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机器人机床上下料应用案例

随着装备制造技术的发展，特别在机床加工行业，技术飞速进步，人力成本和自动化程度的提高。为了最大限度的解放劳动力，提高生产效率和产品质量，使用搬运机器人代替人工，实现高效、高品质、柔性的完成机器人对机床的上下料。

自动化要求设计

1、采用一台机器人、多个工位、配置机器人辅助夹具外加上下料装置以满足客户自动化的生产要求。

2、工作站相对独立，并通过生产线匹配的电、气、水路接口联系多个工作站进行生产。

3、工作站系统简洁实用，便于操作，易于维护, 具有安全防护功能。

4、设计为标准爪式夹具,刚性定位强 ,装卸件方便。

5、机器人外围关键设备采用航插连接，安装、运输、维护都方便。

6、搬运前后合格件、废件在工作站内部不做检验，保证搬运品质的稳定性、加快生产效率，提高产量。

7、具体的工艺和工件规格参考本文以下内容。

概要

本系统的概要：作业者把工件放置到料仓料道上，到位后，机器人从滚道上抓取工件放到第一台

车床上加工，完后取下再放到第二台车床上加工，然后再放回料仓料道指定工位上。

工件规格

名称外径 (mm)内径 (mm)厚度 (mm)质量 (kg)图号

工件 1齿轮1653534 2.15CW6163C-02-049工件 2结合子齿轮1237572.5 1.47CW6163C-02-018系统图

（本图是大致示意图。和详细图纸有不一样的地方。）

连续运行模式

序号作业工序作业内容备注

1作业准备① 工件准备、到位人工作业

系统启动②工件类型、数量设定、颜色区分

③ 按启动按钮

2机器人启动①工件取出

工件从上料台取出②等待机床信号、交换工作

3机床 1 上下料机床 1 有工件，下料、吹气清理、上料机床 1 无工件，吹起清理，上料

4工件清洗工件到指定位置吹气清洗。

①把机床 1 加工后的工件放到翻转台上。5工件翻转放置②等待机床 2 信号，根据工艺不同，为机床

变换夹取位置。

6机床 2 上下料机床 2 有工件，下料、吹气清理、上料机床无工件，吹起清理，上料

7加工完成品放到下①机床 2 加工完成品规则放置到下料台料台② 机器人回到上料起始点；等待作业。

8作业提示当料仓一次加工完毕，提示人工上料以下，从 #1-#8 循环动作

上下料滚道16 工位，自

动换位、升降（详见

1.6.4）

作业期间，不检查产品

是否合格

2上料时，

下料到料道预定位置

注意：出现异常时由操作员确认排除故障后继续运行。如不能继续运行，则由操作员手动操作设备至可以

启动状态。

其他运行模式

单独运行模式：各设备需单独运行时使用。各工序工件上下料可单独运行。

节拍和品质条件

节拍目标： 120sec

根据从机床输入输出的I/O 时间，卡盘开闭时间、卡盘清洗时间、机器人接近速度不同，临时放置台放置时间的不同，节拍可能会有变化。

品质条件：工件加工条件（使用工具、刀具旋转速度、进给量速度）的设定由甲方调整，工件的品质（加

工精度、粗糙度）将被视为保证范围之外。

NACHI机器人及其控制系统

1MC20-01 机器人：

MC20-01机器人采用的新型交流伺服电机具有结构紧凑、高输出、响应快、高可靠性等特点，从

而使机器人本体紧凑灵活，具有较大的运动空间、更好的稳定性和较高的重复定位精度。

图1 MC20-01 机器人工作空间

MC20-01 动作参数：

项目规格

J1±180o

J2+60o～-145 o

J3+242 o～-163 o

J4±180o

最大动作范围

J5±139o

J6±360o

J1170 o /s

J2170 o /s

J3360 o /s

J4360 o /s

最大速度

J5360o /s

J6600o /s

J449 N ·M

J549 N ·M

手腕扭矩

J623.5 N M·

J4 1.6kg ·m 2

J5 1.6kg ·m 2

手腕惯性力矩

J60.8kg ·m 2

位置重复精度±0.06mm

本体重量220kg

耐环境性端部相当于IP65（手臂端部采用一般油漆）

安装方式地面 /吊装

详细技术参数请参见技术图示

机器人控制系统：

控制系统支持多种标准工业控制总线，包括： Interbus、Profibus 、Devicenet、Canbus 、Controlnet、EtherNet 、Remote I/O等（此项目通讯方式是I/O方式）；标准的ISA、PCI 插槽，方便扩展；可直接插

入各种标准Modem接入高速Internet，实现远程监控和诊断等。

机器人示教编程器：

机器人系统配有大屏幕彩色触摸屏显示的编程器，操作与编程简单明了，具有在线参数修改和故障

自诊断显示功能。方便操作者，可以进行示教、监控状态、参数修改和人机交互等，可以进行多窗口显示。

可以进行内部编程，不同其他机器人的语句表编程，使编程更加直观，更加易于掌握。

外接 PLC

标准的工业PC 计算机， Intel 处理器；完全开放机器人控制系统平台，集成商可以根据自己需要配

置系统；功能强大的软件包及功能模块；柔性、开放的外部轴配置方案，可以实现与外部轴的实时联动；

支持多种标准工业控制总线，包括：Interbus 、 Profibus 、 EtherNet 、 Remote I/O等；可直接插入各种标