工業(yè)機(jī)器人柔性制造生產(chǎn)線的布置與組成分析

　　工業(yè)機(jī)器人柔性制造加工生產(chǎn)線的布置

　　自動(dòng)生產(chǎn)線的布置形式是生產(chǎn)線設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)加工零件的工藝要求合理布置加工設(shè)備的重要步驟，需綜合考慮零件的加工工藝、加工設(shè)備的功能、物流輸送的方式、專用設(shè)備的功能、安全保護(hù)的實(shí)施、中間過程的儲(chǔ)料、機(jī)械手的承載、工件姿態(tài)的轉(zhuǎn)換、定位夾緊的方式、工廠占地面積等，通過綜合分析上述項(xiàng)目，設(shè)計(jì)出符合加工工藝要求的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的生產(chǎn)線總體方案圖，設(shè)計(jì)時(shí)需綜合多種因素、通盤考慮、兼顧全局，不斷改進(jìn)、逐步優(yōu)化，最大限度的發(fā)揮生產(chǎn)線各組成部分的功能，使生產(chǎn)線達(dá)到實(shí)現(xiàn)功能最多、使用設(shè)備最少、制造成本最低、占地面積最少的高性價(jià)比自動(dòng)化生產(chǎn)線，從而為企業(yè)提供最佳的自動(dòng)化生產(chǎn)線解決方案。

　　自動(dòng)生產(chǎn)線按使用的機(jī)器人的不同分為：

　　關(guān)節(jié)式機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線（圖1）

　　桁架式機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線（圖2）

　　工業(yè)機(jī)器人柔性制造加工生產(chǎn)線的組成

　　上料設(shè)備

　　是給自動(dòng)生產(chǎn)線提供毛坯坯料的自動(dòng)輸送設(shè)備，它是生產(chǎn)線加工產(chǎn)品的輸入設(shè)備，常采用皮帶輸送、自動(dòng)輥道輸送、懸掛鏈輸送、地推鏈輸送、板鏈輸送等，設(shè)備上具有工件定位、輸送導(dǎo)向、工件停止、到位檢測(cè)等機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工件的準(zhǔn)確、可靠的傳輸。

　　機(jī)器人系統(tǒng)

　　是自動(dòng)生產(chǎn)線的核心組成部分，是加工零件在各加工設(shè)備間流轉(zhuǎn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括機(jī)器人本體、機(jī)械手、機(jī)器人控制系統(tǒng)。具有運(yùn)行速度快、定位精度高、回轉(zhuǎn)自由度多的特點(diǎn)。是集檢測(cè)、定位、夾緊、回轉(zhuǎn)、松開、移動(dòng)于一體的智能化設(shè)備。

　　各工序加工設(shè)備

　　是實(shí)現(xiàn)零件加工的數(shù)控加中心或數(shù)控專用設(shè)備（數(shù)控車床或數(shù)控磨床等），是零件加工的主體設(shè)備。設(shè)備由獨(dú)立的數(shù)控系統(tǒng)控制，具備自動(dòng)開關(guān)門，自動(dòng)換刀、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)切削、自動(dòng)排屑，甚至自動(dòng)在線檢測(cè)等功能，能將零件按CNC程序的要求加工至符合工藝尺寸和精度要求，是現(xiàn)代制造業(yè)中，不可缺少的自動(dòng)化加工設(shè)備。

　　專用設(shè)備

　　是自動(dòng)生產(chǎn)線中用于完成某一特定功能、由設(shè)計(jì)人員專門設(shè)計(jì)的自動(dòng)化專用設(shè)備。是自動(dòng)生產(chǎn)線中不可缺少的重要組成部分，如零件流轉(zhuǎn)過程中的姿態(tài)翻轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)向工作臺(tái)、滿足工藝要求的工裝裝配或拆卸工作臺(tái)、零件加工過程中的尺寸精度檢測(cè)工作臺(tái)、重要零件氣密性檢測(cè)工作臺(tái)、零件輸送過程中的儲(chǔ)料工作臺(tái)、零件流轉(zhuǎn)過程中的清洗清潔工作臺(tái)、零件檢測(cè)完成后合格品及不合格品的自動(dòng)分流工作臺(tái)等。

　　下料設(shè)備

　　是自動(dòng)生產(chǎn)線中將加工完成的成品零件自動(dòng)輸送出加工區(qū)域的專用設(shè)備，是生產(chǎn)線加工產(chǎn)品的輸出設(shè)備，常采用皮帶輸送、自動(dòng)輥道輸送、懸掛鏈輸送、地推鏈輸送、板鏈輸送等，設(shè)備上具有工件定位、輸送導(dǎo)向、工件停止、到位檢測(cè)、錯(cuò)位報(bào)警、防撞防碰、廢液收集等機(jī)構(gòu)，以保證工件完好無損、準(zhǔn)確可靠的輸出。

　　圍欄及外圍設(shè)備

　　是自動(dòng)生產(chǎn)線中將加工區(qū)域與外圍環(huán)境隔開的安全保護(hù)圍欄及安全保護(hù)控制設(shè)備。包括安全圍欄、安全門、安全光柵、安全門鎖、踏腳板等相關(guān)輔助設(shè)備。安全光柵、安全門鎖等安全保護(hù)裝置的信號(hào)與生產(chǎn)線系統(tǒng)控制部分相串聯(lián)。在機(jī)器人工作時(shí)，只要任何一處安全裝置的信號(hào)發(fā)生變化，機(jī)器人和整個(gè)生產(chǎn)線就會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行，并發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，從而確保操作人員和加工設(shè)備的絕對(duì)安全，及時(shí)提醒維護(hù)人員排除設(shè)備故障。

　　線路布置及走向

　　是自動(dòng)生產(chǎn)線中各相關(guān)設(shè)備的動(dòng)力線路、控制線路、氣源管路、液壓油路的布置形式及相關(guān)走向。包括主控電柜位置、操作電柜位置、中間接線盒位置、氣源處理及分配器位置、液壓站位置等。線路布置形式可采用空中橋架布置、地面走線槽布置、地溝走線槽布置。線路布置時(shí)應(yīng)將電纜線、控制線、氣管、油管等分開布置，橋架或線槽應(yīng)布置整齊、固定可靠、線路最短，防潮、防油、防干涉、放磕碰。

　　工業(yè)機(jī)器人柔性制造加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的步驟和思路

　　通過分析機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線加工零件的相關(guān)工藝參數(shù)和生產(chǎn)線布置的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的步驟和思路提出以下幾點(diǎn)要求：

　　充分分析加工零件的工藝性，明確加工所需的相關(guān)工藝參數(shù)；

　　根據(jù)參數(shù)選取適合零件加工所需的各種工藝裝備，包括機(jī)床、夾具、刀具、檢測(cè)設(shè)備等；

　　根據(jù)生產(chǎn)場(chǎng)地和零件的加工設(shè)備，選擇便于工件抓取和裝夾的機(jī)器人，設(shè)計(jì)相應(yīng)合適的機(jī)械手。

　　考慮上述自動(dòng)化生產(chǎn)線總體布置時(shí)的相關(guān)事項(xiàng)，并通過具體分析逐項(xiàng)明確各項(xiàng)的技術(shù)要點(diǎn)，使總體設(shè)計(jì)內(nèi)容更加清新和完整；

　　根據(jù)上述內(nèi)容繪制生產(chǎn)線具體的總體布置方案圖，在圖上標(biāo)注出物流的方向，各部分設(shè)備的相關(guān)功能等；

　　根據(jù)加工過程中零件流轉(zhuǎn)的先后順序和時(shí)間長(zhǎng)短，繪制零件加工自動(dòng)生產(chǎn)線的循環(huán)周期表；

　　對(duì)可能出現(xiàn)的幾種總體布置方案進(jìn)行工藝性和經(jīng)濟(jì)性分析，選擇占地面積最少、工藝性能最好、制造成本最低的總體布置方案。

　　對(duì)方案圖做進(jìn)一步細(xì)化和完善，使設(shè)計(jì)文件符合工廠實(shí)際生產(chǎn)的要求。