演绎“机床上下料”柔性系统的黄色机器人军团

  利用机器人进行机床上下料,是机床业应用最广泛最成熟的系统。4月20日刚刚在南京落下帷幕的中国国际数控机床展览会(CCMT 2012)上,笔者特意对机器人上下料系统进行了解析。

  在多款智能产品中,“FANUC机器人”成为一大亮点,共有13家企业展出了共计21台智能机器人系统,占本届机床展所有机器人总数的91%,恰如由FANUC机器人组成的“黄色军团”,以先进的自动化技术、完善的系统解决方案、柔性的生产理念,有效地向观众诠释和倡导节能高效的含义和最新的机床柔性自动化加工理念。

  笔者就以FANUC机器人为代表,谈谈智能机器人在机床行业上下料应用。


图一:机器人系统的基本构成

  机器人应用于机床自动化方式有三种:“地装式机器人搬运”(岛式加工单元)、“地装行走轴机器人搬运”(机床成直线布置)、“天吊行走轴机器人搬运”(机床成直线布置)。均可以通过长时间连续无人运转实现了制造成本的削减,以实现通过机器人化实现了质量的稳定。

  “地装式机器人搬运系统”——最具有广泛性

  本次展会上,多数机床上下料系统采用“地装式机器人搬运”,也称“岛式加工单元”,该系统以FANUC六轴机器人为中心岛,机床在其周围作环状布置,进行设备件的工件转送。集高效生产、稳定运行、节约空间等优势于一体,适合于狭窄空间场合的作业,高刚性的手臂和最先进的伺服技术保证高速作业时运动平稳无振动。利用iR Vision 2D视觉可实现工件的快速识别与高速取放。


图二:“岛式加工单元”,FANUC机器人于CCMT展会现场图

  2012CCMT机床展上,南通科技、三一精机、扬力集团、北一大隈、上海机床厂、南京帕莱克机械、成都普瑞斯、南京新贝斯特、苏州珈玛、纽威数控、深圳捷甬达、山东永华分别采用“地装式FANUC机器人搬运”,即岛式加工单元,展示了“机床上下料”的应用。

   “地装行走轴机器人搬运系统”——最具有扩展性

  本次展台上,上海发那科机器人有限公司采用FANUC M710iC/50 配合2台ROBODRILL 完成无人化、一体化、柔性化的机床上下料工作。通过2D照相机来检出,取出,再通过3D立体传感器校正工件偏差。并利用一体机电脑实时显示视觉拍摄图像。由于配置了有效行程为3米的7轴地装导轨来进行设备件的工件转送,运行速度快,有效负载大,有效地扩大了机器人的动作范围,使得该系统具有高效的扩展性。

  FANUC Robot Rail 是一款可应用于多种场合的机器人行走轴单元。具备多种优势:一是可根据实际使用的需要,对有效行程进行调整(定制);二是运动由机器人直接控制,不需要增加控制系统;三是其防护性能好,可适用于点焊、涂胶、搬运等行业;四是使用FANUC 伺服马达控制,通过精密减速机、齿轮、齿条进行传动,重复精度高。五是结构简单,易于维护。


图三:“地装行走轴机器人搬运系统”结构图


图四:“地装行走轴FANUC机器人搬运系统”现场图

  “天吊行走轴机器人搬运系统”——最具有冲击力

  天吊行走轴机器人搬运系统,也称“Top mount系统”,具有普通机器人同样的机械和控制系统,和地装机器人拥有同样实现复杂动作的可能。区别于地装式,其行走轴在机床上方,拥有节约地面空间的优点,且可以轻松适应机床在导轨两侧布置的方案,缩短导轨的长度。和专机相比,不需要非常高的车间空间,方便行车的安装和运行。可以实现单手抓取2个工件的功能,节约生产时间。


图五:“天吊行走轴机器人搬运系统”结构图


图六:“天吊行走轴FANUC机器人搬运系统”现场图

  当然本届展会以机床为主,机器人的应用还只是其中点缀,应用也主要集中于上下料、搬运、装配等系统,诸如机器人的焊接、喷涂、切割、铸造取件的应用未能收录在内,但却可以从中窥到机器人应用的广泛性,随着中国制造的不断深入,相信工业智能机器人的舞台会越来越大!


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