我們常說團(tuán)結(jié)就是力量，只有相互配合，才能把工作做得更完美。這不僅適用于人類，與數(shù)控機(jī)床一樣，工業(yè)機(jī)器人也需要相互配合，才能做好工作，提高工廠的生產(chǎn)效率。
所以我們要學(xué)習(xí)的是工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床是如何配合工作的？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)裝卸技術(shù)和iRVision視覺系統(tǒng)，合理規(guī)劃?rùn)C(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡，將工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)技術(shù)與數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卸工件和自動(dòng)碼放加工成品，實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、低成本的產(chǎn)品加工。
1、FANUC機(jī)器人
FANUCRobotM配備了兩條自動(dòng)加工生產(chǎn)線－FANUC伺服電機(jī)是20iA搬運(yùn)系統(tǒng)中的機(jī)器人之一，用作行走機(jī)器人R1αiF12／3000控制，通過精密減速器、齒輪和齒條傳動(dòng)，重復(fù)精度高，可輕松適應(yīng)導(dǎo)軌兩側(cè)機(jī)床布置的方案。
主要用于毛坯工件的抓取、機(jī)床上料、加工工藝間工件的抓取、加工成品的拆除和運(yùn)輸。
另一臺(tái)固定機(jī)器人R2結(jié)合FANUC獨(dú)特的智能機(jī)器人技術(shù)(iRVision視覺功能)，用于下料，并將成品放入料筐中。
FANUCRobotM－20ia機(jī)器人每個(gè)環(huán)節(jié)的每個(gè)組合都是一個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)或坐標(biāo)系，其形狀和位置如下圖所示。
2、自動(dòng)加工線設(shè)備布置
電機(jī)外殼由上料輸送帶和下料輸送帶自動(dòng)加工生產(chǎn)線(iRVision視覺系統(tǒng)分別配置)、行走機(jī)器人R1(導(dǎo)軌式)、固定機(jī)器人R2、由兩個(gè)VM850立式加工中心、一個(gè)CLX360數(shù)控車床、成品料筐和系統(tǒng)控制柜組成，各設(shè)備布置如下圖所示。
3、數(shù)控加工工藝
工件為電機(jī)外殼，如下圖所示，材料為ADC12鋁合金。加工內(nèi)容包括端面銑削鉆孔、攻螺紋和內(nèi)孔切割。
零件加工工藝內(nèi)容分布如下：
(1)VM850立式加工中心1進(jìn)行M4螺紋底孔鉆孔、M4螺紋攻擊螺紋和銑削外圓凸臺(tái)加工，如下圖所示。
(2)VM850加工中心2鉆6個(gè)φ5．如下圖所示，加工5mm的通孔和孔口倒角工藝。
(3)CLX360數(shù)控車床加工內(nèi)孔、臺(tái)階孔、孔倒角，如下圖所示。
此外，還需要設(shè)計(jì)專用夾具，加工中心夾具采用內(nèi)夾法，數(shù)控車床采用外夾法。
4、機(jī)器人自動(dòng)上下料動(dòng)作設(shè)計(jì)
機(jī)器人氣動(dòng)手爪部件是根據(jù)工件的外觀特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，包括氣動(dòng)、傳感器和機(jī)械部件。工件加工工藝如下：
①上料傳送帶上放置了毛坯工件。
②行走機(jī)器人R1復(fù)合爪抓取空白工件，行走到加工中心，將工件安裝在加工中心的專用夾具上，如下圖所示。
③加工中心1加工完成后，行走機(jī)器人R1復(fù)合爪取下工件，行走到加工中心2位置，將工件安裝在加工中心2的專用夾具上，如下圖所示。
④加工中心2加工完成后，行走機(jī)器人R1將工件取下至數(shù)控車床，并將工件安裝在專用夾具上，如圖9所示。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)進(jìn)行工件翻轉(zhuǎn)和交換，如下圖所示。
⑤翻轉(zhuǎn)臺(tái)交換工件后，機(jī)器人R1將加工成品放置在下料傳送帶上，如圖11所示，機(jī)器人R2將工件下料，自動(dòng)碼放置在成品料筐中，如下圖所示。
到目前為止，一個(gè)完整的加工過程已經(jīng)結(jié)束。每個(gè)加工過程都有相應(yīng)的節(jié)奏。調(diào)整數(shù)控加工程序和機(jī)器人動(dòng)作程序后，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床加工與機(jī)器人上下材料的完美結(jié)合。
5、專用夾具設(shè)計(jì)
根據(jù)三臺(tái)數(shù)控機(jī)床各自的加工工藝任務(wù)，設(shè)計(jì)了三套組合氣動(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鉆孔攻擊，如下圖所示。
(2)立式加工中心2專用夾具:立式加工中心2鉆6個(gè)φ5．5mm通孔、孔口倒角工藝加工，采用氣動(dòng)三爪自定心卡盤夾緊工件，采用兩個(gè)彈性V塊定向夾具，如下圖所示。
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)控車床采用內(nèi)孔、臺(tái)階孔、孔口倒角工藝加工，設(shè)計(jì)夾具一側(cè)兩銷定位工件，夾緊氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)夾具。
6、機(jī)器人、PLC與數(shù)控機(jī)床的界面
為保證機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的安全配合，應(yīng)在機(jī)器人、PLC與數(shù)控機(jī)床之間建立安全可靠的通信連接。
在硬件方面，三者之間的相應(yīng)輸入和輸出點(diǎn)通過屏蔽電纜連接。在軟件方面，通過機(jī)器人專用軟件和PLC接口，收集機(jī)床和機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)，編制符合上下料邏輯的相應(yīng)控制程序，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的有效通信。
關(guān)鍵需要處理緊急停止信號(hào)、數(shù)控機(jī)床準(zhǔn)備信號(hào)、機(jī)器人爪氣動(dòng)信號(hào)、數(shù)控機(jī)床夾具松動(dòng)信號(hào)、安全門信號(hào)等。數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測(cè)圖如下圖所示。
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)給料機(jī)構(gòu)作為數(shù)控機(jī)床的輔助部件，越來越受到機(jī)床制造商和用戶的重視。
通過機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的緊密配合，保證了系統(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，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
探討工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床一體化發(fā)展的途徑
近年來，機(jī)床行業(yè)整體市場(chǎng)規(guī)模萎縮、產(chǎn)能過剩等問題日益突出，機(jī)床工具行業(yè)正面臨和經(jīng)受到調(diào)整轉(zhuǎn)型的嚴(yán)峻考驗(yàn)。自2011年以來，機(jī)床企業(yè)的凈利潤(rùn)開始下降，整個(gè)機(jī)床行業(yè)都很沉默。與此同時(shí)，隨著勞動(dòng)力成本的上升和企業(yè)智能化的轉(zhuǎn)型，機(jī)器人市場(chǎng)也很受歡迎。
事實(shí)上，與其他行業(yè)相比，機(jī)床行業(yè)進(jìn)入機(jī)器人具有無與倫比的優(yōu)勢(shì)。機(jī)器人的關(guān)鍵應(yīng)用是運(yùn)動(dòng)控制，運(yùn)動(dòng)控制是保證機(jī)床精度的重要因素。從這個(gè)角度來看，機(jī)床制造與機(jī)器人制造技術(shù)密切相關(guān)。
除了傳統(tǒng)的焊接應(yīng)用外，機(jī)器人還廣泛應(yīng)用于機(jī)床上下料、材料搬運(yùn)碼垛、拋光、噴涂、裝配等領(lǐng)域。金屬成型機(jī)床是機(jī)床工具的重要組成部分。成型加工通常與高勞動(dòng)強(qiáng)度、噪聲污染、金屬粉塵等術(shù)語(yǔ)有關(guān)。高溫、高濕度甚至污染的工作環(huán)境使該職位難以招聘。工業(yè)機(jī)器人與成型機(jī)床的集成不僅可以解決企業(yè)就業(yè)問題，還可以提高加工效率和安全性，提高加工精度。目前，它已成為一種巨大的發(fā)展趨勢(shì)。
機(jī)床是生產(chǎn)機(jī)器部件的機(jī)器，簡(jiǎn)單地說，就是生產(chǎn)機(jī)器的機(jī)器。數(shù)控機(jī)床是機(jī)床的數(shù)字化和智能化，主要通過數(shù)控設(shè)備發(fā)出信號(hào)，控制機(jī)床根據(jù)圖紙的要求，根據(jù)形狀和尺寸，自動(dòng)加工和生產(chǎn)零件。數(shù)控機(jī)床更好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多種零件的加工問題。直率地說，它是機(jī)械部件的生產(chǎn)，從手工到機(jī)械化，再到數(shù)字應(yīng)用過程。
機(jī)器人是先進(jìn)的高科技產(chǎn)品，伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制器、減速器等許多核心部件需要高精度機(jī)床生產(chǎn)，包括轉(zhuǎn)盤、手臂、手臂、箱、手腕等關(guān)鍵部件也由機(jī)床完成，即使人工和機(jī)械能生產(chǎn)，也難以保證產(chǎn)品的精度。
核心或關(guān)鍵部件的任何誤差都會(huì)影響機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和操作精度。特別是電子產(chǎn)品行業(yè)對(duì)機(jī)器人的要求非常嚴(yán)格。因此，只有確保關(guān)鍵技術(shù)和部件的準(zhǔn)確性，機(jī)器人的應(yīng)用和推廣才能有技術(shù)和質(zhì)量的基礎(chǔ)。洛江區(qū)政府的這種做法將很好地促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)品的生產(chǎn)，并在提到產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)揮重要的示范作用。
此外，未來中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)可能是上述機(jī)床行業(yè)的關(guān)鍵原因之一。
電話：021-69138435
工廠地址：上海市松江區(qū)中德路669號(hào)2棟
傳真：021-69138419
郵箱：jiataishukong@126.com
