基于机器人上下料的智能加工组合技术研究

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　　摘 要：为适应我国装备制造业的发展，满足市场需求，通过对机器人、数控车床、加工中心等设备特点的分析，结合加工实例进行组合技术的研究，合理的规划智能加工组合各单元的位置布局，有效实现了工件的智能排程加工，自动装卸、自动码放加工成品，实现产品的高效率、低成本加工达，是一种智能制造单元在机械加工中的具体应用。
　　关键词：工业机器人;上下料技术;智能加工
　　工业自动化快速发展带来的劳动力成本不断增加，市场竞争环境日益激烈，各个工业生产企业依托现代工业信息、科学技术将机器人技术应用于生产建设，在制造业中实现“无人化工厂”和“无灯化车间”，提高了生产率，减轻了劳动强度、保证产品质量、实现安全生产，由它代替人工，意义更为重大。
　　1 智能加工组合工作单元特点
　　（1）HSR-JR6210机器人：该型号机器人是华数机器人有限公司的一款典型产品，在智能加工中承担着毛坯工件的抓取、加工工序间工件抓取以及加工成品卸除并码放加工成品的工作，是智能加工组合技术的核心部分。
　　（2）CKD6150A车床：该车床为传统的卧式车床布局，选用广州数控系统，能够对各种轴类和盘类零件进行多次重复循环加工，自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、切槽、倒角等工序的切削加工，适合于多品种，中小批量产品的生产，对复杂、高精度零件尤能显示优越性。
　　（3）VMC850E立式加工中心：该加工中心配置简洁，结构紧凑，采用FANUC-0i mate MD系统，在航空航天、汽车及模具等机械零件加工领域应用广泛，可进行铣、钻、镗、扩、攻丝、锪平面等加工。
　　（4）末端夹持系统：采用快换装置使机器人在制造过程中快速更换使用不同的末端执行器，大大降低停工时间，有效增加智能产线的柔性制造能力、提高机器人的生产效率。
　　（5）智能组合加工总控平台：通过modbus tcp/ip等通讯协议控制整条智能加工产线的自动化运行。以通讯电缆连接工业机器人、数控车床、加工中心、和系统控制器、外围设备的通讯信息交互，完成工件的智能排程、加工和自动化生产。
　　（6）其它外围设备：如快换手抓码放平台、料仓存储系统、检测单元、中控单元、安全防护系统等，作为智能加工辅助拓展功能使用，根据加工要求进行配置，尽可能多的实现柔性加工工艺需求。
　　2 加工线工作流程及设备布置
　　要确保工业机器人在数控车床和加工中心工作时准确无误，及时上下料，应研究以下几个问题：（1）分析加工工件的工艺流程，设计选择合适的末端快换工具;（2）合理规划物料的搬运轨迹，编制相应程序;（3）确保总控中心与工业机器人、数控车床、加工中心等外围设备的实时通讯。总控平台需要借助MES＼＼CAPPS＼＼ERP等信息化管理系统，智能化进行排程处理。可以节省庞大的工件输送装置，结构简单，而且适应性强，设备布置如图中所示。
　　3 组合加工实例分析
　　如下图所示的加工工件，该工件为电机外壳，是一个综合工件，需大批量生产，材料为中碳钢，加工内容包括端面铣削钻孔、攻螺纹和内孔车削等。
　　零件加工工序内容分配如下：
　　（1）立式加工中心进行M4螺纹底孔钻孔、M4螺纹攻螺纹及铣削外圆凸台工序加工。
　　（2）数控车床进行内孔及台阶孔、孔口倒角工序加工。为保证机器人与外围设备的安全配合，要建立机器人、PLC以及数控机床之间与总控中心安全可靠的通信连接。各加工工序由总控中心调度，智能化安排加工流程，实现数控机床加工与机器人上下料的智能化组合。
　　4 结语
　　该智能组合技术的研究，汇集机器人技术、PLC技术、传感器检测技术、通信技术及数控技术等先进技术于一体，简化了传统数控机床操作模式，提高了機械加工操作的安全性，降低了工人的劳动强度，工件的智能组合加工，大大提高了工作效率，具有较好的应用推广价值和市场前景。
　　参考文献：
　　[1]郑泽钿，陈银清，林文强，张火勇，邱勇.工业机器人上下料技术及数控车床加工技术组合应用研究[J].组合机床与自动化加工技术，2013，07：105-109.
　　[2]梁矗军.工业机器人上下料技术及数控车床加工技术组合应用[J].装备制造技术，2016，12.
　　[3]闫振杰.工业机器人上下料技术及数控车床加工技术组合应用研究[J].科技展望，2016，02.
　　[4]http：//www.mei.net.cn/jcgj/201708/742192.html.
　　作者简介：康俊峰（1991-），男，汉族，内蒙古乌兰察布人，硕士，助教，研究方向：机器人技术。
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