淺談七軸機器人在集成系統(tǒng)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(nèi)某知名汽車制造廠商關(guān)于其第二發(fā)動機廠生產(chǎn)線改造項目為例，簡述具有七軸式機器人參與的集成系統(tǒng)中其對于整個系統(tǒng)的重要意義，以及如何利用七軸機器人進行集成系統(tǒng)設(shè)計的應(yīng)用實例，對相關(guān)企業(yè)設(shè)計的相似集成系統(tǒng)具有一定的參考價值。

關(guān)鍵字：七軸機器人;集成系統(tǒng);應(yīng)用實例

中圖分類號：TP242.2 ?文獻標(biāo)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

CLC NO.： TP242.2 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）12-150-02

前言

工業(yè)機器人集成就是把標(biāo)準(zhǔn)機器人既單一本體機器人變?yōu)閼?yīng)用機器人，能否把工業(yè)機器人本體、機器人控制軟件、機器人應(yīng)用軟件、機器人周邊設(shè)備結(jié)合起來是決定一個機器人集成是否成功的關(guān)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(tǒng)中保證生產(chǎn)次序的合理、高效、可靠更是重中之重。

1 機器人集成系統(tǒng)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(yè)機器人，使其能在指定路線上進行運動，擴大機器人的作業(yè)半徑，擴展機器人使用范圍功能并且可將多臺設(shè)備集成到此直線系統(tǒng)中，提高機器人的使用效率。隨著經(jīng)濟全球化和信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品研發(fā)要求周期短、成本低的特征日趨明顯，傳統(tǒng)機器人制造業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，新興機器人集成系統(tǒng)必將迎來飛速發(fā)展。

1.2 機器人集成系統(tǒng)簡介

機器人集成系統(tǒng)應(yīng)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(tǒng)等，其本身的性能決定了工業(yè)機器人的可靠性及安全性;另一方面是機器人在實際應(yīng)用中針對不同生產(chǎn)工藝過程的集成開發(fā)，包括工裝夾具、現(xiàn)場使用的工件抓手、噴槍、焊槍等[2]，完整的一個集成系統(tǒng)的設(shè)計、安、裝調(diào)試開發(fā)，就是機器人的系統(tǒng)集成。

1.3 此項目集成系統(tǒng)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(nèi)某知名汽車制造廠商關(guān)于其第二發(fā)動機廠生產(chǎn)線改造項目，主要運用七軸機器人抓取發(fā)動機缸體達到在不同車床間加工不同工序的目的，系統(tǒng)總體布局如圖1。

本次集成系統(tǒng)設(shè)計旨在利用七軸機器人提供一種用于發(fā)動機缸體在某一特定機床內(nèi)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(tǒng)，主要達到機器人既能執(zhí)行在同一機床進行特定加工工序又能執(zhí)行在不同機床間進行關(guān)聯(lián)生產(chǎn)，完成完整工藝的目的。

2 此集成系統(tǒng)中的七軸機器人應(yīng)用實例

此系統(tǒng)執(zhí)行發(fā)動機缸體在某一特定機床內(nèi)加工及不同機床間配合生產(chǎn)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(tǒng)起本體機器人作用，主要利用機器人末端抓手?jǐn)y帶缸體執(zhí)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(tǒng)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(tǒng)兩側(cè)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(fā)動機缸體在機床內(nèi)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(yè)機器人，第七軸利用減速機如圖2，可快速、準(zhǔn)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(fù)，當(dāng)七軸機器人執(zhí)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(fā)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(fā)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(nèi)對缸體不同的加工工藝產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，是此集成系統(tǒng)應(yīng)該重點解決的問題。此時，我們考慮能否將原有六軸工業(yè)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(jù)生產(chǎn)需求編輯好工藝生產(chǎn)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(nèi)面放置的拖鏈如圖4將隨形變保護內(nèi)部安置的距離長短變化的氣管、油管，保證此集成系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。如此反復(fù)，當(dāng)七軸機器人執(zhí)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(xié)作單元。

3 結(jié)語

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

參考文獻

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