FANUC智能化機床上下料工業機器人

上海發那科機器人有限公司供稿

橋箱類零件生產具有精度高、加工工序多、形狀復雜及重量重的特點，為提高加工精度及生產效率，各重型汽車生產廠紛紛采用數控加工中心來加工此類零部件。使用數控加工中心加工工件時，要求工件在工作臺上具有非常高的定位精度，且需要保證每次上料的一致性。由于人工上料這類的工件具有勞動強度高、上料精度不好控制等缺點，現在正逐步被工業機器人或專機進行上下料所取代。工業機器人的應用具有重復定位精度高。可靠性高、生產柔性化及自動化程度高等無可比擬的優勢。與人工相比，能夠極大地提高生產效率和產品品質；與專機相比，具有可實現生產的柔性化，投資規模小等特點。機器人智能化自動搬運系統作為減速器殼體加工的重要生產環節，已經在國內重型汽車廠內取得成功的應用，但在國內應用還不廣泛。在國家經濟建設飛速發展的進程中，重型載重汽車的生產能力及生產力水平亟待有一個質的飛躍，而工業機器人即是提升生產力水平的強力推進器，具有廣闊的市場前景。

現場布局圖

項目描述

該系統使用1臺機器人完成服務5臺機床進行上下料的作業，系統描述如下：

（1）1臺FANUC R－2000iB/165F機器人：安裝于行走軸上，實現整個系統的上下料動作。

（2）1個機器人手爪：基于機器人專用手爪單元開發的手爪，非常適用于工件一致性不好的使用情況，并有較高的定位精度和抓持穩定性、定位精度高、耐用性好及維護簡單的優點。

（3）1個長11 m的行走軸：在行走軸導軌上安裝一臺工業機器人，最大運動速度為1.5 m/s，使用FANUC伺服電動機驅動，具有重復定位精度高、響應速度快、運行平穩及可靠等特點，并專門設計了防塵罩，保護導軌、直線軸承以及齒條等運動部件，大大提高了可靠性和使用壽命。在實際應用中，導軌安裝于兩條生產線機床的中心線上，所安裝的工業機器人運動范圍完全覆蓋5臺機床以及上下料滑臺區域。從而實現了1臺機器人服務5臺機床進行上下料作業。

（4）2臺上下料滑臺：每個上下料滑臺上有4個托盤，每個托盤分別可以存放一個工件。實現待加工工件的上料，以及加工完成工件的下料。在該系統中，由于使用了視覺技術，因此上下料滑臺無需工件的定位裝置。

行走軸

手爪

（5）FANUC iR Vision 2DV視覺系統：該視覺系統由一個安裝于手爪上的2D攝像頭完成視覺數據采集。該視覺系統作為待加工工件準確抓取的定位方式，省去通常為滿足機器人的準確抓取而必須采用的機械預定位夾具，具有很高的柔性，使得在加工中心上可以非常容易地實現多產品混合生產。

（6）FANUC iR Vision 3DL視覺系統：該視覺系統由一個安裝于地面上的3D Laser Sensor完成視覺數據采集。該視覺系統解決了定位面有偏差的工件上料位置變化問題。由于待加工工件為毛坯件，機器人抓取工件后，上料的定位孔位置會發生變化，甚至工件上料時的平面度也有變化。該技術可以自動補償位置變化，實現高精度上料。

（7）5臺抽檢滑臺：針對每臺機床有一個抽檢滑臺，實現隨時對該機床工件加工工件質量的檢測。

3DL視覺支架

（8）電氣控制系統：運用人機界面對整個系統的運行狀態進行監控，采用三菱Q系列PLC控制器，并使用工業現場總線實現系統中實時和非實時數據的傳輸，具有高度可靠性和可維護性。安全設備采用門開關，作為機器人工作區域的安全防護，完全做到人機隔離，確保系統在自動運行中的人員安全。

該套設備的應用極大地提高了產品的質量穩定性，節省了大批人工，提高了企業的自動化水平，減少了企業的勞動力成本支出，提高了產品的市場競爭力。