新□兴工业时代，上下料机器人能满足“快速/大批量加工节拍”、“节省人∏力成本”、“提高生产效率”等要求，成为越来越多工厂的理想选择。上下料机器人系统具有高效率和高稳定性,结构简▲单更易于维护, 可以满足不同种类产品的生产, 对用户来说, 可以很快进行产品结构的调整和▃扩大产能, 并且可以大大降低产业工人的劳动强度。
机↓器人特点
1．可以实现对圆盘类、长轴类、不规则形状、金属板类等工件的自动上〓料/下料、工件翻转、工件转序等工作。
2．不依靠机床的控制器进行控制』，机械手采用独立的控制模块，不影响机ξ 床运转。
3．刚性好，运行平稳，维护非常卐方便。
4．可选：独立料仓设⌒ 计，料仓独立自动控制。
5．可选：独立流水线。
机器◇人分类
关节式机器人
1．机器人最大工▽作范围（回转半径）：620mm-3503mm
2．机器︼人负载能力：3kg-700kg
3．机器人工作节拍：大于等于3秒
4．定位精度：±0.1mm
5．驱动形式：全伺服≡驱动
6．手爪驱动：气动或者电动，根据→工件不同定制，自动换爪功∩能
7．编程方式：示教编程, AS语言编程
8．料仓/输送线：根据工件不同定制
直角坐标机器
1．机器人工作范围
水平行程：1000mm-20000mm
垂直行程：200mm-3000mm
工件旋转：±180度
2．运行速度：
水平运动最大速▅度：3000mm/s
垂直运动最大速度：1000mm/s
3．定位精度：
水平运动重复精度：±0.1mm
垂直运动重复精度：±0.1mm
4．传动形式：
水平运动传动形式：同步带/齿轮齿条
垂直运动传∞动形式：同步带/齿轮齿条/丝杆
5．负载重量：最大负载1000kg
6．运动控制系统：PLC/运动控制卡/CNC
7．手爪驱动：气动/电动，根据工件不同定制，自动换爪功能
8．料仓/输送线：根据工件不同定制
以上两种形式的机器人都可以很好的完成加工工件的上下料工作。都有其自身的特☆点。关节式机床上下料机器人工作效率高，动Ψ作节拍快，占地空间小，但是成本投入相对高一些。坐标式机床上下料机器人工作效率高，占地空间相对大一些。但是︻成本的投入要少很多。这两种形式的选择还要看现场的工艺及要求来决定。
现代加工工艺要求高效质量，机床上下料机器人有着符合这个时代意义的特性，它将引领这个时代加工工艺质的飞跃。
南通机床◣公司一台VM600加工中心出于提高工效和降低员工劳动强度的需要，加装了一台能自动完成上、下料工作的机器人。当机器人ω完成上料后，防护门关闭，工件自动装夹，加工完成后，工装放松，防护门打开∞，再由机器人卸料。
1.硬件要求
此次改造中，我们新增了能实现自动装夹的气动工装，自动打开和关闭的气动防护门等，并通过PLC输入输出接口◆，与机器人完成工作状态的应答。为◥了实现动作的精确及安全，对硬件的配置有↑如下要求：
（1）气动工装，设有夹具夹紧及放松到位检测开关。
（2）气动防护门，设有开门及关门到位检测开关。
（3）控制工装及防护门动作的电磁阀为▓两位双」电控电磁阀。
2．工作逻辑框图
机床和机器人共同完成抓料、加工和缷料的控制过程流程如图1所示。
图 1
（1）从图1可以看出机床防护门的打开是在全部加工结束以后，防护门的关闭也要机床与机器★人交互应答之后才能发出关闭指令，通过实际测试△，这两项时间总计有4s左右，假如能巧妙地利用好切削前的准备时间和切削后的各轴复位移动①的时间，就能最大限度地压缩这4s左右的非切削时间，从而实现我们的工效目标。
通过攻关，我们发现最好的解♀决办法就是在加工过程快结束时，由机器人直接控制开门，又当机器人完成上料工作后，再由机器人直接控制关门。经此∴改动后，整体加工时间压缩了约3.5s。
（2）考虑到机器人有时〓会存在如保养或故障时无法工作的情况，而我【们又希望机床能够不停机、持续√地加工产品，为此我们在机床侧加装了一个“机器人「模式”与“人工模式”切换旋钮，当处在“人工模式”时，就同时将机器人置为紧停状态，这时防护门的◤开、闭由机床控制。这样一来，会出现防护门的开、闭既▆可以由机床控制，也可由机器人控制的情形（实际上，在正常情况下，如前面所说当处于“人工模式”时，机器人被置为紧停状态，机器人是〗不会发出开、闭门指令的），仅出于安全上考虑，控制机床防护门动作的电磁阀，其电ω 气动作应设计成：当电磁阀得△电时执行动作，当动作完成后，就失电，即不能让电磁阀处于长期通电的状态。
在进行电控设计时，有必要说明一点，由于防护门的开合既要由机床来控制，又要由机器人来控制，且控制命令要以收】到门开、门关到位信号来结束，而装在门上的门开、门关到位检测开关各只有一个，如何卐供机床和机器人两个控制单元使用呢？并且还要保证机床和机器人各自24VDC直流电源供电电路的独立性。我们设计了如图Ψ 2～图4所示的控制电路。
图 2
注：SQ1、SQ2为防护门开、关到位检测开关；X0.0、X0.1为机床PLC输入信号地址←。
图 3
注：KA1、KA2为中间继电器；Y0.0、Y0.1为机床PLC输出信号地址〇。
图 4
机床上的PLC逻辑如图5所示。
图 5
注：同上X0.0、X0.1为机床PLC输入信号地址；Y0.0、Y0.1为机床PLC输出信号地址。
（3）在使用时还发现当机床在执行工装夹紧工件工】作有时会出现误信号，而机床和机器人全然不知，继续执行加●工，从而造成对工装或刀具的损坏。我们通过仔细观察，最终找到了原因——由于其他状况的出现，机器人实际上没有把ξ待加工的工件放置在工装上，机床执行工装夹紧命令〗时，工装上的夹紧缸在推动夹爪移动的过程中，会发出一个瞬间的工装夹紧到位信号，让机床和机器人误认¤为工装夹紧动作已经完成。
后来将机床的PLC控制程序改成了机床在执行工装夹紧命令时，只有工装『夹紧信号能持续地发出一段时间（如1s），才认为工装夹紧■动作正常完成。
