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數(shù)控機床作為機加工的一種核心設(shè)備，在機械零部件切削加工中發(fā)揮著重要的作用．長期以來，數(shù)控機床僅是作為獨立的裸機投入到生產(chǎn)中．隨著智能制造時代的到來以及工業(yè)自動化程度的提高，數(shù)控機床已不再是單一獨立的加工設(shè)備，而是作為智能制造系統(tǒng)的一個核心環(huán)節(jié)和節(jié)點，和其它輔助設(shè)備如工業(yè)機器人、ＰＬＣ聯(lián)網(wǎng)通信共同完成零部件的生產(chǎn)加工，從而實現(xiàn)零部件加工的無人化．
工業(yè)機器人作為一種重要自動化設(shè)備，是智能制造系統(tǒng)中的另一個重要環(huán)節(jié)．在機械制造領(lǐng)域，工業(yè)機器人可用來完成沖壓、壓鑄、鍛造、機床切削加工、焊接、金屬熱處理、噴涂、裝配等作業(yè)中的輔助動作［１］，如上下料等按預(yù)定軌跡運動的動作，從而可代替人完成重復(fù)、繁瑣、危險、勞動強度大、精度要求高的動作．在數(shù)控加工領(lǐng)域，利用工業(yè)機器人取代人進行上下料可實現(xiàn)在惡劣環(huán)境下的高效率大批量生產(chǎn)、長時間作業(yè)，并能顯著降低制造成本［２－３］．基于工業(yè)機器人的以上優(yōu)點，許多機加工密集的企業(yè)已完全或部分實現(xiàn)工業(yè)機器人與數(shù)控機床協(xié)同作業(yè)，許多大中專院校也相繼建立了利用工業(yè)機器人對數(shù)控機床上下料的實訓(xùn)裝置．本文針對某工件，對某
發(fā)那科 CNC加工中心進行基于ＡＢＢ工業(yè)機器人上下料功能的改造．

１系統(tǒng)總體方案設(shè)計

利用ＡＢＢ工業(yè)機器人對發(fā)那科 CNC加工中心進行上下料的改造中，ＡＢＢ機器人直接和控制第六軸末端平行氣動手抓的電磁閥進行通信，包括發(fā)出信號控制其動作及檢測夾具的狀態(tài)．上下料機器人通過ＰＬＣ接收數(shù)控機床發(fā)送的信號［４－５］，通信內(nèi)容包括數(shù)控機床將門狀態(tài)、準備狀態(tài)、卡盤狀態(tài)、加工狀態(tài)等信息告知機器人，機器人進行上下料．數(shù)控機床通過同一臺ＰＬＣ接收機器人發(fā)送的信號．信號內(nèi)容包括機器人上料完成回至準備位置發(fā)送使數(shù)控機床開始加工的信號、機器人取料完成使機床運動至準備狀態(tài)位置的信號、機器人放料完成發(fā)送使卡盤夾緊的信號、機床加工完成機器人夾緊工件發(fā)送使卡盤松開的信號．數(shù)控機床內(nèi)置ＰＭＣ用來控制夾緊氣缸電磁閥、門氣缸開關(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)機器人的聯(lián)絡(luò)信號，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器人與數(shù)控機床實物布置圖．

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結(jié)束語

本文運用ＡＢＢ工業(yè)機器人對CNC加工中心上下料做了以下技術(shù)改造：
（１）在工業(yè)機器人第六軸末端增加了一平行氣動手抓；在CNC加工中心上增加了一扇安全門，一臺氣動夾具，主軸末端增加了一吹氣裝置．增加的裝置全部由氣路進行控制．
（２）為便于系統(tǒng)的升級、組網(wǎng)，在工業(yè)機器人與數(shù)控機床之間增加了一臺西門子ＰＬＣ１２００，從而實現(xiàn)了工業(yè)機器人和CNC加工中心的通信，并可和其它設(shè)備如數(shù)控機床、ＰＬＣ及上位機進行通信．
（３）系統(tǒng)啟動后，二者按各自的程序自動運行，通過信號傳輸實現(xiàn)數(shù)控機床和工業(yè)機器人協(xié)同動作．根據(jù)工作過程編寫了工業(yè)機器人的運行程序、數(shù)控機床主程序、ＰＬＣ１２００通信程序及數(shù) 控機床ＰＭＣ程序，從而實現(xiàn)了工業(yè)機器人的上下料．
實踐證明，改造后的CNC加工中心能成功運用機器人進行上下料，從而可取代人完成惡劣工況下的作業(yè)．在未來的智能工廠及無人工廠中，該改造技術(shù)亦可推廣運用到到其它設(shè)備的升級換代．

分類：加工中心

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