工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床融合工作原理

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我們常說團(tuán)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(jī)器人和數(shù)控機(jī)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(xué)習(xí)的是工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床是怎么配合工作的,？以FANUC機(jī)器人為例,。

FANUC機(jī)器人在電機(jī)外殼加工生產(chǎn)線上的應(yīng)用過程，采用機(jī)器人自動(dòng)上下料技術(shù)及利用iRVision視覺系統(tǒng),，合理地規(guī)劃?rùn)C(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡,，把工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)技術(shù)及數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)有機(jī)地組合起來,，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卸工件,、自動(dòng)碼放加工成品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高精度,、高效率和低成本加工,。

1、FANUC機(jī)器人

自動(dòng)加工生產(chǎn)線配置了兩臺(tái)FANUC Robot M－20iA搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)器人,，其中一臺(tái)機(jī)器人作為行走機(jī)器人R1,，使用FANUC伺服電動(dòng)機(jī)αiF12／3000控制,，通過精密減速機(jī)、齒輪及齒條進(jìn)行傳動(dòng),，重復(fù)精度高,，可以輕松適應(yīng)機(jī)床在導(dǎo)軌兩側(cè)布置的方案。

主要用于毛坯工件的抓取,、機(jī)床上料,、加工工序間工件抓取以及加工成品卸除并運(yùn)送到傳輸帶上。

另一臺(tái)固定機(jī)器人R2結(jié)合FANUC獨(dú)有的智能機(jī)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(jī)器人各環(huán)節(jié)每一個(gè)結(jié)合處為一個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)或坐標(biāo)系,，其外形及各關(guān)節(jié)位置如下圖所示,。

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2、自動(dòng)加工線設(shè)備布置

電機(jī)外殼自動(dòng)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(jī)器人R1（導(dǎo)軌式）,、固定機(jī)器人R2、兩臺(tái)VM850立式加工中心,、一臺(tái)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(jī)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(jìn)行M4螺紋底孔鉆孔、M4螺紋攻螺紋及銑削外圓凸臺(tái)工序加工,，如下圖所示,。

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（2）VM850加工中心2進(jìn)行鉆6個(gè)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(jìn)行內(nèi)孔及臺(tái)階孔、孔口倒角工序加工,，如下圖所示,。

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此外， 還需要設(shè)計(jì)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(jī)器人自動(dòng)上下料動(dòng)作設(shè)計(jì)

根據(jù)工件的外形特點(diǎn)設(shè)計(jì)機(jī)器人氣動(dòng)手爪部件,，包含氣動(dòng),、傳感器及機(jī)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(jī)器人R1復(fù)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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③待加工中心1加工完成后，行走機(jī)器人R1復(fù)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(jī)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(jī)器人行走到工件翻轉(zhuǎn)臺(tái)位置,，進(jìn)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(tái)進(jìn)行交換后,，機(jī)器人R1把加工成品放置在下料傳送帶上，如圖11所示,，由機(jī)器人R2進(jìn)行工件下料,、自動(dòng)碼放在成品料筐中，如下圖所示,。

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至此,， 結(jié)束一個(gè)完整的加工流程。各加工工序有相應(yīng)的節(jié)拍,，經(jīng)過調(diào)整CNC加工程序以及機(jī)器人動(dòng)作程序后,，可實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床加工與機(jī)器人上下料的完美組合。

5,、 專用夾具設(shè)計(jì)

依據(jù)三臺(tái)數(shù)控機(jī)床各自的加工工序任務(wù),，設(shè)計(jì)三套組合氣動(dòng)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(jìn)行鉆孔,、攻，如下圖所示,。

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（2） 立式加工中心2 專用夾具：立式加工中心2進(jìn)行鉆6個(gè)φ 5．5mm的通孔,、孔口倒角工序加工，設(shè)計(jì)以氣動(dòng)三爪自定心卡盤夾緊工件,，以兩個(gè)彈性V形塊定向的夾具,，如下圖所示。

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1．啟動(dòng)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(jìn)行內(nèi)孔及臺(tái)階孔,、孔口倒角工序加工,，設(shè)計(jì)以一面兩銷定位工件、以氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)夾緊器夾緊方式的夾具,。

6 ,、機(jī)器人、P LC與數(shù)控機(jī)床的接口

為保證機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的安全配合,，要建立機(jī)器人,、PLC以及數(shù)控機(jī)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(yīng)的輸入與輸出點(diǎn)進(jìn)行連接,。軟件方面，通過機(jī)器人專用軟件,、PLC接口,，采集機(jī)床和機(jī)器人當(dāng)前狀態(tài)，編寫相應(yīng)的符合上下料邏輯的控制程序,，最終達(dá)到數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的有效通信,。

重點(diǎn)需要處置緊急停止信號(hào)、數(shù)控機(jī)床準(zhǔn)備完成信號(hào),、機(jī)器人手爪氣動(dòng)信號(hào),、數(shù)控機(jī)床夾具松夾信號(hào)以及安全門信號(hào)等，數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控畫面如下圖所示,。

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隨著工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛,，應(yīng)用技術(shù)也越來越高，因此工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)作為數(shù)控機(jī)床輔助部件,，越來越受到機(jī)床制造商和用戶的重視,。

通過機(jī)器人和數(shù)控機(jī)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(dòng)強(qiáng)度,，大大提高了工作效率，具有較好的應(yīng)用價(jià)值,。

本文來自國(guó)際金屬加工網(wǎng)

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liangquan6

寫的詳細(xì),，學(xué)習(xí)了,！