數控加工中心（xīn）上下料機器人動作過（guò）程

作為全球*大雇主排行榜第十位的富士康（kāng），攜手阿裏14億布局機器（qì）人行業，*有新聞報道出3C機（jī）器人未來5年需求或達30萬（wàn）台，可見機器人是未來發展趨勢。從*初的普銑到現在的數控銑床（數控加工中心），人們對加工精度、批量化自動化生產提（tí）出了*高（gāo）的要求，這就實現了數（shù）控加工中心和機器（qì）人的相結合（hé），數控加（jiā）工中心上下料機器人由此誕生。　　　　在（zài）用數控加（jiā）工中心（xīn）加工輪轂等大型（xíng）零件時，負載可達幾十公斤重，其外形也大多是盤類件。這類加工件數量大，機床幾乎要24小時運（yùn）行。在歐美等發達國家早已采用機器手（shǒu）來自動上料和下料，代替了人工。下麵就以一個盤類零件（jiàn）的加工為（wéi）例，概（gài）括性地介紹數控加工（gōng）中心上下料機器人。　　　　數控加工中心上（shàng）下料機器（qì）人工（gōng）作原理（lǐ）　　　　數控加工中心上（shàng）下料機器人要（yào）根據加工零件的（de）形狀及加工工藝的不同，來采用不同的手爪抓取係統。而完成抓取，搬運和取走過（guò）程的（de）運（yùn）動機構就是大型直角坐標機器人，它們通（tōng）常就是一個水平運動軸（X軸）和上下運動軸（Z軸）。被加工零件形狀和重量不同所采用的（de）手爪形狀及結構也不同（tóng），手爪的類型及尺寸要根據具（jù）體的零（líng）件（jiàn）及加工工藝來定。　　　　一、 機械結構　　　　通常毛坯料和加工完的（de）工件分別放置在數控（kòng）加工中心的一側或兩側。圖1中給出的兩個（gè）例子是*常見（jiàn）的上下料和機床位置關係。　　　　這裏Z軸，手爪係統和毛坯件的總重量通常是100到（dào）300公斤。對於（yú）負載重量（liàng）小及抓取後（hòu）不需轉動處理（下料時），Z軸就用單根的LM-A44結構。如果負載較重或（huò）及下（xià）料時負載還要被轉動（dòng），Z軸就用如圖2的雙根加強型的LM-A88結構。LM-A44結構（gòu）可以抓取60公斤重負載，LM-A88可以抓取300公斤重負載。Z軸的有效行程從200mm到2000mm，可以滿（mǎn）足常見的數控加工中心上下料要求（qiú）。　　　　　　　 　整（zhěng）體效果圖 Z軸LM-A88抓取（qǔ）軸　　　　X軸的行程較（jiào）長，小負載時采用一根PAS44BB或兩根PAS43BB結構（gòu）。大負載時采用兩根（gēn）PAS44BB結（jié）構或加強型PAS88BB結構。X軸的負載是指Z軸，手爪（zhǎo）係統和毛坯件的總重量。X軸的負（fù）載從200公斤到800公斤，其標準的有效行程*長達5600mm。特殊要求（qiú）X軸的負載可（kě）達3000公斤（jīn），其有（yǒu）效行（háng）程*長（zhǎng）達12000mm。 通常情況下采用一個X軸，兩個Z軸結構，其中一個Z軸僅用於上料，另一個Z軸僅用於下料。這是Z軸可以是齒型帶傳動（dòng），而X軸要采用齒輪齒條傳動方式。　　　　二、 傳動方式及運動（dòng）參數　　　　標準（zhǔn）型X軸和Z軸采用（yòng）齒型帶傳動，其運行速度（dù）根（gēn）據負載大小及行程*高可達5米/秒。但實際中我（wǒ）們常用的（de）運行速度是0.5~1米/秒, 小負載時達（dá）到（dào）2米/秒。　　　　對於大負載或行程超過6000mm時，通常采用齒（chǐ）輪齒（chǐ）條傳動方式，這時運（yùn）行速（sù）度低些。　　　　采用齒型帶傳動時其高速運行後重（chóng）服（fú）定位精度（dù）是0.05mm。采用精密性齒型帶傳動時其重服定位精度是0.02mm。這對機床上料來說（shuō）精度足夠了。　　　　要根據所（suǒ）加工工件的不同，來選擇合適（shì）的手爪。根據負載及其轉動慣量、行程、運動速度（*大速度、加速度等）等來選取合（hé）式型號的直線運動單元（X軸和Z軸（zhóu））、所配驅動電機、減速機（jī）和數控係（xì）統（tǒng）等。針對用戶需求進行選型，每個（gè）環節都保證足夠（gòu）高的安全係數，保證（zhèng）長期、高精度、高速、高效地工作。　　　　三 、動作描述　　　　為（wéi）了提高效率通常采用兩台機（jī）器人，一個用於上料，一個用於下料。整（zhěng）個上下料過程主要由兩（liǎng）步完成，無（wú）論采用一個機（jī）械手還是采用（yòng）兩個Z軸係統，其（qí）工作過程幾乎完全一樣：1 抓取（qǔ）毛坯及放（fàng）到工作台卡（kǎ）盤上過程；2從工作台卡盤（pán）取下（xià）零件（jiàn）及放置到特定（dìng）位置過程。下麵分別加以（yǐ）簡單描述：　　　　1、 抓取毛坯及放到工作台卡盤上過程： 毛坯料通常由鏈條式傳（chuán）送（sòng）帶運輸到指（zhǐ）定的位置，由氣動或電動定位機構進行初步定位（wèi），保證每次機器人從同（tóng）一位置抓取零件（jiàn）。當X軸向右運動到毛坯料前方時停止運動，Z軸向（xiàng）下運動使張（zhāng）開的手爪剛好能抓住毛坯（pī）件。這時閉合手爪抓住毛坯（pī）。然（rán）後（hòu）Z向上運（yùn）動到指（zhǐ）定高度後（不會發生碰撞），X軸向左運動到工作台卡盤正上方，然後Z軸向下運動把毛坯裝入卡盤或工裝（zhuāng）內。然後卡盤夾緊，Z軸上升到超出機床防護罩上方，X軸再運動到毛坯上方或等待卡盤上方。　　　　2、 從工作台卡盤取（qǔ）下零件及（jí）放（fàng）置到特定位置過程： 當X軸運動到卡盤的（de）正上方後，Z軸向下運動使手爪剛好能（néng）抓住工件，然後給氣壓使手爪合並抓住工件，這時機械（xiè）手的控製係（xì）統控製液壓卡盤鬆開，當控製係統得到卡盤鬆開信號（hào）後，Z軸向上運動到出來機床防護板，然後X軸向左運動（取決（jué）於放下料的（de）位置）把工件運動到放料位置正上方。這時Z軸下降到工件落到放料件上，在張開手爪及提升Z軸，從而完成取料及放（fàng）料過程。　　　　四、 控製係統簡（jiǎn）介　　　　在上下料過程中要與機床工作台運動及（jí）卡盤（pán）張緊等精（jīng）確協調，嚴格按信號（hào）流順序（xù）來控製（zhì）上下料過程。在放下加工好的零件和取要加工的新零件時也必須與其配套的設施精（jīng）確同步協調。這裏的到位和離開等開關信號要（yào）高質量高可靠，必須以安全為主，確（què）保（bǎo）每個步驟（zhòu）能（néng）夠合（hé）理銜接，控（kòng）製係統的信號撲捉速度（dù）要快。專業設計人員精通數控係統和（hé）數控機（jī）床，步進電機，伺服電機，氣動手爪等相（xiàng）關產品，借鑒百格拉（lā）類似的機器人項目，可在短時間內（nèi）對各個運動節拍進行合理安排和設計，保證上下料機器人高效（xiào）、協調、安全、長期可靠地工作。　　　　以上（shàng）僅簡（jiǎn）單介紹為立式加工中心上（shàng）下料原理性動作過程，還有其它車床（chuáng）、磨床和衝床等設備設計（jì）了上（shàng）下料（liào）機器人（rén）。　　　　五、 結（jié）束語　　　　在德國幾乎所有批量（liàng）加工都采用機器人自動上下料。但根據要加工工件的幾何（hé）形狀，加工工藝和工作節拍不同，所采取（qǔ）的手爪和（hé）機器人的型號也（yě）有所區別。如（rú）加工工件不同或加工工件時間較長，可選（xuǎn）用不同的手爪結構，用單台機器人對多台機床進行上下（xià）料，或是多台機（jī）器人聯機上下料實現自動化。東莞市男人的天堂AV网站智控有（yǒu）限公司是一家股份製公司，旗下有 眾（zhòng）創為智控科技有限公司，景哲機（jī）電有限（xiàn）公司（sī），子帆機床服務公司 ，專注於數控設備的生產（chǎn）'，銷售，研發，整機配套，和代工服務為一體的高薪技術企業。