为机床工具企业提供深度市场分析                     

用户名:   密码:         免费注册  |   申请VIP  |  

English  |   German  |   Japanese  |   添加收藏  |  
沈阳机床

车床 铣床 钻床 数控系统 加工中心 锻压机床 刨插拉床 螺纹加工机床 齿轮加工机床
磨床 镗床 刀具 功能部件 配件附件 检验测量 机床电器 特种加工 机器人

机器人

电工电力 工程机械 航空航天 汽车 模具
仪器仪表 通用机械 轨道交通 船舶

搜索
热门关键字:

数控机床

 | 数控车床 | 数控系统 | 滚齿机 | 数控铣床 | 铣刀 | 主轴 | 立式加工中心 | 机器人
您现在的位置:机器人> 加工与维修> 数控机床智能化升级改造
数控机床智能化升级改造
Jun 4, 2021  来源: 湖南三一工业职业技术学院   作者:陆 雄

     摘要:为了提升数控机床的智能化水平,提出将工业机器人、自动测量技术、刀具检测技术应用到数控机床,完成自动上、下料功能及工件在线测量功能,实现数控机床的智能化升级改造。希望能对数控机床智能化升级改造有一定的借鉴作用。

     关键词:数控机床;机器人;智能化;升级改造
  
     0 引言
  
     数控机床是制造业应用最广泛、数量最多的机械设备,对广大工业企业的生产与发展起到了极其重要的作用。在当前倡导“工业 4.0”与“中国制造 2025”战略的背景下,智能化制造已成为制造业发展的方向,而传统的数控机床已无法满足现代企业智能化生产的需要。因此,推动智能化技术改造尤为重要,对传统的数控机床进行智能化升级改造已成为一项十分重要的工作。近年来,以工业机器人为代表的关键技术装备发迅速,为深入推进智能化升级奠定了一定的基础。探讨将工业机器人与数控机床相结合,运用自动测量技术和刀具自动检测技术,组成智能制造单元,实现数控机床的智能化升级。

     1、 智能制造单元整体结构设计
  
    选用的数控机床为湖南三一工业职业技术学院现有的一台KVC650 立式加工中心。机器人采用现有的一台 ABB 工业机器人,完成工件的上料、下料及搬运工作。增加自动测量系统对工件进行自动检测,配置自动刀具检测系统,构造成一个基本的智能制造单元,实现整个加工过程的智能化。所有控制流程由数控机床通过编程来实现。
 
    1.1 智能制造单元设备组成

    设备平面布置如图 1 所示。
 
  

图 1 设备平面布置

     1.2 主要设备及装置介绍
  
     1.2.1 KVC650 立式加工中心
  
     KVC650 型加工中心是三轴控制数控机床,可控制 X、Y、Z三轴联动进行直线插补、圆弧插补。该机床配备有自动换刀装置,刀库容量为 10 把刀具。可自动连续地进行钻、铣、镗、攻丝加工和轮廓的粗、精加工。该机床选配 FANUC 0iMB 数控系统。主要规格参数如下:
  
    (1)工作台纵向行程:650 mm。
    (2)工作台横向行程:450 mm。
    (3)主轴箱垂直行程:500 mm。
    (4)主轴转速范围:60~6000 r/min。
    (5)主轴锥孔:BT40。
    (6)进给速度(X,Y,Z):5~8000 mm/min。
    (7)快速移动速度(X,Y,Z):10 000 mm/min。
    
    1.2.2 ABB 工业机器人
    
    采用的工业机器人型号为 IRB1600,主要技术参数为:
    
    (1)承重能力:荷重 6 kg。
    (2)工作范围:到达距离 1.2 m。
    (3)位置重复精度:0.02 mm。
    (4)关节数量:6。
    
    1.2.3 气动精密平口钳
    
    气动精密平口钳安装在加工中心工作台上,用于自动装夹待加工工件。
    
    (1)规格:6 英寸。
    (2)工作原理:气液增压。
    (3)气源压力:0.7 MPa。
    (4)最大夹紧力:5000 kg(可调)。
    
    1.2.4 在线测量装置
    
    在线测量装置的测头部分安装在刀库中,通过换刀实现测头的调用,通过数控机床编程进行测量,检测工件是否合格。

    2 、智能制造单元工作过程
  
    2.1 智能制造单元控制系统
  
    控制系统框图如图 2 所示,CNC 数控装置作为智能制造单元的控制核心,所有控制指令由 CNC 控制系统发出,工业机器人协助完成工件的上、下料及搬运工作。自动测量装置分为两部分,测头和接收器,测头安装在刀柄上,由数控程序控制实现自动测量,接收器安装在机床本体上,接收来自测头的信号。气动平口钳完成工件的夹紧和松开,防护门由气缸驱动起安全防护作用。工件料架存放待加工毛坯和加工好的成品。
   
 
   
图 2 控制系统
  
    2.2 智能制造单元工作流程
  
    数控程序实现对整个加工过程的控制,按下循环启动按钮(或远程启动按钮),主程序运行,对系统进行初始化。机床各轴运行到指定位置,平口钳松开,防护门打开。同时判断料架是否有料,没有料发出缺料信号,如果有料,数控机床发出上料指令,机器人将毛坯从料架搬运到数控机床平口钳位置,平口钳夹紧上料完成。数控机床自动对刀,运行加工程序,加工完成运行测量程序,判断零件是否合格,如果不合格,发出不合格报警,合格则运行下料程序,判断加工零件数是否达到设置值,少于设置值,继续运行上料程序,加工下一个零件。如果零件加工数量达到设置值,程序结束,实现零件自动加工。工作流程如图 3 所示。
 
  

 图3 智能制造单元工作流程
  
    3 、程序介绍
    
    数控机床需要设计的程序有自动上料和下料程序、防护门自动开关程序、精密气动平口钳程序及自动测量程序。机器人设计 4 个工作位置,机器人初始位置、机器人平口钳位置、机器人料架毛坯位置和机器人料架成品位置。机器人根据数控机床CNC 发出的指令,移动到相应的工作位置。每次装卸完工件,机器人回到初始位置。
    
    4 、结束语
    
    通过对数控机床智能化升级的研究,将工业机器人与数控机床有机结合起来,使数控机床的智能化水平大幅提升。实现省工省力、提高效率、保证质量,满足智能制造的要求。通过进一步研究,还可以将这些技术扩展到工业生产中,具有非常广阔的发挥空间,为企业数控机床的智能化升级改造提供借鉴。
  

    投稿箱:
        如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表,或进行资讯合作,欢迎联系本网编辑部, 邮箱:skjcsc@vip.sina.com