本文論述了FANUC機(jī)器人在電機(jī)外殼加工生產(chǎn)線上的應(yīng)用過程，采用機(jī)器人自動上下料技術(shù)及利用iRVision視覺系統(tǒng)乔墙，合理地規(guī)劃機(jī)器人運(yùn)動軌跡共胎，把工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)技術(shù)及數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)有機(jī)地組合起來凛未，實(shí)現(xiàn)自動裝卸工件、自動碼放加工成品轧葛，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高精度搂抒、高效率和低成本加工。

1．FANUC機(jī)器人

自動加工生產(chǎn)線配置了兩臺FANUC Robot M－20iA搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)器人尿扯，其中一臺機(jī)器人作為行走機(jī)器人R1求晶，使用FANUC伺服電動機(jī)αiF12／3000控制焰雕，通過精密減速機(jī)、齒輪及齒條進(jìn)行傳動芳杏，重復(fù)精度高矩屁，可以輕松適應(yīng)機(jī)床在導(dǎo)軌兩側(cè)布置的方案。主要用于毛坯工件的抓取爵赵、機(jī)床上料吝秕、加工工序間工件抓取以及加工成品卸除并運(yùn)送到傳輸帶上。另一臺固定機(jī)器人R2結(jié)合FANUC獨(dú)有的智能機(jī)器人技術(shù)（iRVision視覺功能）空幻，用于下料郭膛，在料筐里碼放加工成品。

FANUC Robot M－20iA機(jī)器人各環(huán)節(jié)每一個結(jié)合處為一個關(guān)節(jié)點(diǎn)或坐標(biāo)系氛悬，其外形及各關(guān)節(jié)位置如圖1所示盏酵。

圖1 FANUC機(jī)器人外形圖

2． 自動加工線設(shè)備布置

電機(jī)外殼自動加工生產(chǎn)線由上料輸送帶和下料輸送帶（分別配置iRVision視覺系統(tǒng)）、行走機(jī)器人R1（導(dǎo)軌式）勃撼、固定機(jī)器人R2蚊霞、兩臺VM850立式加工中心、一臺CLX360數(shù)控車床鳞集、成品料筐和系統(tǒng)控制柜等組成姆盲，各設(shè)備布置如圖2所示。

圖2 加工線設(shè)備布置圖

3． 數(shù)控加工工藝

工件為電機(jī)外殼祷濒， 如圖3所示盒咪， 為大批量生產(chǎn)， 材料是ADC12鋁合金勘春。加工內(nèi)容包含端面銑削鉆孔瘟麻、攻螺紋和內(nèi)孔車削等內(nèi)容。

圖3 電機(jī)外殼零件圖

零件加工工序內(nèi)容分配如下：（1）VM850立式加工中心1進(jìn)行M4螺紋底孔鉆孔刹埋、M4螺紋攻螺紋及銑削外圓凸臺工序加工钮咱，如圖4所示。

圖4 加工中心1加工工序圖

（2）VM850加工中心2進(jìn)行鉆6個φ 5．5mm的通孔这敬、孔口倒角工序加工航夺，如圖5所示。

圖5 加工中心2加工工序圖

（3）CLX360數(shù)控車床進(jìn)行內(nèi)孔及臺階孔崔涂、孔口倒角工序加工阳掐，如圖6所示。

圖6 數(shù)控車床加工工序圖

此外冷蚂， 還需要設(shè)計專用夾具缭保， 加工中心夾具采用內(nèi)夾方式，數(shù)控車床采用外夾方式帝雇。利圖1 FANUC機(jī)器人外形圖用機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床加工組合應(yīng)用技術(shù)涮俄，以自動上下料的方式加工此工件，提高加工效率尸闸。

4． 機(jī)器人自動上下料動作設(shè)計

根據(jù)工件的外形特點(diǎn)設(shè)計機(jī)器人氣動手爪部件彻亲，包含氣動、傳感器及機(jī)械部件等吮廉。工件加工工藝流程如下：

①毛坯工件擺放在上料傳送帶上苞尝。

②行走機(jī)器人R1復(fù)合手爪抓取毛坯工件，行走到加工中心1位置宦芦，將工件安裝到加工中心1的專用夾具上佛雀，如圖7所示。

圖7 加工中心1夾具上放工件

③待加工中心1加工完成后哟口，行走機(jī)器人R1復(fù)合手爪取下工件逃净，行走到加工中心2位置，將工件安裝到加工中心2的專用夾具上棠雌，如圖8所示萨羽。

圖8 加工中心2夾具上放工件

④待加工中心2加工完成后，行走機(jī)器人R1取下工件到數(shù)控車床位置旬城，將工件安裝到專用夾具上钙径，如圖9所示。待工件加工完成后取下工件卒赖，機(jī)器人行走到工件翻轉(zhuǎn)臺位置踊嘲，進(jìn)行工件翻轉(zhuǎn)、交換睡清，如圖10所示疏菩。

圖9 數(shù)控車床夾具上放工件

圖10 工件在翻轉(zhuǎn)臺上交換

⑤工件在翻轉(zhuǎn)臺進(jìn)行交換后，機(jī)器人R1把加工成品放置在下料傳送帶上刨仑，如圖11所示强重，由機(jī)器人R2進(jìn)行工件下料、自動碼放在成品料筐中贸人，如圖12所示间景。

圖11 復(fù)合手爪將成品工件放到下料輸送帶上

圖12 單手爪將成品工件從下料輸送帶上取下

至此， 結(jié)束一個完整的加工流程艺智。各加工工序有相應(yīng)的節(jié)拍倘要，經(jīng)過調(diào)整CNC加工程序以及機(jī)器人動作程序后，可實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床加工與機(jī)器人上下料的完美組合十拣。

5． 專用夾具設(shè)計

依據(jù)三臺數(shù)控機(jī)床各自的加工工序任務(wù)封拧，設(shè)計三套組合氣動夾具，介紹如下夭问。

（1）立式加工中心1專用夾具：立式加工中心1進(jìn)行鉆孔泽西、攻如圖13所示曹铃。

圖13 加工中心1夾具

（2） 立式加工中心2 專用夾具：立式加工中心2進(jìn)行鉆6個φ 5．5mm的通孔、孔口倒角工序加工捧杉，設(shè)計以氣動三爪自定心卡盤夾緊工件陕见，以兩個彈性V形塊定向的夾具，如圖14所示募型。

圖14 加工中心2夾具

1．啟動卡盤 2．支承塊 3．彈性V形塊 4．特制卡爪

（3）數(shù)控車床專用夾具：數(shù)控車床進(jìn)行內(nèi)孔及臺階孔指晾、孔口倒角工序加工，設(shè)計以一面兩銷定位工件哀揽、以氣動旋轉(zhuǎn)夾緊器夾緊方式的夾具理斜，如圖15所示。

6 ． 機(jī)器人睬肮、P LC與數(shù)控機(jī)床的接口

為保證機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的安全配合伐薯，要建立機(jī)器人、PLC以及數(shù)控機(jī)床之間安全可靠的通信連接匣诉。在硬件方面生凯，通過屏蔽電纜將三者之間相應(yīng)的輸入與輸出點(diǎn)進(jìn)行連接。軟件方面辜色，通過機(jī)器人專用軟件啥葡、PLC接口，采集機(jī)床和機(jī)器人當(dāng)前狀態(tài)潜呻，編寫相應(yīng)的符合上下料邏輯的控制程序政模，最終達(dá)到數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的有效通信。重點(diǎn)需要處置緊急停止信號蚂会、數(shù)控機(jī)床準(zhǔn)備完成信號淋样、機(jī)器人手爪氣動信號、數(shù)控機(jī)床夾具松夾信號以及安全門信號等胁住，數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控畫面如圖16所示趁猴。

圖15 數(shù)控車床夾具

圖16 數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控畫面

7． 結(jié)語

隨著工業(yè)機(jī)器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機(jī)器人智能化水平的提高，機(jī)器人的應(yīng)用范圍還在不斷地擴(kuò)大彪见，工業(yè)機(jī)器人自動上下料機(jī)構(gòu)作為數(shù)控機(jī)床輔助部件儡司，越來越受到機(jī)床制造商和用戶的重視。通過機(jī)器人控制系統(tǒng)和機(jī)床控制系統(tǒng)之間快速無誤的通信余指，以及機(jī)器人運(yùn)動的精度捕犬，可保證系統(tǒng)加工過程的可靠性。

本文所述自動加工生產(chǎn)線酵镜，匯集機(jī)器人技術(shù)碉碉、PLC技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、通信技術(shù)及數(shù)控技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)垢粮，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的技術(shù)組合淫蜕，簡化了數(shù)控機(jī)床操作模式，提高了數(shù)控機(jī)床的操作安全性抬奠，降低了工人的勞動強(qiáng)度肩检，工件的上下料及自動加工連接緊密，大大提高了工作效率疲飘，具有較好的應(yīng)用價值。

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