1数控机床上下料机器人上位机及上下料流程的设计

1.1数控机床上下料机器人上位机的设计

根据我国提出的2025年中国制造的相关要求，本文研发出一款将数控机床、工业机器人、立体仓库、RFID技术以及检测技术进行一体化结合的智能化上下料系统，该数控机床上下料机器人能够自主完成镗削、车削、钻削和铣削等多种复杂工序，从而实现对复杂零件的加工。其不仅能够简化计划调度与生产管理，使上下料环节的速度大幅，还能合理管控产品的加工质量。除此之外，通过MES系统的工单下达与加工任务排程来对零部件进行智能化的加工与生产管控，数控机床上下料机器人还能对加工零件进行指定尺寸的在线实时检测，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HSR-JR612型六自由度的工业机器人，并将其与CDCK-20A型数控机床进行结合，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。

1.2数控机床上下料机器人工作流程的设计

在数控机床上下料机器人中，其工作流程的设计具体如下：首先利用MES系统向数控机床上下料机器人下达工单与加工任务，在上料时，由数控机床确定点，并由数控机床驱动机器人的一侧手抓来抓取待加工的工件，此时数控机床的防护门会开启，并将机床液压卡盘松开，机器人在放料后加紧卡盘，然后数控机床的防护门会关闭，机器人则自动返回至点，从而完成整个上料过程。在下料时，机器人的一侧手爪会抓取待加工工件，数控机床的防护门开启，手爪在抓取到加工完成工件后，液压卡盘会自动松开，此时机器人会自动调整姿态，并将抓取到的加工工件放到卡盘中，然后卡盘加紧，后机器人返回到点中，从而完成整个下料过程。

2数控机床上下料机器人结构设计实施2.1防护门系统的设计

在数控机床上下料机器人工作中，考虑到防护门可能会存在关闭不严或没有关闭等现象，因此需要将其防护门进行改装，使其成为自动门。在改装过程中，自动门的开启与关闭必须动作迅速，而且维护要简单，具备较高的可靠性，因此需要在自动门中设置一个气缸，由气压来传动控制自动门的开启与关闭，利用三位五通双控电磁换向阀来对气缸进行控制，并设置节流阀来对自动门的开启与关闭速度进行控制。除此之外，还要通过磁性开关的安装来对自动门的开关进行限位，同时通过继电器来发送自动门的输入输出信号，由MES系统对自动门的到位检测信号进行接收，并控制继电器做出相应的反应。

2.2系统控制及通讯的设计

在数控机床上下料机器人中，其控制系统主要是通过MES来完成的，同时MES系统还具备通讯功能，其通讯模式采用快速I/O模式。在硬件上，利用屏蔽信号电缆来实现机器人和数控机床之间的端子连接，并在端子中并联相应的继电器来达到控制液压卡盘的目的。

2.3部件监测及在线测量的设计

在数控机床上下料机器人中，对数控机床等设备运行状态的监测，是利用MES系统中的设备层来进行数据采集，并通过视觉检测系统来对工件的摆放位置等信号进行检测，然后将信号反馈给机器人，机器人通过调整位置姿态来对工件进行抓取。后，在智能化系统中还应用了RFID系统，通过对工件电子标签信息的扫描，来对加工工件的尺寸进行在线测量，并按照相应的尺寸信息来对工件进行铣削、钻销等加工操作。