淺談七軸機器人在集成系統中的重要性

陳青 宋嵩

摘 要：以埃夫特智能裝備股份有限公司承接國內某知名汽車制造廠商關于其第二發動機廠生產線改造項目為例，簡述具有七軸式機器人參與的集成系統中其對于整個系統的重要意義，以及如何利用七軸機器人進行集成系統設計的應用實例，對相關企業設計的相似集成系統具有一定的參考價值。

關鍵字：七軸機器人;集成系統;應用實例

中圖分類號：TP242.2? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2019）12-150-02

Abstract： Taking Efort Intelligent Equipment Co.， Ltd. as an example to undertake a renovation project of the production line of a famous domestic automobile manufacturer's second engine factory， this paper briefly describes the significance of the integrated system with the participation of seven-axis robots for the whole system， and how to use seven-axis robots to design the integrated system as an application example， and the similar integrated system designed by relevant enterprises. It has certain reference value.

Keywords： seven-Axis Robot; integrated system; application example

前言

工業機器人集成就是把標準機器人既單一本體機器人變為應用機器人，能否把工業機器人本體、機器人控制軟件、機器人應用軟件、機器人周邊設備結合起來是決定一個機器人集成是否成功的關鍵因素，如何在焊接、打磨、上下料[1] 、搬運、機加工等眾多機器人集成系統中保證生產次序的合理、高效、可靠更是重中之重。

1 機器人集成系統簡介

1.1 七軸機器人簡介

七軸又稱機器人行走軸或外部軸，作用主要是移動工業機器人，使其能在指定路線上進行運動，擴大機器人的作業半徑，擴展機器人使用范圍功能并且可將多臺設備集成到此直線系統中，提高機器人的使用效率。隨著經濟全球化和信息化技術的飛速發展，產品研發要求周期短、成本低的特征日趨明顯，傳統機器人制造業面臨嚴峻的挑戰，新興機器人集成系統必將迎來飛速發展。

1.2 機器人集成系統簡介

機器人集成系統應從兩個方面去定義，一方面是機器人本身的性能，包括核心零部件、邏輯控制系統等，其本身的性能決定了工業機器人的可靠性及安全性;另一方面是機器人在實際應用中針對不同生產工藝過程的集成開發，包括工裝夾具、現場使用的工件抓手、噴槍、焊槍等[2]，完整的一個集成系統的設計、安、裝調試開發，就是機器人的系統集成。

1.3 此項目集成系統簡介

此次集成項目為埃夫特智能裝備股份有限公司承接國內某知名汽車制造廠商關于其第二發動機廠生產線改造項目，主要運用七軸機器人抓取發動機缸體達到在不同車床間加工不同工序的目的，系統總體布局如圖1。

本次集成系統設計旨在利用七軸機器人提供一種用于發動機缸體在某一特定機床內加工上下料及在不同機床間進行不同工藝加工的集成系統，主要達到機器人既能執行在同一機床進行特定加工工序又能執行在不同機床間進行關聯生產，完成完整工藝的目的。

2 此集成系統中的七軸機器人應用實例

此系統執行發動機缸體在某一特定機床內加工及不同機床間配合生產的原理分為兩部分：第一部分，機器人相對機床靜止時，此系統起本體機器人作用，主要利用機器人末端抓手攜帶缸體執行在某一特定機床上下料加工過程;第二部分，機器人相對于機床移動時，此系統起移動機器人作用，主要利用機器人第七軸上的移動底板和機器人本體固連后，攜帶缸體快速移動于系統兩側不同機床之間進行不同工藝加工過程。

2.1 本體機器人作用

發動機缸體在機床內加工時需完成多道工序，每一道工序的進行都需要機床夾具及刀具的配合。但一切加工工序的前提是缸體放置位置的精確度，則要求七軸機器人必須相對機床靜止。此時，可視七軸機器人為普通六軸工業機器人，第七軸利用減速機如圖2，可快速、準確制動于不同機床之前，只利用其前六軸間的配合，利用機器人末端抓手如圖3，將抓取后的缸體精確的放置在機床夾具上。如此反復，當七軸機器人執行每個機床的上下料工程時，即視為機器人本體工作的獨立單元。

2.2 移動機器人作用

發動機缸體在一條加工線上需完成多道工藝，只有每一道工藝完整、有序的配合，才能加工出一臺合格的發動機缸體。但如何才能使相隔甚遠的幾臺機床之間在短時間內對缸體不同的加工工藝產生關聯，是此集成系統應該重點解決的問題。此時，我們考慮能否將原有六軸工業機器人配合行走軸使用即機器人第七軸如圖4所示。在外部邏輯控制器根據生產需求編輯好工藝生產順序后，則可視七軸機器人為移動機器人，將攜帶的缸體“配送”于各個機床之間，第七軸內面放置的拖鏈如圖4將隨形變保護內部安置的距離長短變化的氣管、油管，保證此集成系統的安全穩定。如此反復，當七軸機器人執行各個機床間加工工藝的“配送”過程時，即視為機器人移動工作的協作單元。

3 結語

此行七軸機器人集成系統已成功實施于此國內知名汽車制造廠商第二發動機廠生產線。實踐證明，此集成系統安裝簡便，機床操作人員可以借助該系統快速完成獨立的加工工序及協作的加工工藝，大大降低操作人員的勞動強度，提高產品質量，降低人工成本。

參考文獻

[1] 李小兵.基于設計制造集成的產品數字化應用技術[J].技術與市場，2016（11）：75-75.

[2] 張鳳敏.淺談無損檢測技術在特種設備檢驗中的運用[J].科技創新與應用，2014（13）：100.

[3] 田錫唐.焊接結構[M].北京：機械工業出版社，1991.