一、發(fā)動(dòng)機缸體上下料機器人 
　　要求用一臺機器人同時(shí)給四臺加工中心進(jìn)行上料和下料工作。從加工中心門(mén)開(kāi)后14秒之內要取下工作臺工裝上的缸體及換上要加工的缸體。整套系統還要有毛坯缸體供料線(xiàn)和下料線(xiàn)，全自動(dòng)工作。水平軸的運行速度是2米/秒，而上下軸的運行速度要達到1米/秒。 
　　圖1和圖2分別是工作現場(chǎng)的機器人和要抓取得零件照片。其中水平運動(dòng)軸的整體長(cháng)度達到50米，采用SP300型號的直線(xiàn)運動(dòng)單元。采用伺服電機配減速機作為驅動(dòng)，采用齒輪齒條傳動(dòng)。由于殼體的重量大體積大，不宜采用單上下運動(dòng)軸雙手爪結構。為了保證14秒的卸裝節拍要求，采用雙Z軸及雙手爪方式。兩根Z軸的型號是AP200，它們一起隨X軸做水平運動(dòng)，但可以單獨做垂直運動(dòng)。

　　圖3是對重量輕些的發(fā)動(dòng)機殼體自動(dòng)上下料機器人現場(chǎng)照片。整套機器人總長(cháng)達到了25米，分別對四臺機床進(jìn)行上下料工作，同樣采用H型雙Z軸雙手爪結構。由于重量輕，Z軸選擇AP160。在機械強度上，搬運能力上，驅動(dòng)能力，轉動(dòng)慣量比等都留有較大的余量，確保機器人的剛性好，強度大，高速和低速都運行平穩，加速和減速停止過(guò)程中不會(huì )產(chǎn)生晃動(dòng)和爬行等。由于兩種機器人的結構和工作過(guò)程幾乎完全一樣，所以就介紹一些主要部分。 

機器人手爪： 

　　由于發(fā)動(dòng)機缸體表面形狀特殊不平，采用大行程氣動(dòng)雙指手爪。手爪閉合時(shí)手指能鉤住發(fā)動(dòng)機缸體兩側的凹槽，增多摩擦系數，確保杠體能被平穩抓起及運動(dòng)，還能確保它的方位精度。通過(guò)兩側的凹槽勾取住發(fā)動(dòng)機缸體，不會(huì )發(fā)生夾取時(shí)下滑的現象。 
　　手爪上帶有夾緊到位傳感器，手爪張開(kāi)到位傳感器和手爪中有無(wú)殼體傳感器。確保抓取和放下零件的可靠性。手爪同時(shí)有斷氣保護機構，確保斷電，斷氣時(shí)，能保持一段時(shí)間內夾住缸體，避免缸體突然從手爪中掉落下來(lái)。 

控制系統： 
　　兩種發(fā)動(dòng)機殼體上下料機器人系統的控制系統采用的是西門(mén)子的數控系統，西門(mén)子公司的伺服電機，扭卡特公司的精密行星減速機。整個(gè)控制系統帶有自動(dòng)運行，手動(dòng)操作運行，示教運行，診斷功能，單步運行等功能。不僅可靠性高，而且調式和編程方便。采用德國產(chǎn)傳感器，對一些關(guān)鍵位置都有傳感器，確保不會(huì )發(fā)生運動(dòng)不到位，發(fā)生碰撞等。整套運動(dòng)采用嚴格的依賴(lài)傳感器信號來(lái)運動(dòng)，一些運動(dòng)僅在有傳感器信號才可以，實(shí)現一些運動(dòng)的互鎖，確保絕對安全，長(cháng)期可靠工作。 

自動(dòng)注油泵： 
　　由于上下料機器人必須高速運行，長(cháng)期晝夜高效高頻率工作，水平軸和垂直軸的滑塊，齒輪齒條必須周期性定量注油。這樣才能保證機器人高速，低噪聲，長(cháng)期運行。 

安全防護通道： 
　　上下料機器人的水平軸和垂直軸長(cháng)期高速運動(dòng)，快速抓取剛加工完的零件。這時(shí)的殼體上有切削液。不加以防護就會(huì )向四周飛濺。安全防護通道是U字形鋼板，它安裝在X軸前下方Z軸下面。安全防護通道僅在機床工作臺上方手爪上下運動(dòng)，抓毛坯處，放置殼體處留有窗口，確保Z軸和手爪僅在特定位置能上下運動(dòng)。這樣不僅可以防止切削液的飛濺，收集引導切削液，還能保護機床不受機器人誤動(dòng)作和零件脫落對機床造成的損傷。 

檢修和維護通道： 
　　為了確保上下料機器人能長(cháng)期，穩定可靠地工作，要對機器人周期性檢查防護，保養。而機器人桁架及上門(mén)的水平運動(dòng)軸通常很高，而上下運動(dòng)軸的最高端可能要達到5米多高。為了維護的方案，在機器人桁架后面安裝一與機器人幾乎一樣長(cháng)，大約1米寬，帶護欄的維護維修通道。以便維修保養人員在上面行走。為了方便維修保養人員的上下通常兩端配有上下用梯子。 

上下料工作過(guò)程： 
　　當我們要對一臺機床進(jìn)行上下料時(shí),我們可以采用一個(gè)Z軸及手爪抓取未加工的毛坯料，另一個(gè)Z軸及所帶的手爪處于空閑狀態(tài),整個(gè)機械手處于等待機床信號狀態(tài)。機械手接收到機床門(mén)開(kāi)啟到位信號后，機械手空閑手爪運動(dòng)到加工好的缸體上方，并下降及抓取加工好的缸體后。然后快速上升到機場(chǎng)門(mén)上方及移動(dòng)一個(gè)小距離使另一個(gè)抓有毛坯的Z軸快速下降及把毛坯杠體放置到工作臺的工裝上�？帐肿Φ�Z軸快速上升到機床防護罩外面，通知機床關(guān)門(mén)及開(kāi)始加工。整個(gè)取下杠體，換上新毛坯缸體及手爪運動(dòng)出機床防護罩外面的時(shí)間小于14秒。到此完成了下料和上料過(guò)程。然后把剛取下的缸體放到下個(gè)工位上進(jìn)行下道工序的加工或移放到下料處。到此完成一臺機床的全部上料和下料過(guò)程。由于一個(gè)機器人給多臺機床同時(shí)上下料，所以完成任意一臺機床的整個(gè)上下料過(guò)程不能超過(guò)30秒。