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標題: 工業(yè)機器人和數(shù)控機床融合工作原理 [打印本頁]
作者: xinjiyuan丶 時間: 2018-8-17 17:08
標題: 工業(yè)機器人和數(shù)控機床融合工作原理
我們常說團結(jié)就是力量，只有相互配合,，才能把工作做得更加完美。這不僅僅適用于人類,。
工業(yè)機器人和數(shù)控機床也是一樣的,，也是需要相互配合才能做好工作,，提高工廠的生產(chǎn)效率。
所以今天要學習的是工業(yè)機器人和數(shù)控機床是怎么配合工作的,？以FANUC機器人為例,。
FANUC機器人在電機外殼加工生產(chǎn)線上的應用過程，采用機器人自動上下料技術(shù)及利用iRVision視覺系統(tǒng),，合理地規(guī)劃機器人運動軌跡,，把工業(yè)機器人搬運技術(shù)及數(shù)控機床加工技術(shù)有機地組合起來，實現(xiàn)自動裝卸工件,、自動碼放加工成品,，實現(xiàn)產(chǎn)品的高精度、高效率和低成本加工,。
1,、FANUC機器人
自動加工生產(chǎn)線配置了兩臺FANUC Robot M－20iA搬運系統(tǒng)機器人，其中一臺機器人作為行走機器人R1,，使用FANUC伺服電動機αiF12／3000控制,，通過精密減速機、齒輪及齒條進行傳動,，重復精度高,，可以輕松適應機床在導軌兩側(cè)布置的方案。
主要用于毛坯工件的抓取,、機床上料,、加工工序間工件抓取以及加工成品卸除并運送到傳輸帶上。
另一臺固定機器人R2結(jié)合FANUC獨有的智能機器人技術(shù)（iRVision視覺功能）,，用于下料,，在料筐里碼放加工成品。
FANUC Robot M－20iA機器人各環(huán)節(jié)每一個結(jié)合處為一個關(guān)節(jié)點或坐標系,，其外形及各關(guān)節(jié)位置如下圖所示,。
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0 E( K z: J4 ~) f2、自動加工線設(shè)備布置
電機外殼自動加工生產(chǎn)線由上料輸送帶和下料輸送帶（分別配置iRVision視覺系統(tǒng)）,、行走機器人R1（導軌式）,、固定機器人R2、兩臺VM850立式加工中心,、一臺CLX360數(shù)控車床,、成品料筐和系統(tǒng)控制柜等組成，各設(shè)備布置如下圖所示,。
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3,、 數(shù)控加工工藝
工件為電機外殼,， 如下圖所示， 為大批量生產(chǎn),， 材料是ADC12鋁合金,。加工內(nèi)容包含端面銑削鉆孔、攻螺紋和內(nèi)孔車削等內(nèi)容,。
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零件加工工序內(nèi)容分配如下：
（1）VM850立式加工中心1進行M4螺紋底孔鉆孔,、M4螺紋攻螺紋及銑削外圓凸臺工序加工,，如下圖所示,。
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（2）VM850加工中心2進行鉆6個φ 5．5mm的通孔、孔口倒角工序加工,，如下圖所示,。
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（3）CLX360數(shù)控車床進行內(nèi)孔及臺階孔、孔口倒角工序加工,，如下圖所示,。
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+ @' t$ N$ k$ F( Z5 h$ w, ]此外， 還需要設(shè)計專用夾具,， 加工中心夾具采用內(nèi)夾方式,，數(shù)控車床采用外夾方式。
4,、機器人自動上下料動作設(shè)計
根據(jù)工件的外形特點設(shè)計機器人氣動手爪部件,，包含氣動、傳感器及機械部件等,。工件加工工藝流程如下：
①毛坯工件擺放在上料傳送帶上,。
②行走機器人R1復合手爪抓取毛坯工件，行走到加工中心位置,，將工件安裝到加工中心的專用夾具上,，如下圖所示。
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% W: Z- z, {7 l8 ?* e③待加工中心1加工完成后,，行走機器人R1復合手爪取下工件,，行走到加工中心2位置，將工件安裝到加工中心2的專用夾具上,，如下圖所示,。
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④待加工中心2加工完成后，行走機器人R1取下工件到數(shù)控車床位置,，將工件安裝到專用夾具上,，如圖9所示。待工件加工完成后取下工件,，機器人行走到工件翻轉(zhuǎn)臺位置,，進行工件翻轉(zhuǎn),、交換，如下圖所示,。
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⑤工件在翻轉(zhuǎn)臺進行交換后,，機器人R1把加工成品放置在下料傳送帶上，如圖11所示,，由機器人R2進行工件下料,、自動碼放在成品料筐中，如下圖所示,。
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5 L6 U+ @% d/ t' o至此,， 結(jié)束一個完整的加工流程。各加工工序有相應的節(jié)拍,，經(jīng)過調(diào)整CNC加工程序以及機器人動作程序后,，可實現(xiàn)數(shù)控機床加工與機器人上下料的完美組合。
5,、 專用夾具設(shè)計
依據(jù)三臺數(shù)控機床各自的加工工序任務(wù),，設(shè)計三套組合氣動夾具，介紹如下,。
（1）立式加工中心1專用夾具：立式加工中心1進行鉆孔,、攻，如下圖所示,。
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4 Q0 r6 \6 }" m2 B, J5 ?2 q$ n（2） 立式加工中心2 專用夾具：立式加工中心2進行鉆6個φ 5．5mm的通孔,、孔口倒角工序加工，設(shè)計以氣動三爪自定心卡盤夾緊工件,，以兩個彈性V形塊定向的夾具,，如下圖所示。
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1．啟動卡盤 2．支承塊 3．彈性V形塊 4．特制卡爪
（3）數(shù)控車床專用夾具：數(shù)控車床進行內(nèi)孔及臺階孔,、孔口倒角工序加工,，設(shè)計以一面兩銷定位工件、以氣動旋轉(zhuǎn)夾緊器夾緊方式的夾具,。
6 ,、機器人、P LC與數(shù)控機床的接口
為保證機器人與數(shù)控機床的安全配合,，要建立機器人,、PLC以及數(shù)控機床之間安全可靠的通信連接。
在硬件方面,，通過屏蔽電纜將三者之間相應的輸入與輸出點進行連接,。軟件方面，通過機器人專用軟件、PLC接口,，采集機床和機器人當前狀態(tài),，編寫相應的符合上下料邏輯的控制程序，最終達到數(shù)控機床與機器人的有效通信,。
重點需要處置緊急停止信號,、數(shù)控機床準備完成信號、機器人手爪氣動信號,、數(shù)控機床夾具松夾信號以及安全門信號等,，數(shù)控機床狀態(tài)監(jiān)控畫面如下圖所示。
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& m" Z. f4 d# d/ N$ K& W隨著工業(yè)機器人的應用越來越廣泛,，應用技術(shù)也越來越高,，因此工業(yè)機器人自動上下料機構(gòu)作為數(shù)控機床輔助部件，越來越受到機床制造商和用戶的重視,。
通過機器人和數(shù)控機床的緊密配合,，保證系統(tǒng)加工過程的緊密性,，降低了工人的勞動強度,，大大提高了工作效率，具有較好的應用價值,。
本文來自國際金屬加工網(wǎng)
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作者: xinjiyuan丶 時間: 2018-8-17 17:09
歡迎朋友們交流討論
作者: liangquan6 時間: 2018-8-18 09:38
寫的詳細,，學習了！
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