工业机器人辅助上下料工作站的制作方法

本实用新型涉及一种上下料设备，辅助工具为工业机器人，面向对象主要为中高职职业教育。

背景技术：

现有上下料装置通常为三轴移动机构，即夹持工装沿着X、Y、Z三个方向移动完成工件的取料和放料；例如，公告号为CN201610512574.6的中国实用新型专利，公开了“一种上下料装置”，其通过三个方向的移动机构和两个拾取机构进行上下料过程；此种通过三轴移动机构的上下料方式存在着缺陷，由于数控机床与上下料装置之间没有通讯，因而采用常规方式上料，存在拾取姿态不正确或放置时间不对的问题；例如，在冲床上下料时，拾取材料为金属板料，当姿态不正确时会影响材料流动，导致成形破裂；

另外，针对于数控机床上下料，常用的上下料装置虽然自动化程度较高，但是手动调试或排除故障时需要靠近设备；但是针对于教学，学生操作设备时一般要保持安全距离，所以在教学过程中存在一定的危险性。

技术实现要素：

为了克服现有技术中上下料过程中设备之间无通讯，在安全距离外无法控制上下料装置等缺陷，本实用新型提供一种工业机器人辅助上下料工作站，借助工业机器人末端执行器，通过示教编程或离线编程完成数控机床的上下料过程 ；

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工业机器人辅助上下料工作站，包括工业机器人、传送机构、数控机床和外围护栏，工业机器人放置在正对数控机床安全防护门的位置，工业机器人法兰盘安装相应的末端执行器，工业机器人左右两侧各放置一个传送机构。设备整体被外围护栏包围，护栏两侧各开放一个窗口；物料经过进料口-第一传送机构-工业机器人-数控机床-工业机器人-第二传送机构-出料口，构成一个完成的数控加工流程；

上述的工业机器人辅助上下料工作站，所述工业机器人为六轴串联工业机器人FANUC-M-10iA/12，所述工业机器人与夹具之间采用星塔机械快换工具进行连接，通过内六角螺钉将所述星塔OX-03A机械快换连接头固定在机器人法兰盘，另一端星塔OX-03AI机械快换头连接SMC夹具；所述机械快换工通过由气动控制，所述机器人侧机械快换工具通过直径4mm的气管连接到双向电磁阀，电磁阀的另一端与硅莱空压机相连；所述电磁阀连接西门子S7-1200系列PLC，所述PLC连接机器人控制柜中的控制板；所述工业机器人末端安装欧姆龙视觉检测摄像头；

上述的工业机器人辅助上下料工作站，所述数控机床采用VMC650加工中心，加工中心放置在工业机器人末端执行器的行程范围内；数控机床控制系统与PLC连接，反馈数控机床加工状态；

上述的工业机器人辅助上下料工作站，所述传送机构主要由支撑架和同步带机构组成，所述支撑架为不锈钢材质，采用桁架结构，通过地脚螺栓固定在地面；所述同步带机构由螺钉安装在支撑架上，同步带由交流伺服电机驱动，所述交流伺服电机固定在同步带机构侧面，连接谐波减速器；所述减速机通过弹性联轴器与同步带轮连接，同步带采用V带结构。所述同步带通过同步带机构末端的调节螺钉拉紧；所述同步带机构的进入端安装第一光电传感器，末端安装第二光电传感器；

上述的工业机器人辅助上下料工作站，所述外围护栏采用菱形钢丝网结构，两侧和后面各有四根立柱，立柱通过地脚螺钉固定在地面上，钢丝网喷涂为黄色；正面护栏开门处设置第三光电传感器，所述第三光电传感器与安全灯连接；

本实用新型的有益效果是，本实用新型上下料装置采用工业机器人辅助对物料进行搬运，有效地提高了空间运动轨迹的灵活性；将机器人示教器放置护栏外，可保障操作人员和围观人员的安全；在机器人法兰盘末端安装视觉检测装置，实现智能化的调整物料姿态，判断毛坯质量；

附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1为本实用新型示意图；

图2为传送机构示意图；

图3为外围护栏结构示意图；

图4为工业机器人结构示意图

图中1.数控机床，2.工业机器人，3.外围护栏，4.第一传送机构，5.第二传送机构，6.支撑钢架，7.伺服电机，8.减速器，9.同步带，10.同步带调节螺钉，11.第一光电传感器，12.第二光电传感器，13.护栏框架，14.菱形铁丝网，15.进料口，16.出料口，17.安全门，18.第三光电传感器，19.工业机器人底座，20.工业机器人一轴，21.工业机器人二轴，22.工业机器人三轴，23.工业机器人四轴，24.工业机器人五轴，25.工业机器人六轴（法兰盘）

具体实施方式：

【实施例1】

工业机器人辅助上下料工作站包括数控机床1、工业机器人2、外围护栏3、第一传送机构4和第二传送机构5，物料从外围护栏3上的进料口12进入工作站，进料口15与第一传送机构4对应，当物料位于同步带9上时，第一光电传感器11检测到信号并将此信号发送给PLC，PLC驱动伺服电机7转动；若同步带调节螺钉10调节合适 ，同步带会跟随着运动起来；当物料跟随传送带运动到第二光电传感器12的位置，第二光电传感器将信号发送给PLC，PLC控制电机停止转动；此时，PLC将物料到位信号发送给工业机器人2，工业机器人运动到第一传送机构末端，通过视觉检测判断物料姿态，然后选择合适的姿势抓取物料；物料抓取成功后，工业机器人发送信号给数控机床1，数控机床1的安全门打开，工业机器人按照预先编好的程序将物料放置在数控机床内的工装上，然后退出数控机床；此时，工业机器人再次发送信号给数控机床，数控机床关闭安全门，开始加工零件；当零件加工完成后，数控机床发送信号给工业机器人，同时打开安全门；工业机器人从数控机床中抓取已加工好的零件，将其放置在第二传送机构5上，此时光电传感器检测到信号，伺服电机转动，零件跟随同步带运动，从出料口16离开工作站；

在工作站运动过程中，护栏内不能有人进入；护栏框架13和菱形铁丝网14一方面可以避免外部人员进入，但是不影响教学和观摩；另一方面可以避免工业机器人编程错误，导致机器人大范围运动伤人。若工作站运动过程中有人打开安全门17，第三光电传感器18会检测到信号并将此信号发送给PLC，PLC立刻停止工作站一切运动，以保障人身安全；

【实施例2】

第一传送机构和第二传送机构的位置可以根据场地或料库位置进行移动，同样也可以增加第三传送机构；若机器人视觉检测发现零件加工质量较差，不满足要求，可以将此物料放置在第三传送机构上，然后直接将此零件送到废料库中；传送机构的高度和长度可以自己设定，然后通过示教器修改机器人运动程序即可。