北京深隆科技有限公司的主要產品及服務為機器人智能涂裝線、工業機器人應用及成套裝備、涂裝自動化生產線集成三大系列，以解放低端勞動力、改善有害工作環境為導向，以工業機器人集成應用為基礎，以行業應用的個性化方案定制為核心，業務領域包括3C產品、汽車零部件等表面處理、重工、軍工、航空、新能源等行業。產品包括：工業機器人噴涂生產線，自動涂裝生產線，全自動點涂膠機器人, 自動上下料機器人 自動玻璃點涂膠機器人，自動鎖鏍絲機器人，自動上下料機器人、 CCD視覺定位鎖鏍絲機,工業機器人配件、機器人工裝，夾具，氣動夾具，氣動工裝，氣動模具，裝配夾具，裝配卡具等。技術咨詢：18001130868 18001197956

一、自動化改造前的相關信息

目標：用機器人給四臺數控機床自動上下料，全程無人參與加工。

加工工件：調心滾子軸承內圈，內徑∮260mm，外徑∮330mm,重量為30KG。

機床數量：四臺磨床+三臺退磁清洗機

工件的加工節拍：180S/件

加工工藝流程：內圈外徑磨——退磁清洗——內圈雙滾道磨——退磁清洗——內圈內徑磨——退磁清洗——超精滾道

二、自動線設計布局

根據已知信息，從占地面積及工藝流程的流暢性和可行性進行分析，作出了以下比較合理的布局方式，如下圖：

圖中OP10為內圈外徑磨，OP20為內圈雙滾道磨，OP30為內圈內徑磨，OP40為超精滾道。

三、夾爪設計具體方案

 結合具體的工作情況，本設計采用連桿杠桿式的手爪。驅動活塞往復移動，通過活塞桿端部齒條，中間齒條及扇形齒條使手指張開或閉合。手指的最小開度由加工工件的直徑來調定。本設計按照工件的直徑為330mm來設計。手爪的具體結構形式如下圖所示：

四、機器人選型

因六軸機器人的相關技術已經很成熟，直接采購比自己開發的機器人會更可靠更便宜，故機器人只需要在知名品牌中選型并購買即可，無需自己設計。

為了提高機器人給機床上下料的效率，在機器人的第六軸上安裝兩個夾爪，可以同時夾持兩個工件。機器人首先從上料倉抓取一個待加工的毛坯，當機床加工完畢后打開門，機器人進入機床內，用空的夾爪將加工好的工件取下來，然后旋轉180度，將毛坯件裝到機床夾具上，最后退出機床。在上下料的過程中動作一貫相連，提高了自動上下料的效率。

當兩個夾爪都夾持工件時，機器人所承受的負載最大，所以在機器人的選型過程中，一定要注意機器人的負載能力，另外還要看機器人最大的活動范圍是否可以覆蓋機器人搬運的目的地點。

根據負載情況查看相關機器人生產廠家的選型手冊，我們選165公斤的工業機器人單機。

五、機器人外部軸設計

通過了增加機器人外部軸行走機構，實現了一臺機器人多工位操作，從而大大提高了機器人的利用率，降低設備的投入成本。

行走機構主要是由移動板部分和行走機構底座部分組成，移動板部分上的伺服電機由配備該設備的機器人控制柜進行控制，該部分可以實現機器人的直線運動，從而實現在同工位之間的切換，該部分被稱作機器人的外部追加直線軸。直線行走的工作原理是由安裝在移動板上的伺服電機通過行星減速機驅動齒輪齒條，使移動板上的六軸機器人可以精確的到達第七軸上的任意位置點。

如下圖所示：

機器人的直線行走由兩條平行的滑軌帶四個安裝滑塊進行導向，確保移動位置的精度。通過計算可得到機器人加上移動板及其他結構件的總重量約為1.6T，根據滑軌的參數分析，選擇滑軌寬度為45mm系列。從以往的設計經驗來看，齒輪齒條的模數暫時取m=3，齒數取z=25，在此場合下強度應該足夠。

標準件的選型確定后，即可根據其安裝尺寸進行其余的結構件設計。之后再進行一些相關的校核工作，比如齒輪齒條的校核等。

機器人的主體結構設計好后，接著就要設計后面的上料倉，外圍的防護欄等。

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