1數(shù)控機床上下料機器人上位機及上下料流程的設(shè)計

1.1數(shù)控機床上下料機器人上位機的設(shè)計

根據(jù)我國提出的2025年中國制造的相關(guān)要求，本文研發(fā)出一款將數(shù)控機床、工業(yè)機器人、立體倉庫、RFID技術(shù)以及檢測技術(shù)進行一體化結(jié)合的智能化上下料系統(tǒng)，該數(shù)控機床上下料機器人能夠自主完成鏜削、車削、鉆削和銑削等多種復(fù)雜工序，從而實現(xiàn)對復(fù)雜零件的加工。其不僅能夠簡化計劃調(diào)度與生產(chǎn)管理，使上下料環(huán)節(jié)的速度大幅，還能合理管控產(chǎn)品的加工質(zhì)量。除此之外，通過MES系統(tǒng)的工單下達與加工任務(wù)排程來對零部件進行智能化的加工與生產(chǎn)管控，數(shù)控機床上下料機器人還能對加工零件進行指定尺寸的在線實時檢測，并通過MES系統(tǒng)的輔助來管理零部件的質(zhì)量以及工藝優(yōu)化。根據(jù)以上研究內(nèi)容，本文采用HSR-JR612型六自由度的工業(yè)機器人，并將其與CDCK-20A型數(shù)控機床進行結(jié)合，同時還應(yīng)用了立體倉庫、RFID技術(shù)和信息檢測技術(shù)，以此研發(fā)出能夠進行自動上下料操作的智能化工業(yè)機器人，并由自動門來替代數(shù)控機床中原有的防護門。

1.2數(shù)控機床上下料機器人工作流程的設(shè)計

在數(shù)控機床上下料機器人中，其工作流程的設(shè)計具體如下：首先利用MES系統(tǒng)向數(shù)控機床上下料機器人下達工單與加工任務(wù)，在上料時，由數(shù)控機床確定點，并由數(shù)控機床驅(qū)動機器人的一側(cè)手抓來抓取待加工的工件，此時數(shù)控機床的防護門會開啟，并將機床液壓卡盤松開，機器人在放料后加緊卡盤，然后數(shù)控機床的防護門會關(guān)閉，機器人則自動返回至點，從而完成整個上料過程。在下料時，機器人的一側(cè)手爪會抓取待加工工件，數(shù)控機床的防護門開啟，手爪在抓取到加工完成工件后，液壓卡盤會自動松開，此時機器人會自動調(diào)整姿態(tài)，并將抓取到的加工工件放到卡盤中，然后卡盤加緊，后機器人返回到點中，從而完成整個下料過程。

2數(shù)控機床上下料機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計實施2.1防護門系統(tǒng)的設(shè)計

在數(shù)控機床上下料機器人工作中，考慮到防護門可能會存在關(guān)閉不嚴或沒有關(guān)閉等現(xiàn)象，因此需要將其防護門進行改裝，使其成為自動門。在改裝過程中，自動門的開啟與關(guān)閉必須動作迅速，而且維護要簡單，具備較高的可靠性，因此需要在自動門中設(shè)置一個氣缸，由氣壓來傳動控制自動門的開啟與關(guān)閉，利用三位五通雙控電磁換向閥來對氣缸進行控制，并設(shè)置節(jié)流閥來對自動門的開啟與關(guān)閉速度進行控制。除此之外，還要通過磁性開關(guān)的安裝來對自動門的開關(guān)進行限位，同時通過繼電器來發(fā)送自動門的輸入輸出信號，由MES系統(tǒng)對自動門的到位檢測信號進行接收，并控制繼電器做出相應(yīng)的反應(yīng)。

2.2系統(tǒng)控制及通訊的設(shè)計

在數(shù)控機床上下料機器人中，其控制系統(tǒng)主要是通過MES來完成的，同時MES系統(tǒng)還具備通訊功能，其通訊模式采用快速I/O模式。在硬件上，利用屏蔽信號電纜來實現(xiàn)機器人和數(shù)控機床之間的端子連接，并在端子中并聯(lián)相應(yīng)的繼電器來達到控制液壓卡盤的目的。

2.3部件監(jiān)測及在線測量的設(shè)計

在數(shù)控機床上下料機器人中，對數(shù)控機床等設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測，是利用MES系統(tǒng)中的設(shè)備層來進行數(shù)據(jù)采集，并通過視覺檢測系統(tǒng)來對工件的擺放位置等信號進行檢測，然后將信號反饋給機器人，機器人通過調(diào)整位置姿態(tài)來對工件進行抓取。后，在智能化系統(tǒng)中還應(yīng)用了RFID系統(tǒng)，通過對工件電子標簽信息的掃描，來對加工工件的尺寸進行在線測量，并按照相應(yīng)的尺寸信息來對工件進行銑削、鉆銷等加工操作。