基于機器人上下料的智能加工組合技術研究

康俊峰 周麗娜

摘 要：為適應我國裝備制造業(yè)的發(fā)展，滿足市場需求，通過對機器人、數(shù)控車床、加工中心等設備特點的分析，結合加工實例進行組合技術的研究，合理的規(guī)劃智能加工組合各單元的位置布局，有效實現(xiàn)了工件的智能排程加工，自動裝卸、自動碼放加工成品，實現(xiàn)產(chǎn)品的高效率、低成本加工達，是一種智能制造單元在機械加工中的具體應用。

關鍵詞：工業(yè)機器人;上下料技術;智能加工

工業(yè)自動化快速發(fā)展帶來的勞動力成本不斷增加，市場競爭環(huán)境日益激烈，各個工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)依托現(xiàn)代工業(yè)信息、科學技術將機器人技術應用于生產(chǎn)建設，在制造業(yè)中實現(xiàn)“無人化工廠”和“無燈化車間”，提高了生產(chǎn)率，減輕了勞動強度、保證產(chǎn)品質量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)，由它代替人工，意義更為重大。

1 智能加工組合工作單元特點

（1）HSR-JR6210機器人：該型號機器人是華數(shù)機器人有限公司的一款典型產(chǎn)品，在智能加工中承擔著毛坯工件的抓取、加工工序間工件抓取以及加工成品卸除并碼放加工成品的工作，是智能加工組合技術的核心部分。

（2）CKD6150A車床：該車床為傳統(tǒng)的臥式車床布局，選用廣州數(shù)控系統(tǒng)，能夠對各種軸類和盤類零件進行多次重復循環(huán)加工，自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、切槽、倒角等工序的切削加工，適合于多品種，中小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，對復雜、高精度零件尤能顯示優(yōu)越性。

（3）VMC850E立式加工中心：該加工中心配置簡潔，結構緊湊，采用FANUC-0i mate MD系統(tǒng)，在航空航天、汽車及模具等機械零件加工領域應用廣泛，可進行銑、鉆、鏜、擴、攻絲、锪平面等加工。

（4）末端夾持系統(tǒng)：采用快換裝置使機器人在制造過程中快速更換使用不同的末端執(zhí)行器，大大降低停工時間，有效增加智能產(chǎn)線的柔性制造能力、提高機器人的生產(chǎn)效率。

（5）智能組合加工總控平臺：通過modbus tcp/ip等通訊協(xié)議控制整條智能加工產(chǎn)線的自動化運行。以通訊電纜連接工業(yè)機器人、數(shù)控車床、加工中心、和系統(tǒng)控制器、外圍設備的通訊信息交互，完成工件的智能排程、加工和自動化生產(chǎn)。

（6）其它外圍設備：如快換手抓碼放平臺、料倉存儲系統(tǒng)、檢測單元、中控單元、安全防護系統(tǒng)等，作為智能加工輔助拓展功能使用，根據(jù)加工要求進行配置，盡可能多的實現(xiàn)柔性加工工藝需求。

2 加工線工作流程及設備布置

要確保工業(yè)機器人在數(shù)控車床和加工中心工作時準確無誤，及時上下料，應研究以下幾個問題：（1）分析加工工件的工藝流程，設計選擇合適的末端快換工具;（2）合理規(guī)劃物料的搬運軌跡，編制相應程序;（3）確?？偪刂行呐c工業(yè)機器人、數(shù)控車床、加工中心等外圍設備的實時通訊?？偪仄脚_需要借助MES＼＼CAPPS＼＼ERP等信息化管理系統(tǒng)，智能化進行排程處理?？梢怨?jié)省龐大的工件輸送裝置，結構簡單，而且適應性強，設備布置如圖中所示。

3 組合加工實例分析

如下圖所示的加工工件，該工件為電機外殼，是一個綜合工件，需大批量生產(chǎn)，材料為中碳鋼，加工內(nèi)容包括端面銑削鉆孔、攻螺紋和內(nèi)孔車削等。

零件加工工序內(nèi)容分配如下：

（1）立式加工中心進行M4螺紋底孔鉆孔、M4螺紋攻螺紋及銑削外圓凸臺工序加工。

（2）數(shù)控車床進行內(nèi)孔及臺階孔、孔口倒角工序加工。為保證機器人與外圍設備的安全配合，要建立機器人、PLC以及數(shù)控機床之間與總控中心安全可靠的通信連接。各加工工序由總控中心調(diào)度，智能化安排加工流程，實現(xiàn)數(shù)控機床加工與機器人上下料的智能化組合。

4 結語

該智能組合技術的研究，匯集機器人技術、PLC技術、傳感器檢測技術、通信技術及數(shù)控技術等先進技術于一體，簡化了傳統(tǒng)數(shù)控機床操作模式，提高了機械加工操作的安全性，降低了工人的勞動強度，工件的智能組合加工，大大提高了工作效率，具有較好的應用推廣價值和市場前景。

參考文獻：

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[4]http：//www.mei.net.cn/jcgj/201708/742192.html.

作者簡介：康俊峰（1991-），男，漢族，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，碩士，助教，研究方向：機器人技術。