数控车床上下料机器人工作站
数控机床上下料智能工作站的设计
数控机床上下料智能工作站的设计数控机床是机械制造行业的主流设备，在工业自动化程度迅猛发展的今天，提高数控机床的工作效率，实现机床上下料的自动化和智能化已经迫在眉睫。
通过改装数控机床自动门、外加PLC作为智能工作站的上位机和采用触摸屏监控等形式，完成数控机床上下料智能工作站的设计，不仅能够提高工作效率，而且能够很好地监控数控机床的运行状态。
标签：数控机床；上下料；智能工作站1 引言在国家《中国制造2025》的宏伟蓝图下，高端数控机床备受生产制造企业的青睐，并且工业机器人亦是如此。
因其具有重复定位精度高、可靠性高、生产柔性化及自动化程度高等无可比拟的优势，已经作为智能化自动搬运系统特别是数控加工设备的重要生产搬运环节而广泛应用。
新时代，在自治区第十三个五年规划精神的指导下，面对国家经济建设飞速发展的新形势，如何紧随发展形势，提高数控车床的生产能力、生产力水平，实现智能化控制、管理，是一个急需解決的问题。
学院现拥有凯达CDCK-20A型全功能数控车和华数HSR-JR612六自由度机器人共11台，设计用工业机器人给数控机床上下料的智能工作站，并且采用触摸屏控制、管理工作站的生产运行，这对学生充分操作、使用、维护机器人、数控机床，促进学院教育教学水平的提高、拓展社会服务能力、发挥创新能力等都有着极为重要的意义。
2 项目方案设计2.1 改装数控车床为自动门凯达CDCK-20A型全功能数控车因其可以实现多轴联动、加工复杂零件和加工精度高的特点，广泛应用在我院的教育教学和生产中。
但凯达数控车的机床门为手动控制，这在数控机床上下料智能工作站的设计中无法实现自动上下料，因此需要改装机床门。
本项目研究小组经企业调研、实地考察和试验等方式，最终确定了给机床门安装减速电机的方式，完成机床门自动开关的硬件改造。
2.2 确定智能工作站的上位机本项目设计的智能工作站是要将数控机床、工业机器人统一控制和管理。
在数控机床和工业机器人系统复位完成后，触摸屏通过上位机控制工业机器人抓取工件、机床门开启、机床液压卡盘松开、机器人送料、机床门关闭、机床开始加工等动作，并且在工业机器人和数控机床工作过程中的状态将实时地反映在触摸屏上。
华数机器人上下料工作站毕业设计
华数机器人上下料工作站毕业设计一、引言在现代制造业中，自动化生产已经成为了大势所趋。
随着人工智能和机器人技术的不断发展，传统的生产模式正在发生改变。
华数机器人上下料工作站是一种新型的自动化生产设备，其毕业设计的研发将对生产线的效率和质量带来重大的改善。
二、华数机器人上下料工作站的设计原理与功能1. 设计原理华数机器人上下料工作站是基于先进的机器人技术和自动化控制技术开发的一种智能化生产设备。
其设计原理是通过机器人臂的自动抓取和放置，实现对产品的上下料操作，从而替代传统的人工操作，提高生产效率，减少人力成本。
2. 功能特点（1）高度自动化：华数机器人上下料工作站完全依靠机器人的自动化操作，实现了生产过程的高度自动化，减少了人为的干预，降低了操作风险。
（2）智能化控制：通过先进的控制系统，华数机器人上下料工作站能够实现智能化的操作，并且可以根据生产需求进行灵活的调整，提高了生产线的灵活性和适应性。
（3）高效节能：相比传统的人工上下料方式，华数机器人上下料工作站在提高生产效率的也减少了能源的消耗，符合可持续发展的要求。
三、华数机器人上下料工作站的应用前景随着制造业的不断发展和对生产效率要求的提高，华数机器人上下料工作站将会有着广阔的应用前景。
1. 在传统制造业中，华数机器人上下料工作站可以实现生产线的自动化升级，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。
2. 在新兴的电子制造业中，华数机器人上下料工作站能够适应多品种、小批量生产的需求，提高生产线的灵活性和适应性，提升企业的竞争力。
3. 在工业4.0的背景下，华数机器人上下料工作站将成为智能工厂的重要组成部分，实现生产线的智能化管理和控制。
四、个人观点与理解华数机器人上下料工作站的毕业设计是一项非常具有前瞻性和实用性的课题。
通过研发该工作站，不仅可以提高生产效率、降低生产成本，更能够推动传统制造业向智能化、自动化的方向发展。
这也是对机器人技术和自动化控制技术的一种重要应用，将为制造业的升级和转型提供重要支撑。
论机器人的数控机床自动上下料应用系统设计
论机器人的数控机床自动上下料应用系统设计2.云南省机电一体化重点实验室云南昆明650031摘要：在制造业领域，加工企业习惯以人工操作机床的方式，对上下料进行加工，此类技术工艺存在一定缺陷。
为提高工艺水平和加工效率，加工企业有必要应用机器人，对机床上下料工装进行合理设计。
本文浅析了基于机器人的数控机床上下料工装设计与应用意义，结合相关案例，探究了基于机器人的数控机床上下料工装设计与应用，以期为相关研究提供借鉴。
关键词：机器人；机床；工装设计引言：在制造业领域，加工企业越来越注重对机器人进行应用，这推动了生产加工方式的转变。
在操作数控机床的过程中，对机器人进行应用，配合机床上下料，必须做好工装设计。
工装设计要确保稳定可靠的工件定位，并保障承载力和夹持力充足。
一、基于机器人的机床上下料工装设计与应用意义在制造业领域，加工企业在加工生产单一产品时，或者生产加工少量产品时，习惯以人工操作机床的方式，完成上下料。
对于品种规格较多的产品和产量较大的产品进行加工，此类作业方式即呈现出缺陷：人工作业具有较大的劳动强度和较高的危险系数，且制造加工效率低，难以保障稳定的产品质量；专机具有较为复杂的结构，需耗费较高的运营成本，依托流水线实施自动化生产难以保障生产效能和经济效益；专机上下料仅适合对某种单一产品进行加工，难以实现柔性加工。
上述方式显然存在一定弊端，可应用机器人对之进行改进，对机床上下料形成优化设计，其意义如下：（1）能实现高效率的生产加工。
利用机器人配合数控机床，对批量较大的产品和小零部件进行加工，能通过机器人实施抓取零件、上下料、装夹、翻转、移位、调头等各项操作，比传统人工方式耗费的成本要低，并能增强生产加工的高效性。
(2)能降低运行机床耗费的成本。
对机器人进行应用，辅助机床实施上下料操作，能实现对作业区域的准确定位，并对工作频次进行调节，能良好满足各类产品的加工需求，并保障产品加工质量。
还能降低机床损耗，简化维修涉及的各项工作。
2 上下料工作站编程与调试
工业机器人编程与调试项目四工业机器人综合训练任务4 上下料工作站编程与调试3 1 2 目录contents402上下料工作站机器人编程与调试1、机器人的工作任务工装托盘到达工位1后，上位机系统发出启动命令。
PLC首先向机床发出调用程序命令；当数控车床返回已就绪命令后，PLC给机器人发出启动命令；机器人抓取工件1到达卡盘位置后，返回到位命令；PLC通知机床卡盘夹持；机器人推出到安全位置后PLC发出机床加工启动命令；加工完成后，PLC通知机器人夹持工件，夹持完成后命令机床卡盘松开；机器人将工件送至吹气清理位置，到达后PLC控制吹气顶销气缸顶出；机器人气爪松开移至安全位置后开始吹气；吹气完成后机器人返回夹持工件，夹持完成后PLC控制顶销气缸缩回；机器人将工件送至激光检测平台；平台夹持机构伸出、气爪夹紧，进行尺寸检测；检测完成后PLC通知机器人将工件放回工装托盘。
开始工件判断机器人为数控车床上下料机器人为清理单元上下料机器人为检测单元上下料铝制圆柱水晶机器人为视觉检测单元上下料启动抓取工件到达机床卡盘的位置，并向机床发出到位命令YN机床卡盘夹紧了加工完成机床卡盘松开可以清理清理完成铝制圆柱水晶机器人退至安全位置机器人人夹取工件，通知机床卡盘松开机器人夹取工件，退回安全位置，通知PLC 将机器人移动到清理单元将工件送到清理单元支撑台，气爪松开退回安全位置，通知清理机器人夹取工件，通知PLC 将机器人移动到检测单元机器人将工件送至激光检测平台，气爪松开移至安全位置，通知检测可以检测检测完成等待调用水晶工件的处理子程序调用铝制圆柱工件的处理子程序抓取水晶到达视觉检测点，气爪松开，退回安全位置，通知检测检测完成将工件放回工装托盘，退回安全位置，完成启动抓取工件到达机床卡盘的位置，并向机床发出到位命令YN机床卡盘夹紧了加工完成机床卡盘松开可以清理清理完成铝制圆柱水晶机器人退至安全位置机器人人夹取工件，通知机床卡盘松开机器人夹取工件，退回安全位置，通知PLC 将机器人移动到清理单元将工件送到清理单元支撑台，气爪松开退回安全位置，通知清理机器人夹取工件，通知PLC 将机器人移动到检测单元机器人将工件送至激光检测平台，气爪松开移至安全位置，通知检测可以检测检测完成等待调用水晶工件的处理子程序调用铝制圆柱工件的处理子程序抓取水晶到达视觉检测点，气爪松开，退回安全位置，通知检测检测完成将工件放回工装托盘，退回安全位置，完成（1）配置I/O板DSQC652（2）配置I/O信号（2）配置I/O信号机器人输入端子PLC输出端子功能DI10_1 Y410 启动DI10_2 Y411 判断铝座还是水晶DI10_3 Y412 机床卡盘卡紧，通知机器人松开工件并退回安全位置DI10_4 Y413 机床加工完毕，通知机器人下料DI10_5 Y414 机床卡盘松开，通知机器人可以取走工件DI10_6 Y415 机器人等待可以清理信号（机器人需到达清理单元前）DI10_7 Y416 等待清理完毕信号DI10_8 Y417 等待可以将工件放至检测处（机器人需到达检测单元前）DI10_9 Y418 等待工件尺寸检测完毕信号DI10_10 Y419 等待视觉检测完毕信号（2）配置I/O信号机器人输出端子PLC输入端子功能DO10_1，DO10_2 无机器人夹具控制DO10_3 X310 机器人准备就绪（在原位）DO10_4 X311 通知机床，机器人已经到了机床上料位置DO10_5 X312 机器人已经退回到安全位置，通知机床可以加工DO10_6 X313 机器人到达下料位置，通知机床卡盘需松开DO10_7 X314 通知PLC驱动行走轴让机器人走到清理单元前DO10_8 X315 机器人到达安全位置，发出通知，可以清理DO10_9 X316 通知PLC驱动行走轴让机器人走到检测单元前DO10_10 X317 机器人已经退至安全位置，通知可以进行工件尺寸检测DO10_11 X318 工件又放至托盘，完成DO10_12 X319 机器人到达安全位置，发出通知，可以进行视觉检测PROC main() Initialize; 初始化 WHILE TRUE DO ；进入循环 WaitDI DI10_1, 1; 等待启动命令 WaitTime 3;等待3s IF DI10_3 = 1 THEN yuanzhu; 调用铝制圆柱处理子程序 ELSE WaitTime 1; 等待1s shuijing; 调用水晶处理子程序 ENDIF ENDWHILE（1）主程序本程序中有初始化子程序、铝制圆柱处理子程序及水晶处理子程序。
车床上下料机械手的设计(全套图纸)
摘要对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式机械手。
重点针对机械手的立柱、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。
具体进行了机械手的总体设计，立柱结构的设计，机械手手臂结构的设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计。
同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。
基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序，达到了设计的预期目标。
关键词：机械手,可编程控制器PLC,液压伺服定位,电液系统AbstractIntegratting the knowledge of the past four years of Machine, discuss and analysis the each part and function of manipulator; design a kind of cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design about base, arm, and end effector and the control system etc. including Total design, waist’s construction design, the arm’s construction design, the wrist’s constr uction design, the end effector’s construction design, and the drive system of manipulator. At the same time, analysis and compute the hydraulic pressure system and control system. Deeply design the manipulator’s control system, which based on PLC. After analysis about the craft process and the requests of the manipulator, the hardware circuit and the control program of the manipulator then is designed. In a word, the design of the manipulator has come to the anticipant object.Keyways: Manipulator, Programmable Logic Controller, Hydraulic servo control, Electrohydraulic system目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 国内外研究现状和趋势 (2)1.4 设计原则 (4)2 工业机械手的总体设计方案 (5)2.1 工业机械手传动方案设计 (5)2.2 工业机械手运动方案设计 (5)3 机械手结构设计 (9)3.1各执行部件（液压缸）的类型选择 (9)3.2 各执行部件之间的联接和固定方式设计 (9)3.3 手部的结构设计、计算及选型 (9)3.4 小手臂的结构设计、计算及选型 (13)3.5 大手臂的结构设计、计算及选型 (18)3.6 回转缸的结构设计、计算及选型 (20)4 液压系统设计 (25)4.1 液压系统的组成 (25)4.2 液压系统的特点 (26)4.3 拟定液压系统 (26)4.4 液压系统控制元件的选型 (27)4.5 液压控制原理及过程说明 (29)4.6 油缸泄露问题与密封装置 (30)4.7 管路布置 (31)5 PLC控制系统设计 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
机器人给4台机床自动上下料解决方案
机器人给4台机床自动上下料解决方案1.解决方案概述该解决方案基于工业机器人和自动化系统，通过将工业机器人与机床连接，实现自动上下料的工作。
机器人负责将原料从储料区搬运到机床上，并将成品从机床上取出并放置到成品区，完成整个生产过程的自动化。
2.机器人选择在选择机器人时，需要考虑以下因素：-承重能力：机器人需具备足够的承重能力来搬运原料和成品。
-灵活性：机器人需要具备良好的灵活性，能够适应不同尺寸、重量和形状的原料和成品。
-高速度：机器人需要具备高速度的运动能力，以提高生产效率。
-操作简单：机器人的操作界面需要简单易用，方便工人进行操作和维护。
3.机床适配为了实现自动上下料，机床需要进行适配。
主要包括以下步骤：-安装夹具：准备适用于机器人搬运的夹具，确保机器人可以准确地搬运和放置原料和成品。
-添加传感器：在机床上添加传感器，用于检测机器人的位置和状态，确保机器人的动作符合机床的要求。
4.系统集成为了实现机器人与机床的连接和协作，需要进行系统集成。
主要包括以下步骤：-机器人控制系统：将机器人与机床的控制系统连接，确保机器人能够按照预定的路径和动作进行操作。
-通信协议：建立机器人与机床之间的通信协议，实现二者之间的数据交换和信息传递。
-安全控制：确保机器人在工作过程中的安全性，如安装机器人的安全防护设备和传感器，设定机器人的工作边界和安全区域等。
5.作业流程自动上下料的作业流程通常包括以下步骤：-原料准备：工人将原料放置在机器人的储料区，并设定机器人的工作参数和路径。
-机器人搬运：机器人按照预定路径和动作，将原料从储料区搬运到机床上，并进行加工。
-机床加工：机床进行自动加工过程，完成对原料的加工。
-成品搬运：机器人将成品从机床上取出并放置到成品区。
-作业监控：监控整个作业过程，确保机器人和机床的正常运行。
6.优势和应用-提高生产效率：机器人的高速度和连续工作能力，可以大幅提高生产效率。
-减少人力成本：机器人的自动化操作可以减少对人工的依赖，降低人力成本。
工业机器人上下料技术及数控车床加工技术组合应用研究
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１ Ｏ ６・
组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术
第 ７期
下 料技 术及 数 控 车 床 加 工 技 术 有 机地 组 合 起 来 ， 实 现 模块 化 自动上下 料 柔 性制 造 单元 ， 达到集 成 化 、 高 精度 、 高效率 的效果 。
２ 数 控 机 床 及 机 器 人 上 下料 协 调 工 作 流 程
其 中在 柔 性 制 造 系统 方 面 ， 机 械 手 自动 上 下 料 装 置 是机 器 人技 术 应 用 的 一 个 重 要 方 面 ， 随 着 机 床
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ３— ０ ７
控 车 床上加 工综 合 零 件 的过 程 。分 析加 工 件 的 工艺 特点 ， 编制 合理 的 Ｃ Ｎ Ｃ加 工程序 ， 规 划合理 的机 器人
一
的高速 高精 度 发 展 趋 势 ， 机 床 加 工 中 自动 上 下 料 技 术 将具 有更 广 阔 的发 展前 景 。研 究 机械 手 上 下料 系 统 的控制 时序 ， 设 计 合 理 的控 制 程 序 ， 巧妙 设计 机 器 人末 端执行 器 （ 手抓 ） 结构 ， 很 好 地 实 现 数 控 机床 与 机器 人 的通 讯 功 能 ， 有 效 地 组 合 工 业 机 器 人 上 下 料 技 术及 数控 车 床 加 工 技 术 于 一 体 ， 最 终 实 现快 速 的 高精 度上下 料 功能 等有 着广泛 的实用 意义 。 本 文采 用 工 业 机 器 人 自动 上 下 料 技 术 ， 研 究 数
文章 编 号 ： １ ０ ０ １— ２ ２ ６ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７— ０ １ ０ ５— ０ ５
工业机器人上下料技术及数控车床 加工技术组合应用研究
基于智能制造单元的数控机床上下料机器人结构设计概论
106 科学与信息化2020年3月下
线实时检测，并通过MES系统的辅助来管理零部件的质量以及 工艺优化。根据以上研究内容，本文采用GSK七轴工业机器人 的工业机器人，并将其与数控车床数控机床进行结合，同时还 应用了立体仓库、RFID技术和信息检测技术，以此研发出能够 进行自动上下料操作的智能化工业机器人，并由自动门来替代 数控机床中原有的防护门。
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一、解决方案
二、车削加工上下料机器人的集成 (一)、选用的机器人： 德国KUKAKR45工业机器人，具有45kg承载能力，机器人在加工点处的精度可 准确到0.15mm。 (二)、机器人的周边设备： 1、以PC为基础ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ库卡机器人控制系统KRC1，包括带有熟悉的视窗操作界面的 控制面板 2、机器人手爪：专为本应用设计的、带有可更换夹持器对钳口的三点夹持器 3、工件物流托架 4、传感器 5、机器人行走导轨 6、控制器 7、电气柜 8、安全围栏及安全门
数控车床上下料机器人工作站
提出要求
这是一家刀具的生产厂家，目前由人工操作车削中心，随着劳 动力成本的增加，客户想利用机器人自动上下料减少用工，同时 需处理的毛坯和成品刀具种类繁多，首先要求在机器人抓手时应 具有灵活性，还要求机器人具有稳定性和上下料的可靠性。
数控车床上下料机器人，可以替代人工实现车削加工单元的生产 线上的立式、卧式数控车床、车削中心在加工过程中工件搬运、 取件、装卸等上下料作业，以及工件翻转和工序转换。
三、项目成效
1、过程可靠性 通过机器人控制系统和机床控制系统之间快速无误的通讯，以及机器人在操作和 测量部件时的精度，可保证系统加工过程的可靠性。 2、改装时间短 用两对手动更换的夹持器对钳口为机器人进行快速改装，每对钳口相应覆盖毛坯 件直径带宽的一半。 3、生产效率提高 由于灵活性和过程可靠性的提高，在使用相同数量的员工情况下，生产效率得到 了明显提高。生产高精度刀具时，自动化程度的高低对企业来说也是一个很重要 的影响经济效益的因素。 4、精密度高 机器人在加工点处的精度可准确到0.15mm。能稳定可靠的将全部相关数据从机 床控制系统传送到以PC为基础的库卡机器人控制系统KRC1上，这也是进行精确 传送的前提条件之一。
根据实际需要，采用库卡机器人KR45被选中担当此任务，它将毛坯料送到 切削中心，并重新取出已完成切削和铣磨的刀具。该六轴机器人用它的三点夹 持器可以抓取直径为35至105mm的物件。其气动操作的钳口可将长度为60到 520mm、重量至30kg的毛坯件准确定位夹紧。操作人员输入待加工部件的直 径，并启动机器人和机床。机床控制系统将工件的特征数据传送至机器人的控 制系统。之后，机器人控制系统计算出需要驶至的位置。KR45通过一个传感器 先测量出码垛叉车的高度，然后测量出上层托盘内第一个毛坯的直径及长度。 这些值将用于抓取。第二次测量过程中，系统以更高的精度即±1mm进行工作。 为此，KR45将毛坯置于一个带有末端卡位的菱柱形斜槽上。机器人测得毛坯件 的直径和长度，并将此值和机床控制系统的预给值相比较。若数据一致，则机 器人将部件导入车床的夹紧装置。否则将给出故障提示信号。完成第一面的加 工后，机器人翻转工件。完成第二面加工后，则机器人将工件置于托盘上。在 切削中心工作期间，KR45为定位台提供下一个毛坯。机器人用它背面头顶上伸 出的吊装架将空的毛坯托盘码放在成品件位置处。
谢谢
Thank you