1.前言

　　進入21世紀后堤结，FANUC公司開發(fā)成功了配備有視覺傳感器和力覺傳感器的智能機器人。到現(xiàn)在爱饲，已擁有可搬運質量從2公斤到1.2噸的種類豐富的商品系列肢阿。隨后，F(xiàn)ANUC公司又開發(fā)了運用這一智能機器人的長時間連續(xù)機械加工系統(tǒng)“機器人單元”羹浪。在整個加工工序中暑礼，加工作業(yè)本身使用數(shù)控機床進行白動化加工已經(jīng)非常普遍了。但是雀司，附帶作業(yè)硅拆，比如在加工中心的夾具上進行加工材料裝卸的作業(yè)，以及去毛刺毛邊奉念、清洗等作業(yè)中的很多部分栗衍，現(xiàn)在還是依靠人工來完成。機器人單元使用智能機器人鹿竭，不但實現(xiàn)了這些作業(yè)的白動化丽阎，而且在世界上最早實現(xiàn)了720小時的長時間連續(xù)加工。現(xiàn)在在FANUC公司的工廠共運轉著13套這樣的機器人單元胜溢。機器人單元使用了兩種控制裝置谴垫，也就是CNC和機器人控制器。我們現(xiàn)在正在開發(fā)使這兩種控制裝置都可以單獨地顯示雙方狀態(tài)的功能母蛛，以進一步推進機床和機器人的融合翩剪。

　　借此機會，我想簡單介紹一下機器人單元的主要構成要素彩郊。所謂工業(yè)用智能機器人的智能前弯，并不是指具有和人類一樣的思考能力，而是指使機械具有能和熟練工相媲美的作業(yè)技能秫逝。不具有智能的恕出，也就是普通的重復動作型機器人，的確可以提高工廠的自動化生產(chǎn)程度违帆，降低生產(chǎn)成本浙巫。并且只要完成機器人動作的示教，它就能夠正確地重復動作刷后，對產(chǎn)品的質量穩(wěn)定起到了很大的作用狈醉。但問題是必須由人將所有的動作細微環(huán)節(jié)都示教給機器人，這非郴菹眨花功夫苗傅。不僅如此普通機器人還需要使用工件供給裝置等專用周邊設備紧寺，或很多工件定位用夾具，這就增加了設備投資費用靶疟。另外虾脆，還要由人進行事先把工件在所定的位置上正確地排放好―這樣非常簡單的日常勞動，出現(xiàn)人為機器人的白動化工作打下手的情況脂桂。為了解決這個問題压伸，我們開發(fā)了配備有眼睛功能的視覺傳感器，和有手的觸覺功能的力覺傳感器的智能機器人港驶，并在此基礎上開發(fā)了機器人單元鳞乏。

　　2.機器人單元

　　（1）長時間連續(xù)機械加工系統(tǒng)的開發(fā)過程對機械加工系統(tǒng)來說滨靴，盡可能減少初期投資绝绊，和盡可能延長連續(xù)作業(yè)時間，才能降低加工成本巴疾。

　　80 年代我們開發(fā)的第一代機械加工系統(tǒng)收斑，采用了將多個工件裝到有復數(shù)裝載面的隨行夾具上，并把夾具放在交換工作臺自動送給裝置上對加工中心進行供料玲躯，從而實現(xiàn)了24小時連續(xù)加工据德。90年代的第二代加工系統(tǒng)，是將4到6臺的加工中心和可容納更多隨行夾具的立體倉庫相結合跷车，實現(xiàn)了60小時的連續(xù)加工棘利。這意味著可以從周五晚間到周一早晨進行無人加工。進人21世紀朽缴，我們開發(fā)了使用智能機器人的第三代機械加工系統(tǒng)“機器人單元”赡译，實現(xiàn)了每月連續(xù)720小時加工。

　〔幻（2）機器人單元的構成

　　機器人單元是由加工中心、加工工件裝卸用機器人裹唆、加工完工件去毛刺和清洗用機器人誓斥、放隨行夾具的托盤搬運車、以及材料倉庫構成的许帐。

　±涂印（3）工件裝卸作業(yè)的機器人化

　　智能機器人的視覺傳感器，能檢測出托盤上雜亂擺放的加工工件的位置和旋轉角度成畦。這樣機器人就可以用機械手來抓取工件了距芬。為了能抓取多種工件，機械手使用伺服電機來驅動手指的開合堆浴。這樣就能通過機器人程序珍催，根據(jù)工件的尺寸自由地改變手指的開合度督赡，和根據(jù)工件的重量自由地改變抓取的力量。

　　要把抓取的工件正確地裝到夾具的所定位置上禾底，需要對由于鑄件本身的尺寸誤差引起的抓取偏差進行補正磷可。機器人抓取的工件，由另一臺智能機器人用可測出對象物體的三維位置及角度的視覺傳感器對其進行位置和角度測量据鼓。根據(jù)測量結果荸刁，可以求出動作示教時的工件抓取位置和實際抓取位置的偏差。當機器人在夾具上進行工件定位時弦银，通過對抓取偏差進行補正态措，就可以實現(xiàn)準確的定位了。最后宦衡，在機器人把工件裝上夾具時桑抱，通過特別的方式控制機器人的各個軸，在指定的直角坐標系的方向上讓機器人的動作變得柔和蝗羊，這樣就可以根據(jù)夾具的表面狀態(tài)來自動地調整工件的位置和角度藏澳。這一方法叫做Soft Float 功能（隨動功能），可以把工件高精度地裝上夾具耀找。

　　有可充分利用場地翔悠、和操作簡單等特點，是很容易引進的系統(tǒng)野芒。

　⌒畛睢（4）大機器人

　　大型加工中心一般用來加工重型工件，因此FANUC 公司開發(fā)了最大可搬運質量達1.2 噸的“大機器人”來滿足重型工件的加工需要狞悲。大機器人撮抓，可以輕松地抓取小型機床的鑄件床身，并將它裝到加工中心的夾具土摇锋。

　〉ふ（5）CNC 和機器人控制器示教操作盤上的雙方向狀態(tài)顯示

　　為了使只會操作機器人，或是只會操作CNC 的操作員荸恕，也能操作機器人單元乖酬，F(xiàn)ANUC 公司開發(fā)了可在機器人示教操作盤的畫面上顯示CNC 狀態(tài)的功能、和可在CNC 畫面上顯示機器人狀態(tài)的功能洪洪。今后先俐，我們還將繼續(xù)開發(fā)使兩者的功能相互融入，進一步推進CNC 和機器人的融合极谚，并把實現(xiàn)提高的操作性作為今后的目標坷字。

　　3.結尾

　　我們認為機器人單元，是可通過長時間連續(xù)機械加工大幅度削減加工成本的疲些，極具國際競爭力的機械加工系統(tǒng)通肋。這份資料如果能為讀者提供有用的信息贮猛，我將感到無比高興。

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