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工业机器人如何和数控机床配合工作？
本文论述了FANUC机器人在电机外壳加工生产线上的应用过程，采用机器人自动上下料技术及利用iRVision视觉系统，合理地规划机器人运动轨迹，把工业机器人搬运技术及数控机床加工技术有机地组合起来，实现自动装卸工件、自动码放加工成品，实现产品的高精度、高效率和低成本加工。
本文论述了FANUC机器人在电机外壳加工生产线上的应用过程，采用机器人自动上下料技术及利用iRVision视觉系统，合理地规划机器人运动轨迹，把工业机器人搬运技术及数控机床加工技术有机地组合起来，实现自动装卸工件、自动码放加工成品，实现产品的高精度、高效率和低成本加工。
1．FANUC机器人
自动加工生产线配置了两台FANUC Robot M－20iA搬运系统机器人，其中一台机器人作为行走机器人R1，使用FANUC伺服电动机αiF12／3000控制，通过精密减速机、齿轮及齿条进行传动，重复精度高，可以轻松适应机床在导轨两侧布置的方案。主要用于毛坯工件的抓取、机床上料、加工工序间工件抓取以及加工成品卸除并运送到传输带上。另一台固定机器人R2结合FANUC独有的智能机器人技术（iRVision视觉功能），用于下料，在料筐里码放加工成品。
FANUC Robot M－20iA机器人各环节每一个结合处为一个关节点或坐标系，其外形及各关节位置如图1所示。
图1 FANUC机器人外形图
2．自动加工线设备布置
电机外壳自动加工生产线由上料输送带和下料输送带（分别配置iRVision视觉系统）、行走机器人R1（导轨式）、固定机器人R2、两台VM850立式加工中心、一台CLX360数控车床、成品料筐和系统控制柜等组成，各设备布置如图2所示。
图2 加工线设备布置图
3．数控加工工艺
工件为电机外壳， 如图3所示， 为大批量生产， 材料是ADC12铝合金。加工内容包含端面铣削钻孔、攻螺纹和内孔车削等内容。
图3 电机外壳零件图
零件加工工序内容分配如下：（1）VM850立式加工中心1进行M4螺纹底孔钻孔、M4螺纹攻螺纹及铣削外圆凸台工序加工，如图4所示。
图4 加工中心1加工工序图
（2）VM850加工中心2进行钻6个φ 5．5mm的通孔、孔口倒角工序加工，如图5所示。
图5 加工中心2加工工序图
（3）CLX360数控车床进行内孔及台阶孔、孔口倒角工序加工，如图6所示。
图6 数控车床加工工序图
此外， 还需要设计专用夹具， 加工中心夹具采用内夹方式，数控车床采用外夹方式。利图1 FANUC机器人外形图用机器人与数控机床加工组合应用技术，以自动上下料的方式加工此工件，提高加工效率。
4．机器人自动上下料动作设计
根据工件的外形特点设计机器人气动手爪部件，包含气动、传感器及机械部件等。工件加工工艺流程如下：
①毛坯工件摆放在上料传送带上。
②行走机器人R1复合手爪抓取毛坯工件，行走到加工中心1位置，将工件安装到加工中心1的专用夹具上，如图7所示。
图7 加工中心1夹具上放工件
③待加工中心1加工完成后，行走机器人R1复合手爪取下工件，行走到加工中心2位置，将工件安装到加工中心2的专用夹具上，如图8所示。
图8 加工中心2夹具上放工件
④待加工中心2加工完成后，行走机器人R1取下工件到数控车床位置，将工件安装到专用夹具上，如图9所示。待工件加工完成后取下工件，机器人行走到工件翻转台位置，进行工件翻转、交换，如图10所示。
图9 数控车床夹具上放工件
图10 工件在翻转台上交换
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