數(shù)控機(jī)床作為機(jī)加工的一種核心設(shè)備,在機(jī)械零部件切削加工中發(fā)揮著重要的作用.長(zhǎng)期以來(lái),數(shù)控機(jī)床僅是作為獨(dú)立的裸機(jī)投入到生產(chǎn)中.隨著智能制造時(shí)代的到來(lái)以及工業(yè)自動(dòng)化程度的提高,數(shù)控機(jī)床已不再是單一獨(dú)立的加工設(shè)備,而是作為智能制造系統(tǒng)的一個(gè)核心環(huán)節(jié)和節(jié)點(diǎn),和其它輔助設(shè)備如工業(yè)機(jī)器人、PLC 聯(lián)網(wǎng)通信共同完成零部件的生產(chǎn)加工,從而實(shí)現(xiàn)零部件加工的無(wú)人化.
工業(yè)機(jī)器人作為一種重要自動(dòng)化設(shè)備,是智能制造系統(tǒng)中的另一個(gè)重要環(huán)節(jié).在機(jī)械制造領(lǐng)域,工業(yè)機(jī)器人可用來(lái)完成沖壓、壓鑄、鍛造、機(jī)床切削加工、焊接、金屬熱處理、噴涂、裝配等作業(yè)中的輔助動(dòng)作[1],如上下料等按預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作,從而可代替人完成重復(fù)、繁瑣、危險(xiǎn)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、精度要求高的動(dòng)作.在數(shù)控加工領(lǐng)域,利用工業(yè)機(jī)器人取代人進(jìn)行上下料可實(shí)現(xiàn)在惡劣環(huán)境下的高效率大批量生產(chǎn)、長(zhǎng)時(shí)間作業(yè),并能顯著降低制造成本[2-3].基于工業(yè)機(jī)器人的以上優(yōu)點(diǎn),許多機(jī)加工密集的企業(yè)已完全或部分實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床協(xié)同作業(yè),許多大中專(zhuān)院校也相繼建立了利用工業(yè)機(jī)器人對(duì)數(shù)控機(jī)床上下料的實(shí)訓(xùn)裝置.本 文針對(duì)某工件,對(duì) 某
發(fā)那科 CNC加工中心進(jìn)行基于 ABB 工業(yè)機(jī)器人上下料功能的改造.
1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
利用 ABB 工業(yè)機(jī)器人對(duì) 發(fā)那科 CNC加工中心進(jìn)行上下料的改造中,ABB 機(jī)器人直接和控制第六軸末端平行氣動(dòng)手抓的電磁閥進(jìn)行通信,包括發(fā)出信號(hào)控制其動(dòng)作及檢測(cè)夾具的狀態(tài).上下料機(jī)器人通過(guò) PLC 接收數(shù)控機(jī)床發(fā)送的信號(hào)[4-5],通信內(nèi)容包括數(shù)控機(jī)床將門(mén)狀態(tài)、準(zhǔn)備狀態(tài)、卡盤(pán)狀態(tài)、加工狀態(tài)等信息告知機(jī)器人,機(jī)器人進(jìn)行上下料.?dāng)?shù)控機(jī)床通過(guò)同一臺(tái)PLC 接收機(jī)器人發(fā)送的信號(hào).信號(hào)內(nèi)容包括機(jī)器人上料完成回至準(zhǔn)備位置發(fā)送使數(shù)控機(jī)床開(kāi)始加工的信號(hào)、機(jī)器人取料完成使機(jī)床運(yùn)動(dòng)至準(zhǔn)備狀態(tài)位置的信號(hào)、機(jī)器人放料完成發(fā)送使卡盤(pán)夾緊的信號(hào)、機(jī)床加工完成機(jī)器人夾緊工件發(fā)送使卡盤(pán)松開(kāi)的信號(hào).?dāng)?shù)控機(jī)床內(nèi)置 PMC 用來(lái)控制夾緊氣缸電磁閥、門(mén)氣缸開(kāi)關(guān)電磁閥、主軸吹氣電磁閥.表1定義了CNC加工中心與工業(yè)機(jī)器人的聯(lián)絡(luò)信號(hào),圖1給出了二者的聯(lián)絡(luò)流程圖,圖2為改造后的上下料機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床實(shí)物布置圖.
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結(jié)束語(yǔ)
本文運(yùn)用 ABB 工業(yè)機(jī)器人對(duì)CNC加工中心上下料做了以下技術(shù)改造:
(1)在工業(yè)機(jī)器人第六軸末端增加了一平行氣動(dòng)手抓;在CNC加工中心上增加了一扇安全門(mén),一臺(tái)氣動(dòng)夾具,主軸末端增加了一吹氣裝置.增加的裝置全部由氣路進(jìn)行控制.
(2)為便于系統(tǒng)的升級(jí)、組網(wǎng),在工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床之間增加了一臺(tái)西門(mén)子 PLC1200,從而實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人和CNC加工中心的通信,并可和其它設(shè)備如數(shù)控機(jī)床、PLC及上位機(jī)進(jìn)行通信.
(3)系統(tǒng)啟動(dòng)后,二者按各自的程序自動(dòng)運(yùn)行,通過(guò)信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人協(xié)同動(dòng) 作.根據(jù)工作過(guò)程編寫(xiě)了工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行程序、數(shù)控機(jī)床 主 程 序、PLC1200 通 信 程 序 及 數(shù) 控 機(jī) 床PMC 程序,從而實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人的上下料.
實(shí)踐證明,改造后的CNC加工中心能成功運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行上下料,從而可取代人完成惡劣工況下的作業(yè).在未來(lái)的智能工廠及無(wú)人工廠中,該改造技術(shù)亦可推廣運(yùn)用到到其它設(shè)備的升級(jí)換代.
2024-12
U600S是宇匠數(shù)控打造的高速高精五軸加工中心,使用天車(chē)式結(jié)構(gòu)搭配五軸光柵全閉環(huán),工作臺(tái)最高承重達(dá)500KG,大幅提高五軸扭矩剛性,能真正快速拐角加工,是真正意義的高速、高精、高剛特性的五軸五聯(lián)動(dòng)加工中心,其性能及質(zhì)量、精度上在同價(jià)位機(jī)床保持絕對(duì)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。可適用于多種金屬類(lèi)型的… [了解更多]
2024-12
U350V五軸加工中心是宇匠數(shù)控打造的五面體快速銑車(chē)加工機(jī)床,在保證高精度加工的同時(shí)下保證高速、高剛的特性,是真正意義的五軸五聯(lián)動(dòng)加工中心,其性能及質(zhì)量、精度上在同價(jià)位機(jī)床保持絕對(duì)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),在選裝專(zhuān)用銑車(chē)主軸后亦可車(chē)銑復(fù)合加工。可適用于鋁件、鋼件等五面體快速精密車(chē)銑復(fù)合加工;… [了解更多]
2024-10
U260V是宇匠數(shù)控打造的五面體快速精密加工中心,在保證高精度加工的同時(shí)下保證高速、高剛的特性,是真正意義的五軸五聯(lián)動(dòng)加工中心,其性能及質(zhì)量、精度上在同價(jià)位機(jī)床保持絕對(duì)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。可適用于鋁件、鋼件等五面體快速精密加工;… [了解更多]
2021-09
星瀚系列是宇匠數(shù)控打造的顛覆性產(chǎn)品,在高精度加工的情況下保證高速、高剛的特性,是真正意義的高速加工中心,其性能及質(zhì)量可媲美進(jìn)口高速加工中心。同時(shí)可配置超聲波系統(tǒng)與石墨集塵系統(tǒng),亦可運(yùn)用在陶瓷等硬脆料、石墨等高粉塵料的加工;… [了解更多]