利用機(jī)器人進(jìn)行機(jī)床上下料，是機(jī)床業(yè)應(yīng)用最廣泛最成熟的系統(tǒng)。4月20日剛剛在南京落下帷幕的中國(guó)國(guó)際數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)（CCMT2012）上，筆者特意對(duì)機(jī)器人上下料系統(tǒng)進(jìn)行了解析。

　　在多款智能產(chǎn)品中，“FANUC機(jī)器人”成為一大亮點(diǎn)，共有13家企業(yè)展出了共計(jì)21臺(tái)智能機(jī)器人系統(tǒng)，占本屆機(jī)床展所有機(jī)器人總數(shù)的91%，恰如由FANUC機(jī)器人組成的“黃色軍團(tuán)”，以先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、完善的系統(tǒng)解決方案、柔性的生產(chǎn)理念，有效地向觀眾詮釋和倡導(dǎo)節(jié)能高效的含義和最新的機(jī)床柔性自動(dòng)化加工理念。

　　筆者就以FANUC機(jī)器人為代表，談?wù)勚悄軝C(jī)器人在機(jī)床行業(yè)上下料應(yīng)用。

　　圖一：機(jī)器人系統(tǒng)的基本構(gòu)成

　　機(jī)器人應(yīng)用于機(jī)床自動(dòng)化方式有三種：“地裝式機(jī)器人搬運(yùn)”（島式加工單元）、“地裝行走軸機(jī)器人搬運(yùn)”（機(jī)床成直線布置）、“天吊行走軸機(jī)器人搬運(yùn)”（機(jī)床成直線布置）。均可以通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)無(wú)人運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了制造成本的削減，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)機(jī)器人化實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量的穩(wěn)定。

　　“地裝式機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)”——最具有廣泛性

　　本次展會(huì)上，多數(shù)機(jī)床上下料系統(tǒng)采用“地裝式機(jī)器人搬運(yùn)”，也稱“島式加工單元”，該系統(tǒng)以FANUC六軸機(jī)器人為中心島，機(jī)床在其周圍作環(huán)狀布置，進(jìn)行設(shè)備件的工件轉(zhuǎn)送。集高效生產(chǎn)、穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)約空間等優(yōu)勢(shì)于一體，適合于狹窄空間場(chǎng)合的作業(yè)，高剛性的手臂和最先進(jìn)的伺服技術(shù)保證高速作業(yè)時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)振動(dòng)。利用iRVision2D視覺(jué)可實(shí)現(xiàn)工件的快速識(shí)別與高速取放。

圖二：“島式加工單元”，F(xiàn)ANUC機(jī)器人于CCMT展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)圖

　　2012CCMT機(jī)床展上，南通科技、三一精機(jī)、揚(yáng)力集團(tuán)、北一大隈、上海機(jī)床廠、南京帕萊克機(jī)械、成都普瑞斯、南京新貝斯特、蘇州珈瑪、紐威數(shù)控、深圳捷甬達(dá)、山東永華分別采用“地裝式FANUC機(jī)器人搬運(yùn)”，即島式加工單元，展示了“機(jī)床上下料”的應(yīng)用。

　　“地裝行走軸機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)”——最具有擴(kuò)展性

　　本次展臺(tái)上，上海發(fā)那科機(jī)器人有限公司采用FANUCM710iC/50配合2臺(tái)ROBODRILL完成無(wú)人化、一體化、柔性化的機(jī)床上下料工作。通過(guò)2D照相機(jī)來(lái)檢出，取出，再通過(guò)3D立體傳感器校正工件偏差。并利用一體機(jī)電腦實(shí)時(shí)顯示視覺(jué)拍攝圖像。由于配置了有效行程為3米的7軸地裝導(dǎo)軌來(lái)進(jìn)行設(shè)備件的工件轉(zhuǎn)送，運(yùn)行速度快，有效負(fù)載大，有效地?cái)U(kuò)大了機(jī)器人的動(dòng)作范圍，使得該系統(tǒng)具有高效的擴(kuò)展性。

　　FANUCRobotRail是一款可應(yīng)用于多種場(chǎng)合的機(jī)器人行走軸單元。具備多種優(yōu)勢(shì)：一是可根據(jù)實(shí)際使用的需要，對(duì)有效行程進(jìn)行調(diào)整（定制）；二是運(yùn)動(dòng)由機(jī)器人直接控制，不需要增加控制系統(tǒng)；三是其防護(hù)性能好，可適用于點(diǎn)焊、涂膠、搬運(yùn)等行業(yè)；四是使用FANUC伺服馬達(dá)控制，通過(guò)精密減速機(jī)、齒輪、齒條進(jìn)行傳動(dòng)，重復(fù)精度高。五是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)。

圖三：“地裝行走軸機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)圖

圖四：“地裝行走軸FANUC機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)”現(xiàn)場(chǎng)圖

　　“天吊行走軸機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)”——最具有沖擊力

　　天吊行走軸機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)，也稱“Topmount系統(tǒng)”，具有普通機(jī)器人同樣的機(jī)械和控制系統(tǒng)，和地裝機(jī)器人擁有同樣實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動(dòng)作的可能。區(qū)別于地裝式，其行走軸在機(jī)床上方，擁有節(jié)約地面空間的優(yōu)點(diǎn)，且可以輕松適應(yīng)機(jī)床在導(dǎo)軌兩側(cè)布置的方案，縮短導(dǎo)軌的長(zhǎng)度。和專機(jī)相比，不需要非常高的車間空間，方便行車的安裝和運(yùn)行?？梢詫?shí)現(xiàn)單手抓取2個(gè)工件的功能，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間。

圖五：“天吊行走軸機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)圖

圖六：“天吊行走軸FANUC機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)”現(xiàn)場(chǎng)圖

　　當(dāng)然本屆展會(huì)以機(jī)床為主，機(jī)器人的應(yīng)用還只是其中點(diǎn)綴，應(yīng)用也主要集中于上下料、搬運(yùn)、裝配等系統(tǒng)，諸如機(jī)器人的焊接、噴涂、切割、鑄造取件的應(yīng)用未能收錄在內(nèi)，但卻可以從中窺到機(jī)器人應(yīng)用的廣泛性，隨著中國(guó)制造的不斷深入，相信工業(yè)智能機(jī)器人的舞臺(tái)會(huì)越來(lái)越大！