我公司為用戶(hù)設(shè)計(jì)的一臺(tái)機(jī)器人為一臺(tái)車(chē)床上下料和一臺(tái)機(jī)器人為多臺(tái)車(chē)床上下料的直角坐標(biāo)機(jī)器人系統(tǒng)。在一臺(tái)機(jī)器人為多臺(tái)機(jī)床上下料時(shí)，幾臺(tái)車(chē)床在車(chē)大量相同費(fèi)時(shí)的零件， 這時(shí)采用一臺(tái)直角坐標(biāo)機(jī)器人來(lái)給它們自動(dòng)上料和下料可以大量提高工作效率和減少操作人員。這時(shí)每個(gè)件的加工時(shí)間較長(zhǎng)，一臺(tái)高速機(jī)器人有足夠的時(shí)間給幾臺(tái)車(chē)床上下料。下面是我們?cè)O(shè)計(jì)的一臺(tái)機(jī)器人給兩臺(tái)數(shù)控車(chē)床上下料的例子，本文就簡(jiǎn)單介紹該機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及給兩臺(tái)數(shù)控車(chē)床上下料的工作流程。這里要加工的零件為步進(jìn)電機(jī)的輸出軸，屬于小型長(zhǎng)軸類(lèi)零件。 一、機(jī)器人組成： 采用大行程的三軸機(jī)器人，其中水平運(yùn)動(dòng)軸為X軸，上下運(yùn)動(dòng)軸為Z軸，Z軸上帶有一個(gè)旋動(dòng)軸，旋轉(zhuǎn)軸上帶兩個(gè)氣動(dòng)手爪。圖1是簡(jiǎn)化了的機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。其中X軸采用百格拉公司的一根PAS44BB直線運(yùn)動(dòng)單元，其行程為3.5米左右。Z軸是一根有效行程大約800mm長(zhǎng)的上下運(yùn)動(dòng)軸，其型號(hào)是PAS44BC。在Z軸的下端帶有一個(gè)旋動(dòng)軸，它以其中心點(diǎn)為軸安裝在Z軸下端上，可以進(jìn)行180°的旋動(dòng)。其中旋動(dòng)軸上兩端的兩個(gè)氣動(dòng)手爪中的一個(gè)用于從液壓卡盤(pán)里取下已加工完的零件，另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)180°后把要加工的零件裝入卡盤(pán)內(nèi)。 機(jī)器人，兩臺(tái)車(chē)床，毛坯料和成品件的空間布局如圖1所示。毛坯和成品可以用傳送帶運(yùn)送及定位，也可以用機(jī)器人來(lái)搬運(yùn)。也可以把毛坯料和成品件放在兩臺(tái)車(chē)床中間，減少行程，提高效率。 二、動(dòng)作描述： 兩臺(tái)機(jī)床的上下料過(guò)程幾乎完全一樣，其中一臺(tái)車(chē)床的整個(gè)上下料過(guò)程主要由四步完成：1取料過(guò)程；2取下加工件過(guò)程；3上料過(guò)程，4下料過(guò)程。 上下料的過(guò)程中，首先，要對(duì)所加工件進(jìn)行初步定位，初步定位通常由單獨(dú)的定位機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)，定位機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，既是將所加工元件通過(guò)機(jī)械手爪抓取工件，運(yùn)動(dòng)到指定位置，進(jìn)行層疊放置，或者是每次抓取一個(gè)元件等待上料機(jī)械手抓取。 如果所加工工件經(jīng)過(guò)層疊放置，在上料機(jī)械手取件之前要根據(jù)加工件的不同進(jìn)行不同處理，如：加工件為層疊放置的鐵板則需要通過(guò)分層器進(jìn)行分層，然后再由上料機(jī)械手進(jìn)行抓取。如若為圓形的棒料，則要根據(jù)棒料擺放位置通過(guò)上料機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行抓取。 以下我們以加工件為棒料為舉例進(jìn)行一下上下料機(jī)器人的聯(lián)動(dòng)過(guò)程。 1：取料過(guò)程 初步定位結(jié)束后，上料機(jī)械手通過(guò)X軸運(yùn)動(dòng)到棒料上方。X軸運(yùn)動(dòng)到位置后停止運(yùn)動(dòng)，然后Z軸下降達(dá)到指定位置，使手爪的兩個(gè)手指位于棒料兩側(cè)，然后給出抓緊信號(hào)，使氣動(dòng)手爪閉合，兩個(gè)手指將棒料牢牢抓緊。接著Z軸提起，到達(dá)指定高度時(shí)Z軸停止運(yùn)動(dòng)，X軸向左水平運(yùn)動(dòng)到達(dá)車(chē)床正上方，同時(shí)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°，到此取料過(guò)程結(jié)束。 2：取下加工件過(guò)程： 當(dāng)機(jī)器人控制系統(tǒng)得到車(chē)床主軸停止信號(hào)時(shí)，表示已車(chē)好一個(gè)件及可以取下。這時(shí)Z軸向下運(yùn)動(dòng)使空著的手爪剛好能抓住工件，接著手爪將加工件夾緊。夾緊后給液壓卡盤(pán)信號(hào)，使液壓卡盤(pán)松開(kāi)，X軸向右運(yùn)動(dòng)取出工件。這時(shí)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180度，使抓毛坯的手爪處于下面的位置。 3：上料過(guò)程 這時(shí)X軸向左運(yùn)動(dòng)，使手抓中棒料恰好伸進(jìn)車(chē)床液壓卡盤(pán)中，然后X軸停止運(yùn)動(dòng)。接著給出卡盤(pán)卡緊信號(hào)使液壓卡盤(pán)將棒料卡住。這時(shí)手爪松開(kāi)，X軸像右運(yùn)動(dòng)一定的距離后停，Z軸再提起到安全高度，完成上料動(dòng)作。接著X軸向右運(yùn)動(dòng)到成品排放區(qū)后停止運(yùn)動(dòng)，去完成放下加工完工件的動(dòng)作。 4：下料過(guò)程： 機(jī)械手抓將件取下后到達(dá)成品擺放位置，X軸停止運(yùn)動(dòng)，Z軸下降指定位置，手爪松開(kāi)將成品件放下，完成下料動(dòng)作。完成動(dòng)作后Z軸向上運(yùn)動(dòng)，然后X軸運(yùn)動(dòng)到毛坯料的上方去抓取下一個(gè)毛坯。 這里簡(jiǎn)化了下料過(guò)程，使每次下料的位置和高度都一樣。如果要層疊排放，則要用三軸機(jī)器人。 5：給第二臺(tái)車(chē)床上下料過(guò)程 給第二臺(tái)車(chē)床上下料的過(guò)程與第一臺(tái)的動(dòng)作幾乎完全相同，唯一的區(qū)別是由于機(jī)床的位置，毛坯料和成品擺放位置不同，而使X軸的運(yùn)動(dòng)方向不同，所以這里不再介紹了。 6：毛坯和成品的運(yùn)輸 毛坯的運(yùn)輸和加工過(guò)零件的擺放有多種方法，要根據(jù)整個(gè)零件的具體加工工藝流程等來(lái)定。下面是簡(jiǎn)單的介紹。 毛坯件通常是由傳送帶運(yùn)送到指定的位置。傳送帶上有特定形狀的定位部分，它類(lèi)同模具，可以把毛坯運(yùn)送到指定的位置，然后定位裝置從兩端把毛坯卡緊，再升高以便機(jī)器人手爪抓取。這一過(guò)程中通過(guò)卡緊來(lái)調(diào)整毛坯的位置，利于抓起和上料。百格拉公司也設(shè)計(jì)了用機(jī)器人把料從大型容器類(lèi)通過(guò)視覺(jué)定位，再抓取，放到特定位置，上料機(jī)器人再抓走它。 車(chē)好后的成品通常簡(jiǎn)單地放到傳送帶上被自動(dòng)帶走。也可以由碼垛機(jī)器人把它們堆放起來(lái)。按后續(xù)加工的需要也可以用一個(gè)機(jī)器人把它運(yùn)送到零一個(gè)工序去加工。 三：控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介： 在上下料過(guò)程中要與機(jī)床卡盤(pán)，主軸起停精確協(xié)調(diào)，嚴(yán)格按信號(hào)流順序來(lái)控制上下料過(guò)程。在放下加工好的零件和取要加工的新零件也必須與其配套的設(shè)施精確同步協(xié)調(diào)。這里的到位和離開(kāi)等開(kāi)關(guān)信號(hào)要高質(zhì)量高可靠，必須以安全為主，確保每個(gè)步驟能夠合理銜接，控制系統(tǒng)的信號(hào)撲捉速度要快。我公司的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員精通數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床，步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)，氣動(dòng)手爪等相關(guān)產(chǎn)品，借鑒百格拉類(lèi)似的機(jī)器人項(xiàng)目，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)拍進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和安排，保證上下料機(jī)器人能夠高效、協(xié)調(diào)、安全、長(zhǎng)期可靠地工作。 四：選型說(shuō)明； 根據(jù)所加工工件的不同，來(lái)根據(jù)負(fù)載、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量配比、行程、運(yùn)動(dòng)速度（最大速度、加速度等）都需要選取合式型號(hào)的X軸導(dǎo)軌、配備電機(jī)、減速機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)等。我公司采用的德國(guó)百格拉直角坐標(biāo)機(jī)器人是依據(jù)德國(guó)百格拉公司幾十年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的選型軟件，針對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行獨(dú)立選型，每個(gè)環(huán)節(jié)都保證足夠高的安全系數(shù)，完全可以長(zhǎng)期安全使用。 圖片說(shuō)明： &n
