機(jī)床自動(dòng)化上下料解決方案之進(jìn)階版至工機(jī)電2013

1、 如圖所示：手腕有回轉(zhuǎn)氣缸、連接塊和氣動(dòng)手寸旨組成。它們組成一個(gè)模塊安如圖所示：手腕有回轉(zhuǎn)氣缸、連接塊和氣動(dòng)手寸旨組成。它們組成一個(gè)模塊安如圖所示：導(dǎo)軌機(jī)械部分分為三部分，即支柱、水平導(dǎo)軌和垂直導(dǎo)軌。水平導(dǎo)軌長4000，垂直導(dǎo)軌視機(jī)床工作臺高度決定，約1500。支柱高2000。具體尺寸以產(chǎn)品為準(zhǔn)。移動(dòng)速度為120m/s。根據(jù)我們多年的經(jīng)驗(yàn)，水平導(dǎo)軌和垂直導(dǎo)軌基材選用鋼材。不用國產(chǎn)鋁型材的原因是鋁型材在擠壓成型過程中不可避免的有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，放置一段時(shí)間后會出現(xiàn)扭曲變形。國產(chǎn)鋁型材在這種跨度為4米簡支梁的結(jié)構(gòu)中，水平導(dǎo)軌即使不負(fù)重中間繞度也達(dá)到3mm以上。以上這些變形最終會造成導(dǎo)軌在使用一年以后直

2、線導(dǎo)軌滑塊上的鋼珠失效。使用鋼梁后可以避免此類事情的發(fā)生。4、手腕：裝在垂直桁架末端。由于工件在第一工位和第二工位之間需要掉頭，而掉頭裝置單獨(dú)放置，會產(chǎn)生單獨(dú)計(jì)算的時(shí)間。本方案中回轉(zhuǎn)氣缸安裝在垂直桁架末端，起掉頭作用。掉頭動(dòng)作在垂直桁架從第一工位向第二工位轉(zhuǎn)移過程中完成，不產(chǎn)生單獨(dú)計(jì)算的時(shí)間。5、上料裝置：如圖所示：上料裝置由“V”形塊、無桿氣缸、電磁鐵（也可以是氣手指）組成。整個(gè)裝置固定在車床的橫溜板上，通過橫溜板的移動(dòng)將工件的軸線與車床的主軸軸線重疊，工件在無桿氣缸的推動(dòng)下進(jìn)入氣夾頭的孔中。由于氣夾頭的孔在放開的時(shí)候比被夾工件的直徑也僅大20絲左右，想通過手腕將工件直接放入夾頭的孔中，要求

3、桁架的重復(fù)定位精度很高，這樣大量的增加了成本，使用這種方法后，利用車床的橫溜板達(dá)到較高的定位精度。節(jié)約了成本。6、機(jī)械手控制系統(tǒng)及機(jī)床系統(tǒng)的連接：機(jī)床和自動(dòng)上下料的控制系統(tǒng)各自獨(dú)立，但工作又相互協(xié)作，因此它們中間有一套相互通行的協(xié)議。這就要求車床的CNC部分的底層程序要做出部分修改。已達(dá)到配合協(xié)同工作。上下料機(jī)械手使用三只由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)單元組合成的三坐標(biāo)定位機(jī)構(gòu)，不針對特定服務(wù)對象（如機(jī)床）和特定作業(yè)零件，獨(dú)立成系統(tǒng)。用戶只需進(jìn)行簡單的連接和編程，即可把上下料機(jī)械手同不同的服務(wù)對象（如機(jī)床）結(jié)合在一起進(jìn)行協(xié)同工作。以下以機(jī)械手夾持工件為例，說明上下料機(jī)械手工作過程。6.1工作步驟：1

4、）、零件加工完成（門已打開），車床給機(jī)械手信號。2）、機(jī)械手動(dòng)作到主軸前方，將已加工零件夾住，機(jī)械手給車床信號，主軸夾頭松開。機(jī)械手取出已加工零件。3）、機(jī)械手動(dòng)作到主軸前方，將未加工工件推入主軸夾頭孔內(nèi)（孔內(nèi)有擋塊），機(jī)械手給車床信號，主軸夾頭夾緊。4）、機(jī)械手退出車床，機(jī)械手給車床信號，門關(guān)閉，開始加工。6.2機(jī)械手與車床交換信號:機(jī)械手接受和發(fā)出信號的器件為PLC,與車床信號采用繼電器隔離。車床給機(jī)械手的信號用繼電器放在車床內(nèi)部，機(jī)械手給車床的信號用繼電器放在機(jī)械手電氣箱內(nèi)部。機(jī)械手給車床的信號：1）.夾住已加工零件,機(jī)械手請求主軸松開夾頭。（000）2）.工件推入主軸夾頭孔內(nèi),機(jī)械手請

5、求主軸夾頭夾緊。（001）3）.機(jī)械手退出車床,機(jī)械手請求車床開始加工。（010）車床給機(jī)械手的信號：1）.零件加工完成,門已打開。（000）2）.主軸夾頭已松開。（001）3）.主軸夾頭已夾緊。（010）機(jī)械手與車床交換信號列表（從機(jī)械手端看）：序號機(jī)械手給車床的信號（0）含義備注012控制位1000高電平請求主軸松開夾頭2001高電平請求主軸夾緊夾頭3010高電平機(jī)械手兀成工作4011高電平保留5100高電平保留6101高電平保留7110高電平保留8111高電平保留車床給機(jī)械手的信號（I）1000高電平零件加工完成2001高電平主軸夾頭已松開3010高電平主軸夾頭已夾緊4011高電平保留5

6、100高電平保留6101高電平保留7110高電平保留8111高電平保留6.3機(jī)械手信號部分：機(jī)械手共使用氣缸5只。每只氣缸活塞只有兩個(gè)位置，使用NPN傳感器（正邏輯），及每只氣缸有兩個(gè)位置信號輸入點(diǎn)。氣缸控制電磁閥為五口兩位，控制電壓24V，耗電量3W,接電方式為端子式。氣缸相關(guān)信號為正/真（1）時(shí)的含義：序號名稱輸入/輸出（I/O）含義備注1頂料氣缸1頭部傳感器I頂料氣缸1活塞頂出2頂料氣缸1尾部傳感器I頂料氣缸1活塞縮回3頂料氣缸2頭部傳感器I頂料氣缸2活塞頂出4頂料氣缸2尾部傳感器I頂料氣缸2活塞縮回5頂料氣缸3頭部傳感器I頂料氣缸3活塞頂出6頂料氣缸3尾部傳感器I頂料氣缸3活塞縮回7氣

7、爪1頭部傳感器I氣爪1放開8氣爪1尾部傳感器I氣爪1抓緊9氣爪2頭部傳感器I氣爪2放開10氣爪2尾部傳感器I氣爪2抓緊11無桿氣缸左邊傳感器I車床門打開給車床控制系統(tǒng)12無桿氣缸右邊傳感器I車床門關(guān)閉給車床控制系統(tǒng)13頂料氣缸1控制信號O頂料氣缸1活塞頂出14頂料氣缸2控制信號O頂料氣缸2活塞頂出15頂料氣缸3控制信號O頂料氣缸3活塞頂出16氣爪1控制信號O氣爪1抓緊17氣爪2控制信號O氣爪2抓緊18無桿氣缸控制信號O車床門打開由車床控制系統(tǒng)控制6.4機(jī)械手程序工作流程如下：初始化f（工作開始）X軸左移到適當(dāng)點(diǎn)f上手指合攏fX軸右移到適當(dāng)點(diǎn)fy軸移到遠(yuǎn)端f零件槽頂料器缸收回fz軸移到適當(dāng)點(diǎn)f等待f得到可以工作信號fy軸移到適當(dāng)點(diǎn)fz軸移到適當(dāng)點(diǎn)fx軸適當(dāng)左移f暫停0.5秒f下手指合攏f發(fā)信號要求氣爪松開f等待f得到氣爪松開信號fx軸適當(dāng)右移fz軸最遠(yuǎn)端fx軸適當(dāng)左移f上手指打開f上手指頂料氣缸頂出f暫停0.5秒f發(fā)信號要求氣爪合攏f等待f得到氣爪合攏信號fx軸適當(dāng)右移f上手指頂料氣缸收回fy軸遠(yuǎn)端f下手指打開f下手指頂料氣缸頂出f暫停0.5秒f初始化f發(fā)出可以工作信號f（工作