机器人上下料应用案例

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165 35 34 2.15 CW6163C-02-049

工件2 结合子齿轮123 75 72.5 1.47 CW6163C-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

图1 MC20-01 机器人工作空间

MC20-01动作参数：

项目规格

最大动作范围J1 ±180o

J2 +60o～-145 o J3 +242 o～-163 o J4 ±180o

J5 ±139o

J6 ±360o

最大速度J1 170 o /s J2 170 o /s J3 360 o /s J4 360 o /s J5 360o /s J6 600o /s

手腕扭矩J4 49 N·M J5 49 N·M J6 23.5 N·M

手腕惯性力矩J4 1.6kg·m 2 J5 1.6kg·m 2 J6 0.8kg·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

准Modem接入高速Internet，实现远程监控和诊断等；开放的系统结构，便于客户根据自己需要进行二次开发，形成自己的产品。此控制器是系统的主控单元，处理系统的各种信号（机器人与机床的信号交互、外围辅助设备、料仓料道运动等），可以外加多种信号处理模块。

多工位自动循环料仓料道

该系列料仓专门用作在线存储圆盘类零件，配合关节机器人进行自动上下料，实现无人化加工，装配，检测等，料仓分为十六工位。

料仓料道工作流程如下图：

注：下料工位在工位1（无工件状态）

料仓料道参数：

序号项目说明

1 控制方式PLC(16工位)

2 调速方式无极变频调速

3 传动方式蜗轮蜗杆减速机+链轮+链条

4 提升高度400

5 工件圆盘（圆柱）类工件；直径范围（50-200）；高度范围（20-80）

6 定位精度±1

7 上下料信号继电器隔离开关信号

8 尺寸3400*850*1830(长*宽*高)

多工位自动循环料仓料

机器人抓手及其夹具

工件夹具采用两工位内撑式,，一个工位取工件，一个工位放工件。

总结与展望

本文主要从机器人集成应用出发，针对机器人作业系统的作业特点，提出机床上下料应用的解决方案，提出了系统结构及实现方法，设计并实现了客户的要求。

现实中的客户可能会对系统集成供应者提出一些硬性的系统接口、协议要求，这可能直接导致了本文所述方法局限性，也就是说对于不同客户，还是需要根据具体要求对系统进行重新设计，而次方案只能局限于特定客户，这对于供应者来说增加了工作量。面对这个现实问题，如何提供统一有效的解决方案也是一个很有意义的研究课题。

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