④待加工中心2加工完成后,行走機器人R1取下工件到數控車床位置,將工件安裝到專用夾具上,如圖9所示。
待工件加工完成后取下工件,機器人行走到工件翻轉臺位置,進行工件翻轉、交換,如圖10所示。
⑤工件在翻轉臺進行交換后,機器人R1把加工成品放置在下料傳送帶上,如圖11所示,由機器人R2進行工件下料、自動碼放在成品料筐中,如圖12所示。
至此,結束一個完整的加工流程。各加工工序有相應的節拍,經過調整CNC加工程序以及機器人動作程序后,可實現數控機床加工與機器人上下料的完美組合。
5. 專用夾具設計
依據三臺數控機床各自的加工工序任務,設計三套組合氣動夾具,介紹如下。
(1)立式加工中心1專用夾具:立式加工中心1進行鉆孔、攻螺紋及銑削外圓凸臺工序加工,設計以一面兩銷定位工件、以氣動旋轉夾緊器夾緊方式的夾具,如圖13所示。
(2)立式加工中心2專用夾具:立式加工中心2進行鉆6個φ5.5mm的通孔、孔口倒角工序加工,設計以氣動三爪自定心卡盤夾緊工件,以兩個彈性V形塊定向的夾具,如圖14所示。
(3)數控車床專用夾具:數控車床進行內孔及臺階孔、孔口倒角工序加工,設計以一面兩銷定位工件、以氣動旋轉夾緊器夾緊方式的夾具,如圖15所示。
6. 機器人、PLC與數控機床的接口
為保證機器人與數控機床的安全配合,要建立機器人、PLC以及數控機床之間安全可靠的通信連接。
在硬件方面,通過屏蔽電纜將三者之間相應的輸入與輸出點進行連接。
軟件方面,通過機器人專用軟件、PLC接口,采集機床和機器人當前狀態,編寫相應的符合上下料邏輯的控制程序,最終達到數控機床與機器人的有效通信。
重點需要處置緊急停止信號、數控機床準備完成信號、機器人手爪氣動信號、數控機床夾具松夾信號以及安全門信號等,數控機床狀態監控畫面如圖16所示。
7. 結語
隨著工業機器人向更深更廣方向的發展以及機器人智能化水平的提高,機器人的應用范圍還在不斷地擴大,工業機器人自動上下料機構作為數控機床輔助部件,越來越受到機床制造商和用戶的重視。
通過機器人控制系統和機床控制系統之間快速無誤的通信,以及機器人運動的精度,可保證系統加工過程的可靠性。本文所述自動加工生產線,匯集機器人技術、PLC技術、傳感器檢測技術、通信技術及數控技術等先進技術,實現了工業機器人與數控機床的技術組合,簡化了數控機床操作模式,提高了數控機床的操作安全性,降低了工人的勞動強度,工件的上下料及自動加工連接緊密,大大提高了工作效率,具有較好的應用價值。
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