我們常說團結(jié)就是力量，只有相互配合，才能把工作做得更完美。這不僅適用于人類，與數(shù)控機床一樣，工業(yè)機器人也需要相互配合，才能做好工作，提高工廠的生產(chǎn)效率。
所以我們要學(xué)習(xí)的是工業(yè)機器人和數(shù)控機床是如何配合工作的？以FANUC機器人為例。
FANUC機器人在電機外殼加工生產(chǎn)線上的應(yīng)用過程采用機器人自動裝卸技術(shù)和iRVision視覺系統(tǒng)，合理規(guī)劃機器人運動軌跡，將工業(yè)機器人搬運技術(shù)與數(shù)控機床加工技術(shù)有機結(jié)合，實現(xiàn)自動裝卸工件和自動碼放加工成品，實現(xiàn)高精度、高效率、低成本的產(chǎn)品加工。
1、FANUC機器人
FANUCRobotM配備了兩條自動加工生產(chǎn)線－FANUC伺服電機是20iA搬運系統(tǒng)中的機器人之一，用作行走機器人R1αiF12／3000控制，通過精密減速器、齒輪和齒條傳動，重復(fù)精度高，可輕松適應(yīng)導(dǎo)軌兩側(cè)機床布置的方案。
主要用于毛坯工件的抓取、機床上料、加工工藝間工件的抓取、加工成品的拆除和運輸。
另一臺固定機器人R2結(jié)合FANUC獨特的智能機器人技術(shù)(iRVision視覺功能)，用于下料，并將成品放入料筐中。
FANUCRobotM－20ia機器人每個環(huán)節(jié)的每個組合都是一個關(guān)節(jié)點或坐標(biāo)系，其形狀和位置如下圖所示。
2、自動加工線設(shè)備布置
電機外殼由上料輸送帶和下料輸送帶自動加工生產(chǎn)線(iRVision視覺系統(tǒng)分別配置)、行走機器人R1(導(dǎo)軌式)、固定機器人R2、由兩個VM850立式加工中心、一個CLX360數(shù)控車床、成品料筐和系統(tǒng)控制柜組成，各設(shè)備布置如下圖所示。
3、數(shù)控加工工藝
工件為電機外殼，如下圖所示，材料為ADC12鋁合金。加工內(nèi)容包括端面銑削鉆孔、攻螺紋和內(nèi)孔切割。
零件加工工藝內(nèi)容分布如下：
(1)VM850立式加工中心1進行M4螺紋底孔鉆孔、M4螺紋攻擊螺紋和銑削外圓凸臺加工，如下圖所示。
(2)VM850加工中心2鉆6個φ5．如下圖所示，加工5mm的通孔和孔口倒角工藝。
(3)CLX360數(shù)控車床加工內(nèi)孔、臺階孔、孔倒角，如下圖所示。
此外，還需要設(shè)計專用夾具，加工中心夾具采用內(nèi)夾法，數(shù)控車床采用外夾法。
4、機器人自動上下料動作設(shè)計
機器人氣動手爪部件是根據(jù)工件的外觀特點設(shè)計的，包括氣動、傳感器和機械部件。工件加工工藝如下：
①上料傳送帶上放置了毛坯工件。
②行走機器人R1復(fù)合爪抓取空白工件，行走到加工中心，將工件安裝在加工中心的專用夾具上，如下圖所示。
③加工中心1加工完成后，行走機器人R1復(fù)合爪取下工件，行走到加工中心2位置，將工件安裝在加工中心2的專用夾具上，如下圖所示。
④加工中心2加工完成后，行走機器人R1將工件取下至數(shù)控車床，并將工件安裝在專用夾具上，如圖9所示。工件加工完成后，取下工件，機器人行走到工件翻轉(zhuǎn)臺進行工件翻轉(zhuǎn)和交換，如下圖所示。
⑤翻轉(zhuǎn)臺交換工件后，機器人R1將加工成品放置在下料傳送帶上，如圖11所示，機器人R2將工件下料，自動碼放置在成品料筐中，如下圖所示。
到目前為止，一個完整的加工過程已經(jīng)結(jié)束。每個加工過程都有相應(yīng)的節(jié)奏。調(diào)整數(shù)控加工程序和機器人動作程序后，可以實現(xiàn)數(shù)控機床加工與機器人上下材料的完美結(jié)合。
5、專用夾具設(shè)計
根據(jù)三臺數(shù)控機床各自的加工工藝任務(wù)，設(shè)計了三套組合氣動夾具，介紹如下。
(1)立式加工中心1專用夾具:立式加工中心1鉆孔攻擊，如下圖所示。
(2)立式加工中心2專用夾具:立式加工中心2鉆6個φ5．5mm通孔、孔口倒角工藝加工，采用氣動三爪自定心卡盤夾緊工件，采用兩個彈性V塊定向夾具，如下圖所示。
1．啟動卡盤2．支承塊3．彈性V形塊4．特制卡爪
(3)數(shù)控車床專用夾具:數(shù)控車床采用內(nèi)孔、臺階孔、孔口倒角工藝加工，設(shè)計夾具一側(cè)兩銷定位工件，夾緊氣動旋轉(zhuǎn)夾具。
6、機器人、PLC與數(shù)控機床的界面
為保證機器人與數(shù)控機床的安全配合，應(yīng)在機器人、PLC與數(shù)控機床之間建立安全可靠的通信連接。
在硬件方面，三者之間的相應(yīng)輸入和輸出點通過屏蔽電纜連接。在軟件方面，通過機器人專用軟件和PLC接口，收集機床和機器人的當(dāng)前狀態(tài)，編制符合上下料邏輯的相應(yīng)控制程序，最終實現(xiàn)數(shù)控機床與機器人的有效通信。
關(guān)鍵需要處理緊急停止信號、數(shù)控機床準(zhǔn)備信號、機器人爪氣動信號、數(shù)控機床夾具松動信號、安全門信號等。數(shù)控機床狀態(tài)監(jiān)測圖如下圖所示。
隨著工業(yè)機器人的應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)用技術(shù)也越來越高。因此，工業(yè)機器人自動給料機構(gòu)作為數(shù)控機床的輔助部件，越來越受到機床制造商和用戶的重視。
通過機器人與數(shù)控機床的緊密配合，保證了系統(tǒng)加工過程的緊密性，降低了工人的勞動強度，大大提高了工作效率，具有良好的應(yīng)用價值。
探討工業(yè)機器人與數(shù)控機床一體化發(fā)展的途徑
近年來，機床行業(yè)整體市場規(guī)模萎縮、產(chǎn)能過剩等問題日益突出，機床工具行業(yè)正面臨和經(jīng)受到調(diào)整轉(zhuǎn)型的嚴(yán)峻考驗。自2011年以來，機床企業(yè)的凈利潤開始下降，整個機床行業(yè)都很沉默。與此同時，隨著勞動力成本的上升和企業(yè)智能化的轉(zhuǎn)型，機器人市場也很受歡迎。
事實上，與其他行業(yè)相比，機床行業(yè)進入機器人具有無與倫比的優(yōu)勢。機器人的關(guān)鍵應(yīng)用是運動控制，運動控制是保證機床精度的重要因素。從這個角度來看，機床制造與機器人制造技術(shù)密切相關(guān)。
除了傳統(tǒng)的焊接應(yīng)用外，機器人還廣泛應(yīng)用于機床上下料、材料搬運碼垛、拋光、噴涂、裝配等領(lǐng)域。金屬成型機床是機床工具的重要組成部分。成型加工通常與高勞動強度、噪聲污染、金屬粉塵等術(shù)語有關(guān)。高溫、高濕度甚至污染的工作環(huán)境使該職位難以招聘。工業(yè)機器人與成型機床的集成不僅可以解決企業(yè)就業(yè)問題，還可以提高加工效率和安全性，提高加工精度。目前，它已成為一種巨大的發(fā)展趨勢。
機床是生產(chǎn)機器部件的機器，簡單地說，就是生產(chǎn)機器的機器。數(shù)控機床是機床的數(shù)字化和智能化，主要通過數(shù)控設(shè)備發(fā)出信號，控制機床根據(jù)圖紙的要求，根據(jù)形狀和尺寸，自動加工和生產(chǎn)零件。數(shù)控機床更好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多種零件的加工問題。直率地說，它是機械部件的生產(chǎn)，從手工到機械化，再到數(shù)字應(yīng)用過程。
機器人是先進的高科技產(chǎn)品，伺服電機、驅(qū)動器、控制器、減速器等許多核心部件需要高精度機床生產(chǎn)，包括轉(zhuǎn)盤、手臂、手臂、箱、手腕等關(guān)鍵部件也由機床完成，即使人工和機械能生產(chǎn)，也難以保證產(chǎn)品的精度。
核心或關(guān)鍵部件的任何誤差都會影響機器人的運動和操作精度。特別是電子產(chǎn)品行業(yè)對機器人的要求非常嚴(yán)格。因此，只有確保關(guān)鍵技術(shù)和部件的準(zhǔn)確性，機器人的應(yīng)用和推廣才能有技術(shù)和質(zhì)量的基礎(chǔ)。洛江區(qū)政府的這種做法將很好地促進機器人產(chǎn)品的生產(chǎn)，并在提到產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)揮重要的示范作用。
此外，未來中國機器人市場的快速增長可能是上述機床行業(yè)的關(guān)鍵原因之一。
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