工業機器人在數控機床中的應用

沈陽機床成套設備有限責任公司 周永志 王 義

為滿足主要汽車零部件后橋法蘭端面及各類軸件端面孔的加工需求，我公司專門研發了一款新產品——SUC8114h雙面臥式加工中心。該機床采用模塊化設計，由3個獨立單元、夾具部分及刀庫部分組成，其中左右兩側均為獨立的三坐標加工單元，立柱左右移動實現z坐標進給，立柱前后移動實現x坐標進給，主軸箱上下移動實現y坐標進給，中間獨立單元為固定夾具部分。另外，床上采用了分體式床身，實現A、B軸旋轉，以滿足后橋的前束角及外傾角要求。

安川機器人YR－ES0165D0400作為上下工件的“搬運工”，由執行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統等幾大部分組成。根據工件上下料的空間要求、節拍要求和動作要求，編制相應的 PLC程序儲存在機器人的控制系統中。機器人可根據加工現場的實際加工要求隨時更改上下料動作及速度。機器人的上下料動作與機床相對獨立，沒有關聯關系。

數控機床與機器人之間的聯系是通過單獨的I/O接口進行數據交換與識別，數控機床只有在防護門打開、主軸靜止、夾具張開、機床準備就緒（無急停、無報警）的情況下方可允許機器人進入進行裝卸工件動作；相對應機器人也必須在無急停、無報警，一切就緒情況下，并且在裝料完成或卸料完成的信號發出后，機床才能繼續進行加工過程。機床與機器人彼此的安全互鎖PLC程序各自在自身NC中編制，確保加工安全。

在數控機床中應用機器人，使其具備自動化程度更高、生產節拍更短、高柔性及加工功能更全面的特點：

（1）高精度加工能力，通過參數設定具備誤差補償能力。

（2）高柔性特點，即用戶只需根據工件的不同，更換夾具以及對機床A、B軸進行角度調整即可滿足加工要求，換產時間短。

（3）加工功能全面，同一臺機床同時可以完成測量、鉆、鉸、攻螺紋、銑面及背銑等眾多功能。

（4）機床采用對置放置的雙主軸頭同時加工，快移速度24 m/min，大大縮短加工節拍。

（5）自動化程度高，用戶只需對設備進行簡單維護，簡便操作幾個按鈕即可完成對工件的完整加工。

隨著機器人靈巧化和智能化不斷發展，機器人結構越來越靈巧，控制系統愈來愈小，其智能化也越來越高，其在機床領域的應用也會越來越廣泛；而伴隨數控技術日新月異的進步，數控機床的加工領域也必將越來越廣闊。數控機床與機器人之間的應用合作也必將有更為廣闊的空間。