工业机器人码垛方案设计

一.项目简介

桥箱类零件生产具有精度高、加工工序多、形状复杂、重量重的特点，为提高加工精度及生产效率，各重型汽车生产厂纷纷采用数控加工中心来加工此类的零部件。使用数控加工中心加工工件时，要求工件在工作台上具有非常高的定位精度，且需要保证每次上料的一致性。由于人工上料这类的工件具有劳动强度高、上料精度不好控制等缺点，现在正逐步被工业机器人或专机进行上下料所取代。工业机器人的应用具有重复定位精度高，可靠性高，生产柔性化，自动化程度高等无可比拟的优势。与人工相比，能够极大地提高生产效率和产品品质；与专机相比，具有可实现生产的柔性化，投资规模小等特点。在国家经济建设飞速发展的程中，重型载重汽车的生产能力及生产力水平亟待有一个质的飞跃，而工业机器人即是提升生产力水平的强力推进器，具有广阔的市场前景

二.总体规划

1.项目名称:数控车床自动上下料演示。

2.项目所使用的设备：CJK6132数控车床，GSK980T数控系统,，FANUC  LR Mate 200ic工业机器人,气动卡盘,条形气缸,控制电箱等。

3.项目所实现的功能：利用机器人的I/O信号与数控车床通信，实现自动化柔性加工。数控机床门的气动打开和气动关闭的功能，三爪卡盘的气动夹紧和气动松开，门的打开和关闭的一个信号反馈，机床主轴的正反转的转动反馈，刀架安全位置的反馈。

三.设计阶段

1.设计需要考虑的几方面

  ①功能：机床加工与工业机器人自动上下料，自动化作业，并且具有安全检测、连锁控制、故障自诊断、示教再现、顺序控制、自动判断等功能，从而大大地提高了生产效率和工作质量，节省了人力，建立了现代化的生产环境。

  ②结构稳定：工业机器人可以精确定位，只需要严格定位一次。机床与机器人的相对工作位置没改变时，机器人的定位精度可以完全保证。

  ③安全可靠：自动化作业系统有连锁控制，故障自判断等的安全保障。

  ④成本：能代替人做单调、频繁和重复的长时间作业，而且提高了生产的效率与质量，降低了成本。

  ⑤易于制作：是在原有机床上进行改造，添加或去除某部分，以及增加工业机器人与机床的反馈联系。

从以上多方面的考虑，数控车床自动上下料项目，有相对较好的结构稳定性，自动化作业系统有故障自判断、连锁控制保证了机床的安全生产，自动化生产提高了生产效率与质量，降低了成本。

四.项目内容分配

1．进行数控车床自动上下料项目的第一次例会

①：确定项目中的设备。例如选用什么型号加工机床，选用气动卡盘还是选用液压卡盘等；

②：确定项目中的周边设备。例如物料架的规格，机器人底座的规格，机器人夹爪规格等；

③：确定项目中每一改造部分负责人及完成任务时间。

2．按照项目内容分配进行各项工作

1）车床夹持部分：①在网上搜索相关气动卡盘的资料，查找相应的厂家并进行联系，了解该厂家的起动卡盘是否符合改造项目的要求；②联系厂家商讨卡盘的价格、型号、安装事项、售后服务、如何取货等事项；③现场安装、调试以及试运行等。

2）自动门改造部分：①测量改造项目中机床活动门的行程以及确定安装位置；②外出做市场调查，并购买自动门改造中所需要的零件材料；③现场安装、调试、试运行以及优化等。

3）机器人周边部分：①大概测量项目中所使用工业机器人的可运动行程来确定物料架的相关尺寸，以及根据改造的机床和改造场地等因素初步计算机器人底座的尺寸，出加工图纸并外发加工；②根据项目要求设计机器人夹爪，出加工图纸外发加工；③周边配套部分的现场安装及调试；④使用机器人示教盒进行码垛指令的程序编辑及调试。

4）数控车床编程部分：①根据项目要求设计加工零件，出零件加工图外发加工；②数控车床加工程序的编写、对刀以及试运行等。

5）项目衔接及局部安装调试：①扫描的购买及安装调试；②对数控机床进行连接联络的调试等等。

6）整体调试：对数控车床自动上下料项目的所有部分进行总体调试以及相对应得优化。

3． 改造项目中出现过的问题、以及相应的解决方案。

①：安装气动门部分:

    ㈠因为车床的门打开和关闭时，门的顶部都不是在同一水平面上，所以导致安装气缸时拉杆产生一个与气缸缸体不在同一直线上,这样气缸的寿命会大大缩短。解决方法：在门的固定板上开一个长孔。

    ㈡检验气缸推力的大小：用0.5mpa气压时，门打开和关闭时，产生一个很大的推力和拉力，导致门会有飞出去的可能和发出很大的碰撞声。解决方法：在气缸上加装节流阀，门的最前和最后处加装一个缓冲胶。（加装缓冲胶还可以延长气缸的寿命，气缸的伸缩是靠缓冲胶来限位。）

②：机器人200ic编程:

   ㈠叠盏指令的调试，因为受到场地的影响，机器人的运动范围受到很大的，多次的叠盏指令编写都错误。（行程限报警）解决方法：多次调试，找出一条机器人可以运动的路径。

   ㈡工件的抓取：机器人抓取每个工件的位置都不同，导致气动卡盘夹紧工件的长度都各不相同，原因是物料架不平。解决方法：把物料架垫平或用程序每一个示教。

③：气动卡盘夹紧工件同轴度：

    卡盘每次夹紧工件都有不同程度的偏移，卡盘和工件不同轴。解决方法：卡盘夹紧工件，打表不少于0.02mm，机器人再夹紧一个工件，两个工件拼在一起，可以减少误差。

六.总结