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看完便可秒懂?dāng)?shù)控車床機(jī)器人是怎么加工零件的

瀏覽次數(shù)：155 日期：2018-06-19 10:03:07

機(jī)器人是最具代表性的現(xiàn)代多種高新技術(shù)的綜合體，它可從某種角度折射出一個(gè)國(guó)家的科技水平和綜合國(guó)力。自從上世紀(jì)60年代第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世以來(lái)，機(jī)器人的種類已經(jīng)從最初的操作手逐漸衍生出各類機(jī)器人，并且深入到人類生活的方方面面日
其中在柔性制造系統(tǒng)方面，機(jī)械手自動(dòng)上下料裝置是機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要方面，隨著機(jī)的高速高精度發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)床加工中自動(dòng)上下料技術(shù)將具有更廣闊的發(fā)展前景。研究機(jī)械手上下料系統(tǒng)的控制時(shí)序，設(shè)計(jì)合理的控制程序，巧妙設(shè)計(jì)機(jī)器人末端執(zhí)行器（手抓)結(jié)構(gòu)，很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的通訊功能，有效地組合工業(yè)機(jī)器人上下料技術(shù)及數(shù)控車床機(jī)器人加工技術(shù)于一體，最終實(shí)現(xiàn)快速的
高精度上下科功能等有著廣泛的實(shí)用意義。

本文采用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)上下料技術(shù)。研究數(shù)控車床機(jī)器人上加工綜合零件的過(guò)程。分析加工件的工藝特點(diǎn)。編制合理的CNC加工程序。規(guī)劃合理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)計(jì)機(jī)器人末端執(zhí)行器，把工業(yè)機(jī)器人上下料技術(shù)及數(shù)控車床機(jī)器人加工技術(shù)有機(jī)地組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)模塊化自動(dòng)上下料柔性制造單元，達(dá)到集成化、高精度、高效率的效果。
一、機(jī)器人功能
機(jī)器人是一種基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)、設(shè)計(jì)的關(guān)節(jié)臂式機(jī)器人，其外形及各關(guān)節(jié)位置是機(jī)器人的等價(jià)幾何模型。機(jī)器人在直角坐標(biāo)系下運(yùn)動(dòng)的X.Y、Z方向。

CSK機(jī)器人為用戶提供了一個(gè)全開放、可擴(kuò)展的機(jī)器人控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)。針對(duì)不同的應(yīng)用研究和開發(fā)項(xiàng)目，用戶可以方便地向控制系統(tǒng)中添加視覺傳感器、力傳感器以及紅外等各種擴(kuò)展傳感器，或者添加各種末端工具來(lái)擴(kuò)展機(jī)器人的功能，并將這些擴(kuò)展功能與機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)逢集成，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人二次開發(fā)功能?，F(xiàn)研究通過(guò)添加末端工具實(shí)現(xiàn)在數(shù)控車床機(jī)器人上自動(dòng)上下料。

二、數(shù)控系統(tǒng)車床
數(shù)控系統(tǒng)車床是一種半閉環(huán)式的數(shù)控車床機(jī)器人，可完成各種回轉(zhuǎn)面工件的加工，采用由嵩祥機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)，可適應(yīng)手工或自動(dòng)編程自動(dòng)加工方式，是一種編程格式簡(jiǎn)單、界面友好。操作方便的數(shù)控機(jī)床B?，F(xiàn)研究工業(yè)機(jī)器人上下料技術(shù)及數(shù)控系統(tǒng)車床加工技術(shù)的組合應(yīng)用。
數(shù)控機(jī)床及機(jī)器人上下料協(xié)調(diào)工作流程要保證機(jī)器人在數(shù)控車床機(jī)器人加工時(shí)準(zhǔn)確無(wú)誤及時(shí)地上下料，須考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:
（1）分析數(shù)控車床機(jī)器人加工工件的車前工藝流程;設(shè)計(jì)合適的機(jī)器人末端工具（手抓)；
（2）規(guī)劃?rùn)C(jī)器人上下料的運(yùn)動(dòng)軌跡、設(shè)計(jì)流程圖及編制運(yùn)動(dòng)程序;
（3）實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床機(jī)器人機(jī)器人之間的通訊。

三、綜合工件數(shù)控車削工藝分析

   一些工件物品，生產(chǎn)方式主要為大批量生產(chǎn)。材料中碳鋼。這是一個(gè)綜合工件，內(nèi)容包含了內(nèi)外螺紋、內(nèi)孔、外園柱面、外圓錐面及端面等。在數(shù)控車床機(jī)器人上加工,需要進(jìn)行兩次裝夫?，F(xiàn)將工業(yè)機(jī)器人上下料技術(shù)及數(shù)控車床機(jī)器人加工技術(shù)組合應(yīng)用，以自動(dòng)上下料的方式加工此工件，提高加工效率。

第1：加工設(shè)備布置
  設(shè)備布局兩種方式比較:①單臺(tái)機(jī)器人服務(wù)單臺(tái)數(shù)控車床機(jī)器人;②單臺(tái)機(jī)器人服務(wù)雙臺(tái)數(shù)控車床機(jī)器人?？紤]設(shè)備布局緊湊性好。

  第2：機(jī)器人末端工具設(shè)計(jì)
根據(jù)工件的外形特點(diǎn)，設(shè)計(jì)機(jī)器人末端工具手抓)部件，包含氣動(dòng)、傳感器及機(jī)械部件等。
此夾具的特點(diǎn)是，底板和機(jī)器人的端部連接，兩套氣缸分別控制兩手爪,氣缸上安裝傳感器，檢測(cè)手爪的松開和夾緊到位情況。兩手不分別用于夾取毛坯和半成器或半成品和成品。

  第3：機(jī)器人與車床通訊設(shè)計(jì)
為了更好的協(xié)調(diào)機(jī)器人與數(shù)控車床機(jī)器人的工作，要建立機(jī)器人和機(jī)床之間安全可靠的通訊機(jī)制。采用快速1/0的通訊模式。在硬件方面，通過(guò)屏蔽信號(hào)電纜將兩者之間的PLC處理器中相應(yīng)的輸入與輸出點(diǎn)進(jìn)行連接，屏蔽電纜可以保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。軟件方面，通過(guò)機(jī)器人專用應(yīng)用軟件。根據(jù)采集機(jī)床和機(jī)器人當(dāng)前狀態(tài)，編寫相應(yīng)的符合上下科邏輯的控制程序。最終達(dá)到數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的有效通訊，從而實(shí)現(xiàn)模塊化自動(dòng)上下料柔性制造系統(tǒng)單元安全高效運(yùn)行。機(jī)器人輸入及輸出信號(hào)對(duì)照關(guān)系。

第4：機(jī)器人上下料運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃
分析綜合零件的車削特點(diǎn)，對(duì)機(jī)器人上下料運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃，包涵三部分內(nèi)容。

  （1）運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃，先對(duì)機(jī)器人上下料手抓運(yùn)動(dòng)路線進(jìn)行設(shè)計(jì)。

  （2）邏輯流程框圖設(shè)計(jì)，根據(jù)手抓運(yùn)動(dòng)路線設(shè)計(jì)邏輯流程框圖。

  （3）機(jī)器人上下料程序編制。
根據(jù)運(yùn)行軌述示意圖及機(jī)器人上下料邏輯流程圖，編制相對(duì)應(yīng)的機(jī)器上下料控制程序;

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