工業(yè)機(jī)器人在縫紉機(jī)鑄件加工中的應(yīng)用
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多年來，在縫紉機(jī)頭加工領(lǐng)域，生產(chǎn)自動化水平還停留在較低的層度。整個加工過程多采用人工進(jìn)行縫紉機(jī)頭上下料工作。隨著人員成本不斷上漲，加工出的產(chǎn)品利潤率越來越低。采用人工進(jìn)行上下料，危險度大、效率低、次品率高等問題一直困擾著生產(chǎn)廠家。為了提高產(chǎn)品性能，降低人工在生產(chǎn)過程中的不利因素，部分生產(chǎn)廠家開始使用機(jī)器人進(jìn)行機(jī)頭的上下料工作，機(jī)器人作為智能裝備，具有精度高，穩(wěn)定性好，柔性化高等特點。通過使用機(jī)器人不但可以減低人員成本，提高設(shè)備利用率，還可以有效控制產(chǎn)品質(zhì)量。本文以安徽埃夫特智能裝備有限公司開發(fā)的ER50-C20工業(yè)機(jī)器人為應(yīng)用對象，通過仿真軟件，規(guī)劃機(jī)器人工作軌跡路徑，實現(xiàn)機(jī)器人搬運(yùn)縫紉機(jī)頭坯料進(jìn)行機(jī)械加工的過程。結(jié)果顯示，使用機(jī)器人進(jìn)行上下料不但改善了產(chǎn)品質(zhì)量，還減輕了員工的勞動強(qiáng)度，同時減低了對員工生產(chǎn)技能的要求。
1、機(jī)器人結(jié)構(gòu)及參數(shù)
機(jī)器人主要由機(jī)械本體、驅(qū)動部分、計算機(jī)控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、輸入/輸出系統(tǒng)接口幾部分組成。該項目中使用的是埃夫特公司自主研發(fā)的ER50-C20機(jī)器人，該機(jī)器人為6自由度串聯(lián)機(jī)器人。主要參數(shù)如下表：
2.1工位敘述：
工藝如下:
該項目中機(jī)器人末端采用柔性補(bǔ)償器抓手，并附帶氣路單元、主站PLC等。
根據(jù)縫紉機(jī)加工工藝以及機(jī)床尺寸，該項目共計分為七個工位。第一工位為人工上料工位，主要進(jìn)行拆垛以及輸送。第二工位一臺機(jī)器人服務(wù)四臺機(jī)床，第三、四工位每臺機(jī)器人各服務(wù)兩臺機(jī)床，第五六工位每臺機(jī)器人各服務(wù)四臺機(jī)床。第七工位一臺機(jī)器人服務(wù)兩臺機(jī)床，并將加工好的產(chǎn)品進(jìn)行碼垛。（工位間通過轉(zhuǎn)料臺轉(zhuǎn)料。第一工位為輸料臺輸送坯料。）整線采用PLC控制，profibus總線通訊，平均上下料節(jié)拍25S。詳細(xì)布局圖如圖2-1所示：
2.2末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)-柔性抓手
根據(jù)項目工藝要求，該項目中需要采用柔性抓手，即抓手與機(jī)器人之間通過柔性補(bǔ)償器連接。機(jī)器人將工件放置于機(jī)床進(jìn)行加工過程中，由于機(jī)床加工要求工件定位精度為0.03mm，定位精度要求較高，而機(jī)器人的重復(fù)定位精度為+/-0.15mm，如果只采用機(jī)器人進(jìn)行定位則無法滿足精確定位要求。為此，在項目中引入柔性補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，如工件與機(jī)床工裝配合存在位置偏差，柔性補(bǔ)償器將主動從不同角度對機(jī)器人進(jìn)行補(bǔ)償，減小工作定位銷對機(jī)器人的硬接觸力。通過使用柔性補(bǔ)償器，不但可以避免機(jī)器人與機(jī)床工裝硬接觸導(dǎo)致的機(jī)器人過載，還可以減小機(jī)床上工裝上定位銷的磨損，從而實現(xiàn)高精度產(chǎn)品的上下料工作。由于該項目中，縫紉機(jī)頭與機(jī)床定位銷精度要求較高，為避免機(jī)器人抓手與機(jī)床發(fā)生硬接觸，抓手上安裝了柔性補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。抓手根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品數(shù)?；?qū)嶋H樣品進(jìn)行設(shè)計，樣圖如圖2-2。
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