机器人上下料应用案例.docx
基于PLC的上下料机械手
输入设备：传感器、 按钮、操作开关等， 用于接收操作人员 的指令和检测物料 的位置。
输出设备：电机、 气缸、电磁阀等， 根据控制要求驱动 机械手完成上下料 动作。
通讯模块：用于实 现控制器与上位机 之间的数据传输和 通讯，便于远程监 控和调试。
控制系统的软件设计和实现
软件设计：根据机械手的工作流程和控制要求，设计相应的软件程序，包括主程序、中断程序、 子程序等。
微处理器控制： 智能化、自动化 ，适用于大型系 统
分布式控制：灵 活性高，适用于 多轴联动控制
机械手的运动轨迹和定位精度设计
运动轨迹设计：根据生产工艺需求，确定机械手的运动轨迹，包括抓取物 料、移动到指定位置和放下物料等动作。
定位精度要求：根据生产工艺的精度要求，确定机械手的定位精度，确保 机械手能够准确地将物料放置在指定位置。
实现方式：采用PLC编程语言，如Ladder Diagram或Function Block Diagram，编写控制 程序，实现机械手的上下料动作控制。
调试与测试：在完成软件设计后，进行调试和测试，确保机械手能够按照预设的要求准确、稳定 地完成上下料动作。
优化与改进：根据实际运行情况和用户反馈，对软件程序进行优化和改进，提高机械手的工作效 率和稳定性。
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集成化：随着工业自动化程度的不断提高，上 下料机械手将更加集成化，能够与其他自动化 设备进行无缝对接和协同工作。
定制化：针对不同行业和企业的需求，未来的 上下料机械手将更加定制化，能够满足客户的 特殊需求和个性化要求。
可持续性：随着环保意识的不断提高，未来 的上下料机械手将更加注重可持续性，能够 降低能耗和减少废弃物排放，实现绿色生产。
驱动方式选择：根据运动轨迹和定位精度的要求，选择合适的驱动方式， 如气动、电动或液压等。
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。
机器人上下料方案
机器人上下料方案概述机器人上下料方案是一种自动化处理方案，使用机器人来完成工件的上料和下料操作。
这种方案充分利用了机器人的高速、高精度和重复性能力，能够大幅提高生产效率和操作精度，同时降低工人的劳动强度和操作风险。
本文将介绍机器人上下料方案的设计原理、工作流程和应用场景，并探讨其优势和不足之处。
设计原理机器人上下料方案的设计原理基于机器人的灵活性和智能化。
常见的机器人上下料方案包括两种方式：固定夹具和可变夹具。
•固定夹具方案：将工件固定在夹具上，机器人通过定制的夹具装卸工件。
这种方案适用于工序相对固定且工件较稳定的生产线，在生产环境中常见。
•可变夹具方案：通过机器视觉和感应器技术，机器人实时感知工件的位置和姿态，然后根据实际情况，调整夹具的形状和位置，完成工件的上下料。
这种方案适用于工序较为复杂或者工件形状不规则的生产线。
工作流程机器人上下料方案的工作流程通常包括以下几个步骤：1.工件识别：通过机器视觉系统，识别工作区域中的工件位置和姿态信息。
2.路径规划：根据工件的位置和姿态信息，确定机器人的最佳运动路径。
3.夹具调整：根据工件形状和尺寸，调整夹具的形状和位置，以确保工件能够安全地被机器人抓取。
4.上料/下料：机器人根据路径规划，将工件从指定位置上料到指定机器或装置上，或者将加工完成的工件从机器或装置上下料到指定位置。
5.检测和反馈：机器人上下料完成后，通过感应器和视觉系统对工件和装置进行检测，确保上下料操作的准确性和质量。
6.数据记录与管理：记录上下料操作的相关数据，比如工件的序号、产量、质量等，以便后续数据分析和生产管理。
应用场景机器人上下料方案在工业自动化生产中有广泛的应用场景，特别是在以下领域：1.汽车制造业：机器人上下料方案可以应用于汽车组装生产线中，用于上料、下料和装配操作。
2.电子工业：机器人上下料方案可以应用于电子器件的生产线中，实现自动化的物料搬运和装配。
3.医药行业：机器人上下料方案可以应用于药品和原料的生产线中，提高生产效率和产品质量。
机器人在上下料生产线中的应用分析
机器人在上下料生产线中的应用分析【摘要】机器人在上下料生产线中的应用分析是一个热门话题。
本文从增强生产效率、提升产品质量、降低劳动强度、适应多样化生产需求和节约生产成本等方面进行了分析。
通过引言的铺垫，正文详细介绍了机器人在上下料生产线中的应用优势和作用。
结合实际情况选择适合的机器人技术是非常重要的，这样才能取得最好的效果。
未来，随着科技的不断进步，机器人在上下料生产线中的应用前景将更加广阔，也将有更多的应用场景。
通过本文的了解，读者可以更深入地了解机器人在上下料生产线中的应用优势，为实际生产中的选择和应用提供参考。
【关键词】关键词：机器人，上下料生产线，应用分析，生产效率，产品质量，劳动强度，多样化生产需求，生产成本，前景，选择，未来应用。
1. 引言1.1 机器人在上下料生产线中的应用分析随着科技的不断进步，机器人在上下料生产线中的应用变得越来越普遍。
机器人具有多种优势，可以大大提高生产效率，提升产品质量，降低劳动强度，适应多样化生产需求，以及节约生产成本。
通过引入机器人在上下料生产线上进行操作，可以实现自动化生产，减少人为因素的干扰，提高生产效率。
机器人的精准操作可以有效提升产品质量，确保每个产品都符合标准要求。
机器人可以承担重复性高、劳动强度大的任务，减轻工人的负担，提升工作效率。
机器人的灵活性和适应性也使其能够应对生产线上的多样化需求，满足不同产品的生产要求。
最重要的是，引入机器人可以大大节约生产成本，提高企业的竞争力。
机器人在上下料生产线中的应用前景广阔，但是应用需根据实际情况进行选择，未来机器人在生产线上将有更广泛的应用。
2. 正文2.1 增强生产效率增强生产效率是机器人在上下料生产线中的关键优势之一。
传统的上下料工作往往需要大量人力投入，而且存在着人为因素导致的误操作、疲劳等问题，影响了生产效率和产品质量。
而引入机器人进行上下料工作可以有效解决这些问题。
机器人具有高度精准的定位和操作能力，可以在快速高效地完成上下料工作的同时保证产品的一致性和质量稳定性。
机器人在上下料生产线中的应用分析
控制理论与应用今 日 自 动 化Control theory and ApplicationAutomation Today2020.9 今日自动化 ｜ 892020年第9期2020 No.9[2] 郑发跃.工业网络和现场总线技术基础与案例[M].北京：电子工业出版社，2017.[3] 纳普.工业网络安全[M].北京：国防工业出版社，2014.[4] 许勇.工业通讯网络技术和应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2013.[5] 宋云艳.工业现场网络通讯技术应用[M].北京：机械工业出版社出版社，2017.随着我国信息化技术和自动化技术应用范围的增加，使得机器人具有更高的智能化操作方式，机器人在特殊行业具有重要的作用，尤其是在铝模板制造行业中的上下料生产线中，能够有效保证铝模板生产质量。
因此需要铝模板制造单位要重视机器人在上下料生产线中的应用分析，从而提高铝模板制造效率和质量。
1 工业机器人1.1 工业机器人的类别机器人在实际应用中，由于所应用领域不同，因此又能将工业机器人分为以下三种类型。
（1）工业机器人在生产过程中，主要应用臂部区域的机器人可以按照所活动的角度分为直角坐标型、并联机器人以及球坐标类型机器人三种。
（2）通过分析工业机器人所控制运动机构的能力，可以将其划分为点位型、连续型等机器人。
在实际应用中，这类机器人主要是应用到气割焊接、正常装卸运输和机械制造业上下料生产线中。
对比于第一类工业机器人，其能够严格执行程序员所制定的焊接、运输、上下料等程序，确保生产质量达到标准。
（3）在工业机器人工作过程中，其需要读取内部的程序，在读取程序中主要有两种方式，一种为示教输入型，另一种为程序输入型，在应用到上下料生产线中，要根据实际情况所应用，才能有效提高生产效率和质量。
1.2 工业机器人的组成结构一般情况下，工业机器人的组成结构主要由控制系统、主体以及驱动系统构成。
在其正常运行状态下，主要由控制系统所提供工作方式，其主要由执行结构和基座组成，执行结构是由大量的零部件构成的机械手臂或手腕等工作设备，在实际应用中，如果工业机器人需要进行特殊的操作，还需要在其基座添加运动功能，使其能够进行短距离的行走。
T_14_O_F_FANUC机器人上下料工作站应用案例_加工(精)
加工中心双托盘自动上下料系统Fanuc公司设计的Mate200i型机器人，其结构小巧，可作为一个低成本的机床自动化上下料的解决方案。
FANUCMate200i机器人可直接与机床的接口连接，整套自容式系统装置包括一个6轴的机器人，其臂长可延伸19in。
这种机器人可安装到加工中心、车床、铣床和其他机床上，为装卸工件提供服务，其装卸高度离地面36~44in。
Mate200i机器人的重量很轻(只有1050Ib)，可以用于起重设备起吊，将其安装到工厂内任何与之相匹配或允许其接近的机器上。
加工中心自动上下料系统，应用于一个采用装卸双托盘，在立式加工中心上加工汽车空调系统连接件的客户，是一个成功案例。
这个客户车间的立式加工中心采用并列排序，零件要完成正反两面加工。
兰生公司与机器人制造商所指定的集成商合作采用FANUCMate200i机器人集成的自动上下料系统有优异的表现：在加工连接件时，机器人首先把毛坯件传送到一个由液压驱动控制的多功能工件夹具空穴内，该夹具安装在立式加工中心空置的一个托盘上。
当工件夹具上的12个空穴都装上毛坯以后，将毛坯件精确定位并夹紧，然后送入机床开始加工。
立式加工中心的防护门打开，托盘开关定位，将装满工件的夹具放置到加工区域加工。
当机床加工工件的第一面时，机器人开始将更多的毛坯件安装到第二个空置的托盘夹具上。
当毛坯件端部的第一面加工完成以后，托盘再一次更换位置。
机器人从第一个托盘上卸除加工完第一面的工件，然后将其传送到在机器人防护罩内的“翻板工作站”，然后从内侧板将其安装到工作站上，并通过这一工作站将工件有效地翻转，使未加工面朝上，并再次安装到夹具上夹紧。
将第一面经过加工的12个零件再次装卡到夹具以后，托盘再一次改变位置，然后开始工件第二面的加工。
当托盘上的零件已经完全加工，机器人便从托盘上卸下零件。
然而在机器人卸下加工后的零件前，采用安装在机器人夹钳基座上的高速压缩空气喷嘴，吹除遗留在整个夹具上的切屑，因为在卸除零件等过程中，可能会有一些切屑掉落到一个或多个空穴内，影响下一批工件的正确就位。
机器人给机床自动上下料设计
机器人给机床自动上下料设计摘要由于机器人一词带有“人”字，再加上科幻小说和影视作品的宣传，人们往往把机器人想象成为外貌象人的机电装置，例如美国大片《终结者》、《变形金刚》、《机器警察》等等为我们形象的塑造了各种令人印象深刻的机器人形象。
然而科幻片终究只是人类遥远的梦想，其实在现实中，特别是工业机器人，与人的外貌毫无相象之处。
在国家标准中，工业机器人被定义为：“一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。
它能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各种作业。
”机器人赖以完成各种作业的机械实体被定义为：“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置。
”可见，工业机器人是一机电系统，它的灵活程度和动态性能，直接影响着机器人系统的工作质量。
搬运机器人不但能够代替人的某些功能和动作，有时还能超过人的体力能力。
可以24小时甚至更长时间连续重复运转，还可以承受各种恶劣环境进行物体搬运作业，超过限度的必须由搬运机器人来完成。
因此，在恶劣的环境中、重复性操作的工作一般可由机器人来代替。
关键词： 1、机器人 2、搬运 3、代替人工目录一、概述 (1)1.1 机器人的发展概况 (1)1.2 国外机器人研究现状 (1)1.3 国内机器人研究现状 (2)1.4 机器人总体结构类型 (4)1.5 工业机器人的组成 (6)二、机器人给机床自动上下料设计 (8)2.1 设计的相关信息 (8)2.2 自动线设计布局 (8)2.3 夹爪设计 (9)2.4 机器人选型 (10)2.5 机器人外部轴设计 (13)三、搬运机器人的未来发展趋势 (15)四、结论 (16)致谢 .................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 . (17)一、概述1.1 机器人的发展概况自从20 世纪60 年代初美国人创造了第一台工业机器人以后，机器人就显示出它极大的生命力，经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。
上下料机器人工作站系统应用(ABB) 企业案例 --制袋机的PLC控制系统
职业教育工业机器人技术专业教学资源库企业案例课程名称：编制人：邮箱：电话：编制时间：编制单位：XXXXXXX《上下料机器人工作站系统应用》课程--企业案例系统PLC编程调试—制袋机的PLC控制系统1.课程企业案例基本信息企业案例名称系统PLC编程调试—制袋机的PLC控制系统案例编号关键词PLC 控制系统对应知识点系统PLC编程调试2.课程企业案例（1）技术背景：连续式制袋机是为生产各种连卷袋而设计，生产平底直筒的塑料包装，如超市使用的果蔬用袋、垃圾袋、桌布等。
其特点是直筒袋形式，袋与袋之间切有预切口，连续卷绕方式存放，使用时可以将其撕扯分断。
连续式制袋机一般采用PLC与伺服驱动控制。
某厂家的制袋机如下图1所示：图1：连续制袋机（2）制袋机结构组成：当前，在制袋机的控制系统中，采用PLC和伺服电机驱动方式进行控制的应用越来越广泛。
该控制系统的制袋机运行平稳，提高了制袋效率和质量，实际运行可以达到250pcs/min。
制袋机结构主要包括：放卷换卷机构、前牵引辊、随动辊、后牵引辊、收卷分包机构、色标检测、张力检测机构等等，具体如下图2所示：图2：制袋机结构图自动制袋机有以下几个方面主要特点：1、控制线路硬件连接简单，运行稳定、控制可靠方便2、采用高速实时的Ethercat现场总线通讯，同步控制精度高3、应用电子凸轮功能，可以实现热封、切刀的同步控制提高了加工效率4、伺服系统可以解决薄膜拉伸、色标间距不均、造成冲切位置不准的问题5、通过调节牵引速度，进行张力补偿，保持加工薄膜的张力恒定。
（3）制袋机控制网络：随着机器和设备的自动化水平提高，对制造设备驱动器的集中监控已经成为控制系统的必然趋势，采用传统的控制方式基本上无法满足其要求，而采用通讯控制则轻而易举。
电气传动的通讯网络可以实现车间级的现场总线网络控制。
使用Ethercat现场总线通讯控制，仅通过一条通讯电缆连接，无须其他外部接线，不但能完成传统应用的所有功能，还能进行各种数据通讯，可方便地从驱动器中获取所驱动的电动机各种电参数如：运行电流、速度、功率等等，配以人机界面可将上述电参数直接显示在人机界面上。
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机器人机床上下料应用案例
随着装备制造技术的发展，特别在机床加工行业，技术飞速进步，人力成本和自动化程度的提高。
为了最大限度的解放劳动力，提高生产效率和产品质量，使用搬运机器人代替人工，实现高效、高品质、柔性的完成机器人对机床的上下料。
自动化要求设计
1、采用一台机器人、多个工位、配置机器人辅助夹具外加上下料装置以满足客户自动化的生产要求。
2、工作站相对独立，并通过生产线匹配的电、气、水路接口联系多个工作站进行生产。
3、工作站系统简洁实用，便于操作，易于维护, 具有安全防护功能。
4、设计为标准爪式夹具,刚性定位强 ,装卸件方便。
5、机器人外围关键设备采用航插连接，安装、运输、维护都方便。
6、搬运前后合格件、废件在工作站内部不做检验，保证搬运品质的稳定性、加快生产效率，提高产量。
7、具体的工艺和工件规格参考本文以下内容。
概要
本系统的概要：作业者把工件放置到料仓料道上，到位后，机器人从滚道上抓取工件放到第一台
车床上加工，完后取下再放到第二台车床上加工，然后再放回料仓料道指定工位上。
工件规格
名称外径 (mm)内径 (mm)厚度 (mm)质量 (kg)图号
工件 1齿轮1653534 2.15CW6163C-02-049工件 2结合子齿轮1237572.5 1.47CW6163C-02-018系统图
（本图是大致示意图。
和详细图纸有不一样的地方。
）
连续运行模式
序号作业工序作业内容备注
1作业准备① 工件准备、到位人工作业
系统启动②工件类型、数量设定、颜色区分
③ 按启动按钮
2机器人启动①工件取出
工件从上料台取出②等待机床信号、交换工作
3机床 1 上下料机床 1 有工件，下料、吹气清理、上料机床 1 无工件，吹起清理，上料
4工件清洗工件到指定位置吹气清洗。
①把机床 1 加工后的工件放到翻转台上。
5工件翻转放置②等待机床 2 信号，根据工艺不同，为机床
变换夹取位置。
6机床 2 上下料机床 2 有工件，下料、吹气清理、上料机床无工件，吹起清理，上料
7加工完成品放到下①机床 2 加工完成品规则放置到下料台料台② 机器人回到上料起始点；等待作业。
8作业提示当料仓一次加工完毕，提示人工上料以下，从 #1-#8 循环动作
上下料滚道16 工位，自
动换位、升降（详见
1.6.4）
作业期间，不检查产品
是否合格
2上料时，
下料到料道预定位置
注意：出现异常时由操作员确认排除故障后继续运行。
如不能继续运行，则由操作员手动操作设备至可以
启动状态。
其他运行模式
单独运行模式：各设备需单独运行时使用。
各工序工件上下料可单独运行。
节拍和品质条件
节拍目标： 120sec
根据从机床输入输出的I/O 时间，卡盘开闭时间、卡盘清洗时间、机器人接近速度不同，临时放置台放置时间的不同，节拍可能会有变化。
品质条件：工件加工条件（使用工具、刀具旋转速度、进给量速度）的设定由甲方调整，工件的品质（加
工精度、粗糙度）将被视为保证范围之外。
NACHI机器人及其控制系统
1MC20-01 机器人：
MC20-01机器人采用的新型交流伺服电机具有结构紧凑、高输出、响应快、高可靠性等特点，从
而使机器人本体紧凑灵活，具有较大的运动空间、更好的稳定性和较高的重复定位精度。
图1 MC20-01 机器人工作空间
MC20-01 动作参数：
项目规格
J1±180o
J2+60o～-145 o
J3+242 o～-163 o
J4±180o
最大动作范围
J5±139o
J6±360o
J1170 o /s
J2170 o /s
J3360 o /s
J4360 o /s
最大速度
J5360o /s
J6600o /s
J449 N ·M
J549 N ·M
手腕扭矩
J623.5 N M·
J4 1.6kg ·m 2
J5 1.6kg ·m 2
手腕惯性力矩
J60.8kg ·m 2
位置重复精度±0.06mm
本体重量220kg
耐环境性端部相当于IP65（手臂端部采用一般油漆）
安装方式地面 /吊装
详细技术参数请参见技术图示
机器人控制系统：
控制系统支持多种标准工业控制总线，包括： Interbus、Profibus 、Devicenet、Canbus 、Controlnet、EtherNet 、Remote I/O等（此项目通讯方式是I/O方式）；标准的ISA、PCI 插槽，方便扩展；可直接插
入各种标准Modem接入高速Internet，实现远程监控和诊断等。
机器人示教编程器：
机器人系统配有大屏幕彩色触摸屏显示的编程器，操作与编程简单明了，具有在线参数修改和故障
自诊断显示功能。
方便操作者，可以进行示教、监控状态、参数修改和人机交互等，可以进行多窗口显示。
可以进行内部编程，不同其他机器人的语句表编程，使编程更加直观，更加易于掌握。
外接 PLC
标准的工业PC 计算机， Intel 处理器；完全开放机器人控制系统平台，集成商可以根据自己需要配
置系统；功能强大的软件包及功能模块；柔性、开放的外部轴配置方案，可以实现与外部轴的实时联动；
支持多种标准工业控制总线，包括：Interbus 、 Profibus 、 EtherNet 、 Remote I/O等；可直接插入各种标
准Modem 接入高速 Internet ，实现远程监控和诊断等；开放的系统结构，便于客户根据自己需要进行二次开
发，形成自己的产品。
此控制器是系统的主控单元，处理系统的各种信号（机器人与机床的信号交互、
外围辅助设备、料仓料道运动等），可以外加多种信号处理模块。
多工位自动循环料仓料道
该系列料仓专门用作在线存储圆盘类零件，配合关节机器人进行自动上下料，实现无人化加工，装配，检
测等，料仓分为十六工位。
料仓料道工作流程如下图：
注：下料工位在工位 1 （无工件状态）
料仓料道参数：
序号项目说明
1控制方式PLC(16 工位 )
2调速方式无极变频调速
3传动方式蜗轮蜗杆减速机 +链轮 +链条
4提升高度400
5工件圆盘（圆柱）类工件；直径范围（50-200）；高度范围（ 20-80）6定位精度±1
7上下料信号继电器隔离开关信号
8尺寸3400*850*1830( 长 *宽 * 高 )
多工位自动循环料仓料
机器人抓手及其夹具
工件夹具采用两工位内撑式,，一个工位取工件，一个工位放工件。
总结与展望
本文主要从机器人集成应用出发，针对机器人作业系统的作业特点，提出机床上下料应用的解决方案，提出了系统结构及实现方法，设计并实现了客户的要求。
现实中的客户可能会对系统集成供应者提出一些硬性的系统接口、协议要求，这可能直接导致了本文所述方法局限性，也就是说对于不同客户，还是需要根据具体要求对系统进行重新设计，而次方案只能局限于特定客户，这对于供应者来说增加了工作量。
面对这个现实问题，如何提供统一有效的解决方案也是一个很有意义的研究课题。
优酷网视频地址，大量机器人应用视频：。