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一、公司简介
广州广日电气设备有限公司成立于1998年10月，是广州广日股份的下属核心企业，国家高新技术企业。公司现位于广州市番禺区石楼镇国贸大道南之五广日工业园，占地面积7.3万平方米，建筑面积4.4万平方米，公司现有注册资本32900万元，现有固定资产2.37亿，资本总计资本13.11亿。
二、FMS柔性线组成
FMS柔性线由四部分组成，分别是取板机器人、料库上料机构、料库、送料机构;亚威数控冲床、下料装置
三、FMS柔性线存在的问题
FMS柔性线主要生产电梯零件—控制柜网罩、控制柜后板、开门机导轨架、厅门、背板、垫板等，材料为贴膜不锈铁、酸洗板、碳钢等。
1、对于安川机器人，机械手有二十个吸盘，按四列，每列五个吸盘分布，每列之间的距离是230mm。现需要生产的厅门最小宽度分别有653mm、703mm，开门机导轨架宽度为418mm。这类板材在运输小车上固定放置后，机器人进行抓板，这时机械手只有一列吸盘中的四个吸盘可以吸在板材上，其余十六个吸盘都处于漏气状态。系统发出报警信号，无法抓取板材。
2、对于料库，主要问题有无法感应酸洗板和贴膜不锈铁，以致数控冲床报警“料库没有材料”。
3、料库吸盘共有20个，按4列，每列5个吸盘分布。料库吸盘在抓取板材时，也出现只有4个吸盘吸在板材上，被抓取的板材不牢固。
4、对于料库的料架，长度和宽度为2560mmx1425mm，当机器人将板料从运输小车送到料架时，窄板材占料架的面积大约只有三分之一左右，剩余三分之二空着，造成料架受力不均匀，在送料入料库时，料架产生侧翻。
5、板材从料库取下后放在送料滚道上，由滚道送到推杆部分，推杆推动板材再次定位，滚道吸盘抓取板材送入数控冲床进行加工。推杆动作由气缸实现，当前可定位的最窄板的宽度为1250mm，而需要加工的板材宽度最小是418mm，无法自动送上数控冲床。
就以上问题，咨询设备供应商，要求其进行改造。亚威公司对料库、推送机构改造报价费用13800元，松兴公司对机器人改造报价费用20000元。总共费用33800元，由于改造成本过高，决定自己改造。
四、FMS柔性线改造
1、取板机器人气路改造
机械手控制气路是一路主进气管，分二十路分气管，吸盘动作由一个电磁阀控制，因此二十个吸盘是同时动作。当板材宽度较窄时，大部分吸盘处于漏气状态，系统报警“系统气压过低”。
在不增加电磁阀和修改PLC的情况下，将主进气管分四路，每一路分别控制一列吸盘，在分路上增加气阀开关。当抓取大板时，所有气阀开关都打开;当抓取窄板时，选择关闭一到两个气阀开关，从而避免漏气情况发生。
机器人吸盘间距是230mmX420mm，抓取宽度为418mm的窄板，只有一列四个吸盘吸板，机器人后续动作还有测量板厚，移动至对中台，對中台到料架。动作幅度较大，除平移外，还有旋转。单靠一列四个吸盘动作，容易动作中途掉板或飞板，因此改变吸盘间距为130mmX420mm，在抓取418mm之类的窄板，用两列八个吸盘，整个动作过程平稳、安全。
2、料库改造
①感应器改造
当前感应器与板材之间的距离为200mm，无法感应酸洗板和贴膜不锈铁。购买长距离漫反射感应器，感应距离为440mm，可以检测酸洗板和贴膜不锈铁。
②料架受力不均匀，产生侧翻
料架的外形尺寸为2560mmX1425mm，当宽度是418mmX1660mm窄板，只占料架面积的20%，料架受力不均匀，出现侧翻。
现料库共有八层，规定最下面两层专门用于放置窄板，在对应的料架外边缘焊接对重块，以平衡受力不均的现象。
③料库吸盘吸板不稳
料库吸盘分布尺寸为300mmX470mm，抓取窄板时，只有一列四个吸盘吸取板材，且吸盘不一定在板材中间位置，使板材在抬起时倾斜后续的检测板厚无法通过。
改变吸盘位置，将第一、第二排吸盘位置改为150mmX470mm，抓取窄板时，两列八个吸盘同时吸取板材，使板材平稳抬起，并顺利通过板厚测试。
④吸盘动作感应器调整
当前感应器安装位置处于料库中间附近，只适用于大板。对于窄板，感应销无法动作，改变感应器位置，使之处于窄板范围以内，满足吸取窄板的要求。
3、送料机构改造
①气缸改造
当前气缸活塞行程500mm，推送的最小板宽为1250mm，无法实现宽度418mm之类的窄板推送。更换活塞行程1200mm气缸。
床身开孔，新气缸缸体露出1100mm。气缸一端固定，呈悬臂状。当推杆推板时，活塞向外动作，气缸有向上抬起的现象。由此推断气缸在水平方向上不平行，用水平尺检测也证明活塞端高。同时，气缸缸体有转动现象，推测缸体中心与滚道中心不平行。
调整气缸水平，测试活塞动作，出现抖动和停顿现象，动作过程不畅顺。调整缸体节流阀，动作过程依然如故。增加进气压力由0.4MPa，调整至0.6MPa，情况依旧。怀疑水平调整方向错误，拆除固定端垫片，在活塞端增加2.0mm、5.0mm、7mm垫片，测试活塞动作，情况还是一样。综合对比，活塞端增加2.0mm垫片，在0.6MPa压力下，比其它情况好，但仍存在动作不顺畅的问题。
增加气缸中心固定块，使气缸中心与滚道中心保持一致。活塞运动时，气缸缸体转动现象基本消失，但活塞运动情况仍一样。
气缸动作原理如下：
当电磁阀12得电吸合，气路1、2和 4、5接通，活塞向前推动，气路1、2 进气推动活塞向前运动，气路4、5出气，处于放气状态。当气压不断增大，活塞受到的气压也不断增大，向前运动速度增加，放气量也同时增加。但放气管路的直径固定不变，当放气量增加到一定程度后，不能继续增加放气量，于是活塞受到反向作用力，处于停止状态。当气路4、5内的压缩空气突然释放出来时，活塞受到向前气压，继续快速向前运动。随着活塞的快速向前运动，气缸内的空间迅速减小，内部积聚的压缩空气又开始增加，再次阻碍活塞向前运动。如此反复，外在表现为活塞动作的抖动和停顿现象，同时可以听到剧烈的放气声音。 当电磁阀14得电，气路1、4和2、3接通，活塞反向运动，端口3是封闭状态，气压处于保持状态，因此活塞反向运动平稳。
仔细观察活塞在0.6MPa压力下的动作，当气压逐渐增加，达到0.6MPa，活塞停止前进，气压开始下降。压力下降到一定值时，压力又开始上升，活塞向前运动。当再次达到0.6MPa，活塞又停止前进，气压再次下降，如此往复。当气压第三次到达0.6MPa时，活塞停止前进。由此可见，活塞向前运动的抖动和停顿现象是气压到达0.6MPa后，停止运动的结果。气压过高时造成此现象的原因。将进气压力调小至0.4MPa左右，再次测试活塞运动，活塞前进后退平稳、正常。
气缸调整过程最容易使人迷惑之处就是：活塞运动不畅，认为是气缸水平不好和气压不足造成的，于是调整气缸水平和不断增加气压，气压的增加反而使活塞动作更加不畅。
②板材感应器调整
板材感应器安装在滚道终端，当板材送到位后，系统接收输入信号，推杆推动板材到达吸盘位置，推杆回退，滚道吸盘抓取板材送上数控冲床。当滚道吸盘抓取板材后，板材感应器断开，滚道另一端的板材开始传送过来，直至到达滚道终端，等待下次加工。
当加工的板材宽度较窄如宽度418mm，板材在滚道终端無法触发感应器，系统认为板材没到位，滚道一直在转动。滚道长度为1540mm，宽度418mm的板只有其长度三分之一，调整感应器位置，使之位于宽度418mm板下方。测试活塞动作情况，当感应器断开时，活塞停止运动并回退，此时板材还未推到位。
调整感应器位置，并加装另一同型号感应器2，两个感应器并联。单独测试活塞动作，推板到位正常。但在自动加工情况下，板材推到位，活塞回退时，滚道输送过来的板材撞上推杆。
重新调整感应器位置，将其安装于推杆下方，跟随推杆一起动作，此时感应器动作，有板信号为1，即使活塞回退，感应器断开，但感应器2已动作，有板信号仍为1. 从而保持有板输入信号恒为1。感应器2位置不变。
4、自动加工试运行
以上改造全部完成后，开始测试FMS自动加工，板材从运输小车由机器人抓板，送至料架，进入料库，送出料库，滚道输送，送上数控冲床加工，过程平稳、顺利，改造工作完成。
五、结束语
本次FMS柔性线技术改造是在降低生产成本，提高自身技术能力的背景下进行的。本次改造费用如下;
改造过程历时一个月，提前完成改造，为公司节省时间成本，使设备更快投入生产，舒缓生产压力。
改造过程涉及机械、电气和气压方面技术，针对不同问题，仔细研究原因，采取相应方法加以解决。
广日电气设备有限公司
广州广日电气设备有限公司成立于1998年10月，是广州广日股份的下属核心企业，国家高新技术企业。公司现位于广州市番禺区石楼镇国贸大道南之五广日工业园，占地面积7.3万平方米，建筑面积4.4万平方米，公司现有注册资本32900万元，现有固定资产2.37亿，资本总计资本13.11亿。
二、FMS柔性线组成
FMS柔性线由四部分组成，分别是取板机器人、料库上料机构、料库、送料机构;亚威数控冲床、下料装置
三、FMS柔性线存在的问题
FMS柔性线主要生产电梯零件—控制柜网罩、控制柜后板、开门机导轨架、厅门、背板、垫板等，材料为贴膜不锈铁、酸洗板、碳钢等。
1、对于安川机器人，机械手有二十个吸盘，按四列，每列五个吸盘分布，每列之间的距离是230mm。现需要生产的厅门最小宽度分别有653mm、703mm，开门机导轨架宽度为418mm。这类板材在运输小车上固定放置后，机器人进行抓板，这时机械手只有一列吸盘中的四个吸盘可以吸在板材上，其余十六个吸盘都处于漏气状态。系统发出报警信号，无法抓取板材。
2、对于料库，主要问题有无法感应酸洗板和贴膜不锈铁，以致数控冲床报警“料库没有材料”。
3、料库吸盘共有20个，按4列，每列5个吸盘分布。料库吸盘在抓取板材时，也出现只有4个吸盘吸在板材上，被抓取的板材不牢固。
4、对于料库的料架，长度和宽度为2560mmx1425mm，当机器人将板料从运输小车送到料架时，窄板材占料架的面积大约只有三分之一左右，剩余三分之二空着，造成料架受力不均匀，在送料入料库时，料架产生侧翻。
5、板材从料库取下后放在送料滚道上，由滚道送到推杆部分，推杆推动板材再次定位，滚道吸盘抓取板材送入数控冲床进行加工。推杆动作由气缸实现，当前可定位的最窄板的宽度为1250mm，而需要加工的板材宽度最小是418mm，无法自动送上数控冲床。
就以上问题，咨询设备供应商，要求其进行改造。亚威公司对料库、推送机构改造报价费用13800元，松兴公司对机器人改造报价费用20000元。总共费用33800元，由于改造成本过高，决定自己改造。
四、FMS柔性线改造
1、取板机器人气路改造
机械手控制气路是一路主进气管，分二十路分气管，吸盘动作由一个电磁阀控制，因此二十个吸盘是同时动作。当板材宽度较窄时，大部分吸盘处于漏气状态，系统报警“系统气压过低”。
在不增加电磁阀和修改PLC的情况下，将主进气管分四路，每一路分别控制一列吸盘，在分路上增加气阀开关。当抓取大板时，所有气阀开关都打开;当抓取窄板时，选择关闭一到两个气阀开关，从而避免漏气情况发生。
机器人吸盘间距是230mmX420mm，抓取宽度为418mm的窄板，只有一列四个吸盘吸板，机器人后续动作还有测量板厚，移动至对中台，對中台到料架。动作幅度较大，除平移外，还有旋转。单靠一列四个吸盘动作，容易动作中途掉板或飞板，因此改变吸盘间距为130mmX420mm，在抓取418mm之类的窄板，用两列八个吸盘，整个动作过程平稳、安全。
2、料库改造
①感应器改造
当前感应器与板材之间的距离为200mm，无法感应酸洗板和贴膜不锈铁。购买长距离漫反射感应器，感应距离为440mm，可以检测酸洗板和贴膜不锈铁。
②料架受力不均匀，产生侧翻
料架的外形尺寸为2560mmX1425mm，当宽度是418mmX1660mm窄板，只占料架面积的20%，料架受力不均匀，出现侧翻。
现料库共有八层，规定最下面两层专门用于放置窄板，在对应的料架外边缘焊接对重块，以平衡受力不均的现象。
③料库吸盘吸板不稳
料库吸盘分布尺寸为300mmX470mm，抓取窄板时，只有一列四个吸盘吸取板材，且吸盘不一定在板材中间位置，使板材在抬起时倾斜后续的检测板厚无法通过。
改变吸盘位置，将第一、第二排吸盘位置改为150mmX470mm，抓取窄板时，两列八个吸盘同时吸取板材，使板材平稳抬起，并顺利通过板厚测试。
④吸盘动作感应器调整
当前感应器安装位置处于料库中间附近，只适用于大板。对于窄板，感应销无法动作，改变感应器位置，使之处于窄板范围以内，满足吸取窄板的要求。
3、送料机构改造
①气缸改造
当前气缸活塞行程500mm，推送的最小板宽为1250mm，无法实现宽度418mm之类的窄板推送。更换活塞行程1200mm气缸。
床身开孔，新气缸缸体露出1100mm。气缸一端固定，呈悬臂状。当推杆推板时，活塞向外动作，气缸有向上抬起的现象。由此推断气缸在水平方向上不平行，用水平尺检测也证明活塞端高。同时，气缸缸体有转动现象，推测缸体中心与滚道中心不平行。
调整气缸水平，测试活塞动作，出现抖动和停顿现象，动作过程不畅顺。调整缸体节流阀，动作过程依然如故。增加进气压力由0.4MPa，调整至0.6MPa，情况依旧。怀疑水平调整方向错误，拆除固定端垫片，在活塞端增加2.0mm、5.0mm、7mm垫片，测试活塞动作，情况还是一样。综合对比，活塞端增加2.0mm垫片，在0.6MPa压力下，比其它情况好，但仍存在动作不顺畅的问题。
增加气缸中心固定块，使气缸中心与滚道中心保持一致。活塞运动时，气缸缸体转动现象基本消失，但活塞运动情况仍一样。
气缸动作原理如下：
当电磁阀12得电吸合，气路1、2和 4、5接通，活塞向前推动，气路1、2 进气推动活塞向前运动，气路4、5出气，处于放气状态。当气压不断增大，活塞受到的气压也不断增大，向前运动速度增加，放气量也同时增加。但放气管路的直径固定不变，当放气量增加到一定程度后，不能继续增加放气量，于是活塞受到反向作用力，处于停止状态。当气路4、5内的压缩空气突然释放出来时，活塞受到向前气压，继续快速向前运动。随着活塞的快速向前运动，气缸内的空间迅速减小，内部积聚的压缩空气又开始增加，再次阻碍活塞向前运动。如此反复，外在表现为活塞动作的抖动和停顿现象，同时可以听到剧烈的放气声音。 当电磁阀14得电，气路1、4和2、3接通，活塞反向运动，端口3是封闭状态，气压处于保持状态，因此活塞反向运动平稳。
仔细观察活塞在0.6MPa压力下的动作，当气压逐渐增加，达到0.6MPa，活塞停止前进，气压开始下降。压力下降到一定值时，压力又开始上升，活塞向前运动。当再次达到0.6MPa，活塞又停止前进，气压再次下降，如此往复。当气压第三次到达0.6MPa时，活塞停止前进。由此可见，活塞向前运动的抖动和停顿现象是气压到达0.6MPa后，停止运动的结果。气压过高时造成此现象的原因。将进气压力调小至0.4MPa左右，再次测试活塞运动，活塞前进后退平稳、正常。
气缸调整过程最容易使人迷惑之处就是：活塞运动不畅，认为是气缸水平不好和气压不足造成的，于是调整气缸水平和不断增加气压，气压的增加反而使活塞动作更加不畅。
②板材感应器调整
板材感应器安装在滚道终端，当板材送到位后，系统接收输入信号，推杆推动板材到达吸盘位置，推杆回退，滚道吸盘抓取板材送上数控冲床。当滚道吸盘抓取板材后，板材感应器断开，滚道另一端的板材开始传送过来，直至到达滚道终端，等待下次加工。
当加工的板材宽度较窄如宽度418mm，板材在滚道终端無法触发感应器，系统认为板材没到位，滚道一直在转动。滚道长度为1540mm，宽度418mm的板只有其长度三分之一，调整感应器位置，使之位于宽度418mm板下方。测试活塞动作情况，当感应器断开时，活塞停止运动并回退，此时板材还未推到位。
调整感应器位置，并加装另一同型号感应器2，两个感应器并联。单独测试活塞动作，推板到位正常。但在自动加工情况下，板材推到位，活塞回退时，滚道输送过来的板材撞上推杆。
重新调整感应器位置，将其安装于推杆下方，跟随推杆一起动作，此时感应器动作，有板信号为1，即使活塞回退，感应器断开，但感应器2已动作，有板信号仍为1. 从而保持有板输入信号恒为1。感应器2位置不变。
4、自动加工试运行
以上改造全部完成后，开始测试FMS自动加工，板材从运输小车由机器人抓板，送至料架，进入料库，送出料库，滚道输送，送上数控冲床加工，过程平稳、顺利，改造工作完成。
五、结束语
本次FMS柔性线技术改造是在降低生产成本，提高自身技术能力的背景下进行的。本次改造费用如下;
改造过程历时一个月，提前完成改造，为公司节省时间成本，使设备更快投入生产，舒缓生产压力。
改造过程涉及机械、电气和气压方面技术，针对不同问题，仔细研究原因，采取相应方法加以解决。
广日电气设备有限公司