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案例頻道 利用機器人進行機床上下料，是機床業應用最廣泛最成熟的系統。4月20日剛剛在南京落下帷幕的中國國際數控機床展覽會（CCMT 2012）上，筆者特意對機器人上下料系統進行了解析。
在多款智能產品中，“FANUC機器人”成為一大亮點，共有13家企業展出了共計21臺智能機器人系統，占本屆機床展所有機器人總數的91%，恰如由FANUC機器人組成的“黃色軍團”，以先進的自動化技術、完善的系統解決方案、柔性的生產理念，有效地向觀眾詮釋和倡導節能高效的含義和最新的機床柔性自動化加工理念。
筆者就以FANUC機器人為代表，談談智能機器人在機床行業上下料應用。
圖一：機器人系統的基本構成
機器人應用于機床自動化方式有三種：“地裝式機器人搬運”（島式加工單元）、“地裝行走軸機器人搬運”（機床成直線布置）、“天吊行走軸機器人搬運”（機床成直線布置）。均可以通過長時間連續無人運轉實現了制造成本的削減，以實現通過機器人化實現了質量的穩定。
“地裝式機器人搬運系統”——最具有廣泛性
本次展會上，多數機床上下料系統采用“地裝式機器人搬運”，也稱“島式加工單元”，該系統以FANUC六軸機器人為中心島，機床在其周圍作環狀布置，進行設備件的工件轉送。集高效生產、穩定運行、節約空間等優勢于一體，適合于狹窄空間場合的作業，高剛性的手臂和最先進的伺服技術保證高速作業時運動平穩無振動。利用iR Vision 2D視覺可實現工件的快速識別與高速取放。
圖二：“島式加工單元”，FANUC機器人于CCMT展會現場圖
2012CCMT機床展上，南通科技、三一精機、揚力集團、北一大隈、上海機床廠、南京帕萊克機械、成都普瑞斯、南京新貝斯特、蘇州珈瑪、紐威數控、深圳捷甬達、山東永華分別采用“地裝式FANUC機器人搬運”，即島式加工單元，展示了“機床上下料”的應用。
“地裝行走軸機器人搬運系統”——最具有擴展性
本次展臺上，上海發那科機器人有限公司采用FANUC M710iC/50 配合2臺ROBODRILL 完成無人化、一體化、柔性化的機床上下料工作。通過2D照相機來檢出，取出，再通過3D立體傳感器校正工件偏差。并利用一體機電腦實時顯示視覺拍攝圖像。由于配置了有效行程為3米的7軸地裝導軌來進行設備件的工件轉送，運行速度快，有效負載大，有效地擴大了機器人的動作范圍，使得該系統具有高效的擴展性。
FANUC Robot Rail 是一款可應用于多種場合的機器人行走軸單元。具備多種優勢：一是可根據實際使用的需要，對有效行程進行調整（定制）；二是運動由機器人直接控制，不需要增加控制系統；三是其防護性能好，可適用于點焊、涂膠、搬運等行業；四是使用FANUC 伺服馬達控制，通過精密減速機、齒輪、齒條進行傳動，重復精度高。五是結構簡單，易于維護。
圖三：“地裝行走軸機器人搬運系統”結構圖
圖四：“地裝行走軸FANUC機器人搬運系統”現場圖
“天吊行走軸機器人搬運系統”——最具有沖擊力
天吊行走軸機器人搬運系統，也稱“Top mount系統”，具有普通機器人同樣的機械和控制系統，和地裝機器人擁有同樣實現復雜動作的可能。區別于地裝式，其行走軸在機床上方，擁有節約地面空間的優點，且可以輕松適應機床在導軌兩側布置的方案，縮短導軌的長度。和專機相比，不需要非常高的車間空間，方便行車的安裝和運行。可以實現單手抓取2個工件的功能，節約生產時間。
圖五：“天吊行走軸機器人搬運系統”結構圖
圖六：“天吊行走軸FANUC機器人搬運系統”現場圖
當然本屆展會以機床為主，機器人的應用還只是其中點綴，應用也主要集中于上下料、搬運、裝配等系統，諸如機器人的焊接、噴涂、切割、鑄造取件的應用未能收錄在內，但卻可以從中窺到機器人應用的廣泛性，隨著中國制造的不斷深入，相信工業智能機器人的舞臺會越來越大！
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