多机械手自动化连线系统的设计

多机械手自动化连线系统的设计

陈思贤

(珠海凌达压缩机有限公司)

摘要：文中深入分析了盘类或者轴类零件数控加工线多机械手自动化连线的系统，重点说明了系统的构成、具体特征、工作原理。对该系统的有效应用，能够使产品的品质得到大幅度的提升，优化工作氛围，节省工作成本，使工人的劳动强度得到大幅度的降低，有着非常好的发展前景。

关键词：机械手；数控加工；执行机构

引言

在社会经济不断发展的过程中，制造技术的先进性有着至关重要的作用，是高新技术发展的重要基础，并且能够使综合国力得到大幅度的提升。在科技飞速发展的过程中，我国对于先进技术应用研究所产生的产品有着非常强烈的需求。盘类或者轴类零件数控加工线多机械手柔性自动化连线系统，能够使数控加工与工业机器人技术得到了充分的展现。

现阶段西方发达国家多数制造行业对无人化生产车间进行了充分的运用，车间中运用柔性生产线，工位间运用机械料道连线传递工件、运用机械手，使人工工作的得到了有效减少，并且保证了产品品质。我国在研发工业机器人的过程中，取得了极大的进步，包括能够进行搬运、喷漆、装配、焊接的工业机器人技术。在科技水平飞速发展的过程中鸿，将机械手自动化连线系统在柔性数控加工自动线中占据着十分重要的地位，在今后的发展过程中得到了广泛的普及与应用。比如，在发动机厂、汽车变速箱等数控加工具有密集性的厂中，盘类或者轴类零件在搬运的过程中往往通过人工来进行，生产环境不好，无法对质量进行有效控制，无法精准的搬运相关工件，常常会使相关工件出现磨损的状况。所以，需要对盘类或者轴类零件数控加工线多机械手柔性自动化连线系统进行有效的研发。

一、多机械手自动化连线系统的构成与运行原理

（一）多机械手动自动化连线系统的构成

控制机构以及执行机构是盘类或者轴类零件数控加工线多机械手自动化连线系统的重要组成部分。

执行机构可以实现工件的运输以及取放，上下料装置、龙门轨道、机械手装置是执行机构的重要组成部分。

控制系统能够保证系统的协调统一，主要由气动/液动控制系统、电控系统等组成。多机械手自动化连线系统的构成主要体现在下图1。

图1多机械手自动化连线系统的构成

（二）运行原理

加工线上的运输执行机构以及数控设备，主要通过控制单元对其运行进行控制协调。工件在进入加工线的过程中，通过运输线的拾取，准确的输送进首台数控加工设备上进行处置，在完成加工工作后，将其在数控设备上取下来，准确的输送入下一台的输送设备之中，在经过不断的数控加工，将其提出数控线，从而有效的构成了一个循环。针对工件的上下料、搬运，具体通过包括机械手等执行机构进行操作，其具体的运行原理体现如下：

根据轴线的走向，将龙门式横梁布置在数控设备生产线上，将几台机械手安装在龙门式横梁上，通常情况下为两台，横梁跨越了几个工位。首台三维机械手将工件抓取出料道，经由伺服电机进行控制提升，转动范围能够达到九十度到一百八十度。之后再经由伺服电机驱动机械手横移到第二个工位，纵向延伸，使机械手下降到准确的位置，启动机械手指，将工件放置到第二个工位上，机械手横移至上一个工位，并且持续进行下一动作。下一台二维机械手抓取到工件之后，再通过伺服电机进行提升，通过伺服电机驱动机械手横移至下个工位，垂直转动一百八十度。伺服电机将机械手降低到相应的位置上，将气动手指打开，将加工完成的工件抓出，提升之后，机械手垂直转动一百八十度将工件放置到原来的机床上，提升到位，并且开始下一个工作。从而不断的进行重复循环。

二、核心部件设计

（一）执行机构

上下料装置、龙门轨道、机械手装置是执行机构的重要组成部分，执行机构的核心部件就是机械手装置。

驱动装置伺服带有制动电机、导向机构、齿轮机械箱、旋转气缸、气动手指、齿条手臂等是机械手臂的重要组成部分。在机械手装置之中，手指需要与工件进行直接接触，能够对零件进行安放与抓取，其动作主要由气动进行驱动，手指连接于旋转气缸，能够在抓取工件之后，通过气缸的驱动使它能够根据需要的角度进行旋转。

手臂在上下运动的过程中，导向杆为了杜绝手臂根据升降的走向进行串动或者轴向转动，使手指处于准确的位置，并且也应当提升手臂刚性，应当将限位装置安装于导向杆两侧，并且运用状况与行程开关来对行程距离进行把控。

运载小车主要通过拖链支承架、具有制动器的伺服电机、运行滚轮、运载小车箱体等构成。

箱体是运载小车的主要部件，拖链架、运行滚轮、伺服电机等都在其上安装，并且在箱子的一侧安装机械手臂，驱动机械臂运行，从而进行工作。运行滚轮能够起到一定的运载作用，使小车能够在龙门架上运行，在运载小车运行的过程中，伺服电机是其重要的驱动力。

（二）控制机构

控制机构主要包含软件系统与硬件系统，其主要核心技术包括：

1.机械手在下降、上升以及横移的过程中，主要通过带制动交流伺服电机控制，在到位之前需要运用变频来降低速度，并且精准的进行定位，并且降低停止过程中所产生的惯性。

2.采用松下带四轴位控单元PLC控制，从而使机械手的横移、下降与上升，PLC主要由输出输入单元、编程器、通信板、上位机链接单元、四轴位控单元、PLC主机。

3.上位机采用工控机，从而对生产线组态进行监控。运用先进互联网技术以及运用人机接口智能组态软件包，从而对生产线的信息数据进行收集，集中化的进行处置，并且实时性的对生产状况进行监控，对故障进行诊断，动态显示。系统部分组成如下图2。

图2系统电气部分的构成

（三）系统内关键设备机械手的技术指标

（四）系统的特征

系统具体有模块化、多元化、柔性化的特征。

柔性化：连线系统在各式各样的盘类轴类零件数控加工线上都能得到有效的应用，结合加工件的实际需求，应当选用相适应的机械臂装置，结合加工工委的实际需求，控制机械手装置的数量。在对软件进行调控的过程中，使连线系统能够进行柔性化的组合。

多元化：机械手在运行的过程中，结合其机械装置的差异性，能够进行一维、二维、三维的运行，动作能够达到从简到繁的需求。

模块化：机械手装置属于基本模块，可以结合其相应的需求，在相应位置上进行安排，使快速组合得以实现，并且协调各功能模块，从而实现相应的功能。

结语

通过对盘类或者轴类零件的生产厂商进行深入的分析，数控加工设备在这些厂家当中得到了广泛的应用与普及。但是进行加工件的搬运以及上下料的自动化设备，仍然比较缺乏。在进行这一系列工作的过程中，仍然需要人工的手段才能得以实现，很难使工作质量得到大幅度的提升，导致自动化水平不高。有效应用盘类或者轴类零件数控建工险多机械手自动化连线系统，能够使以往大量耗费劳动力、人工实操紧张繁琐的问题得到了有效改善，使其能够精准的定位，有效的节约了辅助时间与机动时间，使劳动生产率得到了大幅度的提升，使零件磕碰撞的现象得以避免，并且有效的节省了生产成本。有效的提升了零件的加工精度，并且提升了工作效率，使环境污染问题与资源消耗问题得到有效的避免，应用前景十分广阔。

参考文献：

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