg机器人,10.安装阻尼杆及胶套工位,说明：1、采用振盘销钉自动上料；2、阻尼杆采用双工位伺服紧进给存料台；3、专机完成阻尼杆装配，销钉压入等动作。,原工艺,自动化方案,销钉自动上料,双工位存料台,专机,存料台伺服进给装置,11.电机安装工位,说明：1、机器人采用视觉系统进行取电机引导；2、电机在存料区域摆放平整；3、一层电机取完后自动将纸托取出；4、为更好实现自动化，电机来料需预装配好胶
8、套,原工艺,自动化方案,20Kg机器人,双工位存料,需预装的5个胶套,12.电机紧固工位,说明：1、螺钉通过振盘自动上料；2、电批固定在移动机构上紧固电机螺钉；,原工艺,自动化方案,专机,螺钉自动上料,13.装皮带工位,原工艺,说明：1、本工位皮带安装工艺维持原工艺不变；2、本工位操作人员省去紧固电机螺钉工作，剩余工作量可用于难以实现自动化的其他工作（如挂弹簧等）。,14、吊桶装工位,方案一：设计两台专机，第一台专机将内桶组件在托板上“竖直”，第二台专机夹住内筒组件放入要位置，另外需要一人配合挂弹簧。方案二：用三台机器人，中间一台机器人吊装内桶组件放入合适位置，另外两边各一台机器人进挂弹簧，即
9、三台机器人代替原来两个人作业。,内桶组件,竖直内桶专机,内桶装入外箱体专机,托板,横移滚筒,支线,总装线,洗衣机外箱体,原工艺,自动化方案,14、吊桶装工位,工装板流动说明,桶装线,过渡工装板,过渡工装板用于内桶竖起后定位并移栽到吊桶工位。,桶装线工装板,总装线,人工协助挂弹簧,14、吊桶装工位,方案二说明,吊桶机器人,挂弹簧机器人,说明：1、吊桶机器人在视觉系统引导下将前面专机竖起的桶组件吊装至待装配的外箱体内；2、桶组件吊装到位后挂弹簧机器人在视觉系统引导下协助将弹簧挂至外箱体相应位置。,箱体线工位介绍,浅绿色工位为可实现自动化的工位，装电源线工位增加安装弹簧胶垫工作，其他工位维持现有不边
10、。,1.外箱体下挂工位,说明：1、机器人通过视觉系统定位并追踪挂具，将外箱体从挂具上取下并放置于线体工装板上；2、为更好实现自动化，外箱体在挂具上的位姿，挂具的导向方式有待磋商；,原工艺,自动化方案,70Kg机器人,箱体来料,夹具,2.脚杯安装工位,说明：1、机器人通过视觉系统定位并将脚杯紧固到相应位置上；,原工艺,自动化方案,20Kg机器人,振盘自动上料,3.外箱体翻转工位,说明：1、箱体到该工位，机械手下降并将箱体夹紧，提升翻转180后将箱体放置于工装板上；,原工艺,自动化方案,XYZ机械手,翻转装置,4.安装排水泵工位,原工艺,自动化方案,20Kg机器人,排水泵来料线,说明：1、机器人采
11、用视觉系统进行取排水泵引导；2、机器人在抓取排水泵后，在视觉系统引导下安装排水泵并打紧固螺钉；3、为更好地实现自动化装配，排水泵在存料区域按规则摆放平整。,5.安装排水泵水管工位,原工艺,自动化方案,说明：为更好地实现自动化装配，排水泵水管安装安排在排水泵安装到箱体上进行。,排水泵安装后再进行装水管,总装1段工位介绍,浅绿色工位为可实现自动化的工位，玻璃门与门面板装配成组件后再安装到洗衣机上，其他工位维持现有不边。,1.上平衡块安装工位,原工艺,自动化方案,平衡块初定位,平衡块来料方式,50Kg Fanuc机器人,说明：1、通过视觉初定位，引导机器人夹具相机精定位，给机器人夹具精确位置抓取平衡
12、块；2、桶体的位置通过视觉系统精确定位得出，机器人将平衡块抓取放置于桶体上；3、要实现自动化，平衡块来料码放需整齐。,2.上平衡块紧固 工位,原工艺,自动化方案,螺钉自动上料,自动打螺钉专机,说明：1、打螺丝专机先通过固定装置将桶体固定在准确位置上；2、专机移动机构将固定螺钉通过振盘来料放置于相应孔内，并紧固,3.门组件安装工位,原工艺,优化化方案,说明：将玻璃门与门面板装配成组件（包括门铰，门开关等）后再自动安装到洗衣机,门组件来料,人工装门组件,4.门组件紧固 工位,原工艺,自动化方案,螺钉自动上料,机器人自动打螺钉20Kg,说明：1、螺钉自动上料；2、机器人通过视觉系统引导，将螺钉打进相
13、应孔内。,5.优化工位,优化方案,为更好地实现自动化，以下两个人工操作工位需优化：1、紧固控制盒工位增加接门开关线；2、贴上胶条（密封海绵）工位增加插电源插头到工装板的插座上和插排水管到工装板的接头上。,电源插座,排水接头,导电排，与线体接触供电,接门开关线,检测段工位介绍,浅绿色工位为可实现自动化的工位，功能检测工位已于前段将插头插与工装板上，由于不用插拔插座可以取消该工位，其余工位保持原有工艺不变。,1.安规检测工位,原工艺,自动化方案,检测触头,安规检测专机,说明：1、规格检测专机通过移动 触头与洗衣机接触进行检测；2、安规仪检测 后数据上传。,安规检测仪,2.异常排出与关门工位,自动化
14、方案,异常产品排出线,说明：1、在安规检测到异常产品时，通过异常产品排出线流出；2、安规检测合格后产品流至自动关门专机工位，自动关门，为后续工序作准备。,自动关门专机,3.发热管功率检测工位,原工艺,自动化方案,视觉，按键及旋钮装置,说明：1、通过视觉引导机器人对洗衣机进行按键，旋旋钮等操作；2、检测仪获得数据后将数据上传。,4.异常排出与关门工位,自动化方案,异常产品排出线,说明：1、经过检测后，异常产品通过异常产品排出线流出。,总装2段工位介绍,浅绿色工位为可实现自动化的工位，贴标签，扎线工位增加拔插座，拔排水管工作，其余工位保持原有工艺不变。,1.吹水工位,原工艺,自动化方案,自动吹水专
15、机,说明：1、通过开门专机将洗衣机门打开；2、通过自动吹水专机将洗衣机内桶及门框上的水吹干净。,自动开门专机,2.吸残水工位,原工艺,自动化方案,说明：1、工装板停在该工位，工装板底下有吸管与工装板对应接头自动连接进行吸残水。,自动吸残水专机,3.装底护板工位,说明：1、来料（蓝色工件）预先定位码垛整齐摆放；2、六轴FANUC机器人采用气动机构抓取工件，通过视觉系统判定安装位置并进行安装；,原工艺,自动化方案,4.装粉盒工位,说明：1、采用FANUC六轴机器人，夹具设计为气动夹持及推送机构；2、来料按层摆放，由视觉系统来定位抓取及安放在洗衣机上；,视觉定位,FANUC机器人,粉盒（工件）,原工
16、艺,自动化方案,5.贴标签，扎线工位优化,说明：1、贴标整线员工提前至装顶板位置，先进行拔插座，拔排水管操作，然后整 理管、线，保证管线不妨碍后面贴标签和打螺钉工序；,将贴标签，整线工序提前,优化化方案,6.自动贴标签工位,原工艺,自动化方案,说明：1、通过3台贴标机和1台自动关门专机贴标签及投放附件。,7.紧固运输固定螺钉工位,振动盘机构,FANUC机器人,视觉及打螺丝机构,说明：1、采用振动机构实现自动上料；3、采用视觉实现机器人对打螺丝位置的定位；4、采用自动螺丝机实现对螺钉的紧固；,原工艺,自动化方案,8.安装后盖板工位,原工艺,自动化方案,说明：1、采用带视觉的机器人，将预先码垛好的
17、后板，通过视觉拍照定位，用气动吸盘吸取，再通过视觉定位进行安装；2、再通过夹具上的自动螺丝机构实现螺钉的紧固；,FANUC六轴机器人,真空吸盘,后盖板,双工位存料台,包装工位介绍,浅绿色工位为可实现自动化的工位，进水阀检测安装前完成，背后无水迹，可取消一个外观检查岗位，其余工位保持原有工艺不变。,1.放泡沫底托工位,方案说明：1、现有工位采用1人工添加底托，专机提升洗衣机机体的方式2、自动化设计方案采用专机实现自动上料：1）上料结构采用气缸，滚珠丝杆等实现夹紧，放开、垂直方向升降，水平方向左右移动2）通过紫色的输送链，输送到升降机构的平台上3）升降机构采用导柱及滚珠丝杆实现来料前的下降及送料时
18、的上升运动4）推入机构采用气缸直接将底托推入主线，并设置有阻挡气缸装置,上料机构,码垛好的来料,推入机构,升降机构,提升专机,阻挡气缸机构,原工艺,自动化方案,2.贴标签，外观检查，放附件工位优化,说明：1、进水阀检测安装前完成，背后无水迹，可取消一个外观检查岗位；2、贴顶板标签工位采用贴标机替代；3、贴前面标签人员由于粉盒没有水迹，无需检查，另外，专机投放附件，也无需检查，员工可以解放做其他事情。,贴顶板标签,优化化方案,3、自动套袋工位,人工套袋,自动套袋机,原工艺,自动化方案,说明：设置一台自动套袋机实现机器自动套袋，此工艺要求薄膜袋是连续卷状薄膜，由自动套袋机套袋时热封切断。,4、装泡
19、沫板及泡沫柱工位,原工艺,自动化方案,说明：设置三台机器人协同作业，安装顶泡沫板及四周泡沫柱。,5、套箱工位,自动套箱机构,纸箱撑开机构,主线线体,洗衣机（装好泡沫）,原工艺,自动化方案,说明：设置一台自动套箱机，纸箱撑开机构从纸箱存料处取纸箱并撑开，纸箱传输到自动套箱机构位置，通过移栽机构将纸箱套在洗衣机上。,6、封箱工位,主线线体,封箱机芯,洗衣机外箱体,折盖连杆,原工艺,自动化方案,说明：折盖连杆初压箱盖，经过机芯前面的折舌板将箱盖压平，进而由封箱机芯进行封箱。,7、箱体贴标签工位,原工艺,自动化方案,说明：1、设置一台自动贴标签专机，取代人工对箱体进行贴标签。2、由驱动电机带动绕有标签
20、纸的滚筒旋转，由吸头吸住标签位置，由收料机构回收剥贴到预定离后的标签底纸。,主线线体,洗衣机箱体,滚筒,8、打带，码垛工位,说明：1、打包装带和码垛工位维持原工艺不变。,原工艺,小结,1、生产线实现自动化后，人员数量对照如上表（人数计算基于总装配线人数，未计算辅助生产线，如控制面板预装配线，门组件预装配线）。2、新增专机及机器人基于旧生产线计算，未计算旧线已实现自动化的设备（4台专机及1台机器人）。,Open Issues（问题）,为更好实现自动化，以下问题需我们共同努力去解决：轴承压装工位，轴承座是否有轴承压装导向倒角，以利于轴承和油封更容易压人；内桶装配到后桶时，是否可以涂刷润滑油，以利于
21、轴的压入；后桶与工装板将以销进行定位，后桶是否有基准销孔可以利用，销孔的公差范围（特别是不同模具）将需加以管控，销孔需要有足够大的倒角进行导向；后桶来料码放方式方案与现有方式不同，来料底托需要重新设计，利于后桶在底托安放牢靠；前后桶人工合桶时，人工合桶的精度需满足自动紧固合桶螺钉的要求；前后桶合桶螺钉紧固的效果受桶变形的情况影响较大，可能需要贵司对注塑件进行品质提升；平衡块（配重块）形状不规则，不利于来料码放与机器人抓取，是否有作改善计划；现有生产线在安装脚杯时脚杯高度是否有管控办法以供参考，因脚杯高度不一致时，对翻转后后续工位影响较大；要实现排水泵的自动装配，需要将接排水管工位安排到完成排水
22、泵安装并紧固后进行；,Open Issues（问题）,电机装配实现自动化需在电机来料前预装配好胶垫（五个）；内部组件翻转吊装工位：空间位置有限，不论是采用专机还是机器人来吊装，都不利于夹具的设计，是否可以后桶上预留一个吊装孔；为实现门组件自动化装配，门组件（门面板和玻璃门组合件，包括门铰链，门开关）先在辅助装配线上装好，再输送到总线装配工位进行装配；为避免进水阀在洗衣机检测时有水滴落，需将进水阀检测工位设置到进水阀预装配位置，这样更容易实现漏水检测自动化，如在工装板上放置干燥的纸皮或设置感应器；另外洗衣机上没有滴水更有利于减少后段工位工作量；包装段的套袋工位套袋工艺实现自动化将会与原套袋工艺有差异：套袋机对一整条长的薄膜进行切断和热封，这样的薄膜袋与现有的薄膜袋底部封口略有不同；,Thank you!,
