机床上下料料仓之多工位循环料仓

机械加工自动化考试材料1、自动化生产概念自动化生产是人类生产活动中一种先进,完善的高级生产形式，是科学技术不断进步和生产高度发展的产物，也是人类向往和期待的一种理想生产形式。

自动化生产时，各种高生产率的机器设备代替了人繁重的体力劳动，各种自动控制装置，仪器，计算机代替了人的操纵管理和部分脑力劳动，整个生产过程可以在无人参与下，自动按最佳状态连续进行生产，简要表示为：机械化、自动化机器，设备→人的体力劳动。

自动控制装置,仪器→人的操纵。

计算机控制系统→人的部分脑力劳动2、自动化生产的主要特点1。

生产率高2.产品质量,生产数量，生产成本，经济效益,劳动条件综合达到最佳目标 3.一次性投资大，对工人技术要求高3、自动化生产优点1.能有效提高劳动生产率,增加产量2.有较高的经济效益3。

改善劳动条件，降低劳动强度，缩短劳动时间,提高文明生产程度4.减少生产工人，厂房面积，缩短生产周期，降低生产成本，节约能源5.采用自动检测,监控装置，有利于提高和稳定产品质量6.柔性自动化生产，可以快速适应产品变化4、自动化的特点1.省力省工省人，能有效稳定产品质量和增加产品数量2。

生产过程基本不受人的因素影响5、机械加工自动化的基本概念。

五大技术支撑:1.先进制造技术2高精度，高效率的自动化加工设备3先进的物流技术4先进的控制技术5现代化管理技术应该从系统的角度考虑问题6、实现机械加工自动化途径 .生产规模确定自动化生产途径,通常分成两大类：1.成批或大批量生产(少品种大批量）。

单机自动化(高效率）、刚性自动线、柔性自动线2.单件小批量生产(多品种小批量)。

初级自动化加工技术：可变性的单机自动化、辅助工作自动化、测量自动化 . 柔性自动化加工系统：FMS、FMC。

GT，CAPP等基础技术应用7、机械加工自动化的评价标准1.提高劳动生产率：减少加工或装配时间,减少辅助时间2。

稳定和提高产品质量：加工，检验，调节,减少人为因素3.降低产品成本：节约生产时间，材料,能源，节约劳动力，提高设备利用率4。

机床上下料机器人的解决方案机床上下料机器人，采用工业机器人替代操作工，自动完成加工中心、数控车床、冲压、锻压等机床在加工过程中工件的取件、传送、装卸，包括工件翻转，工序转换等一系列上下料工作任务，实现加工单、生产线、生车间的少人或无人化，从而可以降低生产成本，提高工效和产品质量，提升企业的经济效益。

分类：机床上下料机器人产品主要有加工中心上下料机器人、数控车床上下料机器人、冲压上下料机器人、铸造锻造上下料机器人等应用。

机床上下料机器人是在数控机床上下料环节取代人工完成工件的自动装卸功能，主要适应对象为大批量、重复性强或是工件重量较大以及工作环境具有高温、粉尘等恶劣条件情况下使用。

具有定位精确、生产质量稳定、减少机床及刀具损耗、工作节拍可调、运行平稳可靠、维修方便等特点。

在国内的机械加工，目前很多都是使用人工或专机进行机床上下料的方式，这在产品比较单一、产能不高的情况下是非常适合的，但是随着社会的进步和发展，使用人工或专机进行机床上下料就暴露出了很多的不足和弱点，一、专机结构复杂、维修不便，不利于自动化流水线的生产；二、不具备柔性加工特点，难以适应产品变化，不利于产品结构的调整；三、人工劳动强度过大，容易产生工伤事故，效率低下，且使用人工上下料的产品质量的稳定性不够，不能满足大批量、高质量的生产需求。

使用上下料机器人系统可以避免以上问题，它具有很高的效率和产品质量稳定性，结构简单更易于维护，可以满足不同种类产品的生产，对用户来说，只需要作出有限调整，就可以很快进行产品结构的调整和扩大产能，大大降低产业工人的劳动强度。

机床上下料机器人系统主要由工业机器人、料仓系统、末端夹持系统、控制系统、安全防护系统等以及客户端匹配的数控机床组成的自动化系统，通过系统集成，可以实现单台机床、加工单元、流水线和柔性加工单元的机加工自动化。

数控机床上下料机器人具有速度快、柔性高、效能高、精度高、无污染等优点，是一种非常成熟的机械加工辅助手段，是发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的一个重要组成部分，把数控车床和机器人共同构成一个柔性制造系统和柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构简单，而且适应性强。

机器人机床上下料应用案例随着装备制造技术的发展，特别在机床加工行业，技术飞速进步，人力成本和自动化程度的提高。

为了最大限度的解放劳动力，提高生产效率和产品质量，使用搬运机器人代替人工，实现高效、高品质、柔性的完成机器人对机床的上下料。

自动化要求设计1、采用一台机器人、多个工位、配置机器人辅助夹具外加上下料装置以满足客户自动化的生产要求。

2、工作站相对独立，并通过生产线匹配的电、气、水路接口联系多个工作站进行生产。

3、工作站系统简洁实用，便于操作，易于维护,具有安全防护功能。

4、设计为标准爪式夹具,刚性定位强,装卸件方便。

5、机器人外围关键设备采用航插连接，安装、运输、维护都方便。

6、搬运前后合格件、废件在工作站内部不做检验，保证搬运品质的稳定性、加快生产效率，提高产量。

7、具体的工艺和工件规格参考本文以下内容。

概要本系统的概要：作业者把工件放置到料仓料道上，到位后，机器人从滚道上抓取工件放到第一台车床上加工，完后取下再放到第二台车床上加工，然后再放回料仓料道指定工位上。

工件规格名称外径(mm) 内径(mm) 厚度(mm) 质量(kg) 图号工件1 齿轮165 35 34 2.15 CW6163C-02-049工件2 结合子齿轮123 75 72.5 1.47 CW6163C-02-018系统图（本图是大致示意图。

和详细图纸有不一样的地方。

）连续运行模式序号作业工序作业内容备注1 作业准备①工件准备、到位人工作业图1 MC20-01 机器人工作空间MC20-01动作参数：项目规格最大动作范围J1 ±180oJ2 +60o～-145 o J3 +242 o～-163 o J4 ±180oJ5 ±139oJ6 ±360o最大速度J1 170 o /s J2 170 o /s J3 360 o /s J4 360 o /s J5 360o /s J6 600o /s手腕扭矩J4 49 N·M J5 49 N·M J6 23.5 N·M手腕惯性力矩J4 1.6kg·m 2 J5 1.6kg·m 2 J6 0.8kg·m 2位置重复精度±0.06mm本体重量220kg耐环境性端部相当于IP65（手臂端部采用一般油漆）安装方式地面/吊装详细技术参数请参见技术图示机器人控制系统：控制系统支持多种标准工业控制总线，包括：Interbus、Profibus、Devicenet、Canbus、Controlnet、EtherNet、 Remote I/O等（此项目通讯方式是I/O方式）；标准的ISA、PCI插槽，方便扩展；可直接插入各种标准Modem接入高速Internet，实现远程监控和诊断等。

自动上下料机械手的特点和优点自动上下料机械手几乎可以在工业生产中的各行各业被大量广泛应用，具有操作方便，效率高，工件质量高等优点，同时将操作工人从繁重，单调的工作环境中解救出来，越来越受到生产厂家的青睐，拥有此套生产线势必能凸显企业生产实力，提高市场的竞争力，是工业生产加工的必然趋势。

自动上下料机械手主要实现机床制造过程的完全化，并采用了集成加工技术，可以实现对圆盘类、长轴类、不规则形状、金属板类等工件的上下料、工件翻转、工件转序等工作。

并且不依靠机床的控制器进行控制，机械手采用独立的控制模块，不影响机床运转，具有很高的效率和产品质量稳定性，结构简单易于维护，可以满足不同种类的产品生产。

对用户来说，只需要作出有限调整，就可以很快进行产品结构的调整和扩大产能，大大降低产业工人的劳动强度。

采用了集成加工技术，适用于生产线的上下料、工件翻转、工件转序等,它主要采用模块化设计，可以进行各种形式的组合，组成多台联机的生产线。

实现了工业生产制作一体化,该设备生产效率高,质量好。

自动上下料机械手系统主要由料仓系统、末端夹持系统、控制系统、安全防护系统等以及客户端匹配的数控机床组成的化系统，具有速度快、柔性高、效能高、精度高、无污染等优点。

生产线中使用上下料机械手设备的优势主要有以下四点：1.节约人力资源。

有的料，尤其是比较重的料，往往需要几个工人才能完成，而一个冲床机械手，就能搞定了。

2.程序化操作，速度可调。

机械手是根据指定的程序来运行的，修改程序内容，就可以控制机械手的动作。

3.减少人为损耗。

如果是人工操作的话，难免不出现意外，工人受伤，或者是机器受损，亦或是工件受损，机械手基本上能完全避免这些问题。

4.增加效率和提高质量。

亿思特自动上下料机械手的操作速度更加稳定，且工作时间更长，不受外界因素干扰，不会有情绪化，自动上下料机械手通过程序设定的动作，精度高，生产效率更高，产品质量更好。

上下料装配系统总体方案加工装配工作站由上下料工业机器人，机器人控制柜，PLC 控制柜，仓库，上料输送线工作站等构成，机器人完成对工件的搬运和入仓装配，而数控机床则对搬运的工件进行加工处理，机器人与数控机床配合零件的加工入仓。

准备条件加工装配工作站运行的准备条件（1）物料台八个凹槽检测有，仓库八个凹槽检测无，且配件台待装配零件放满。

转盘旋转到位，即工件到达机器人抓取的指定位置（运行前用手动模式触摸屏校正）。

（2）机器人选择远程模式，机器人在作业原点,机器人运行无。

（3）机器人报警无，CNC 报警无。

（4）CNC 卡盘上无工件，CNC 就绪。

工作流程（1）按下启动按钮，机器人伺服使能，机器人启动，发出机器人上料开始信号。

（2）机器人接到上料开始信号，机器人搬运工件到达CNC 正前方50cm 处，发出机器人上料完成信号。

（3）CNC 接到上料完成信号，CNC 门打开，CNC 门开到位，发出机器人送料开始信号。

（4）机器人接到送料开始信号，机器人将工件送入CNC，返回CNC 正前方50cm 处，发出机器人送料完成信号。

（5）CNC 接到送料完成信号，CNC 门关闭，CNC 门关到位，CNC 加工开始，CNC 加工完成，CNC 门打开，CNC 门开到位，发出机器人取料开始信号。

（6）机器人接到取料开始信号，机器人将CNC 内的工件取出，发出机器人取料完成信号。

（7）CNC 接到机器人取料完成信号，CNC 门关闭，CNC 门关闭到位，发出机器人入仓装配开始信号。

（8）机器人接到入仓装配开始信号，机器人把工件放入仓库的凹槽中，机器人移动到装配台夹取配件，待装配完成，发出机器人装配完成信号。

（9）机器人接到装配完成信号，机器人回原点，若仓库装配完的工件数超过八个（含八个）则机器人停止搬运，待清仓与加料加配件后，按下复位按钮，系统继续运行。

若仓库装配完的工件数低于八个则系统继续运行。

（10）暂停：按下暂停按钮，机器人停止搬运，按下复位键后一切运行正常。

自动化设备有哪些了解自动上下料机器人引言：现代制造环境由众多自动化设备形成，自动化设备有助于执行单一且频繁重复的动作，并有较高的生产效率和安全生产环境等优势。

自动化设备有哪些呢，本文主要介绍两种设备，分别是自动上下料机器人和自动供料器。

在许多情况下，自动化已被证明比手工劳动更有效、更准确。

例如，自动化机器人不会感到疲倦，并且可以工作更长时间而不会出错。

它们还可以轻松编程以在仓库和制造工厂中执行特定任务。

事实上，自动化设备是通过机器的动作来完成产品加工、组装、测试等工作。

它有很多类型，下面主要介绍以下两种：自动上下料机器人和自动供料器。

自动上下料机器人自动上下料机器人主要用在制造业中的加工单元和自动生产线上。

安装好的自动上下料机器人由技术员进行示教编程后，在自动记录运行轨迹就可直接工作了。

自动上下料机器人的工作内容是生产线上对于加工原料的上料以及加工零件之间的加工下料，此外还用于加工零件在机床之间转换过程中的处理和翻转。

自动上下料机器人可结合自动上料仓和传送带来实现高效化生产。

自动化设备有哪些结合生产线自动化和生产工艺的需求，选择不同用途和类型的数控机床、机器人导轨、料架以及机床(包括上下料机器人)夹具。

提高生产效率从而节约生产时间，这将大大降低工厂生产成本。

自动上下料机器人中有许多工作模式与定制配件等，例如辅助模块(机器人导轨、料架、控制柜等)、自定义模块(工具、夹具等)、外部保护系统(围栏、传感器等)、布局方式(一拖二或三台机床)可根据工厂生产线的实际加工需求进行全面定制。

自动供料器加入自动供料器是零件加工过程中提高生产效率的关键技术之一。

而自动供料器可在没有人工监视的情况下，按照预先制定好的程序或指令，在规定时间内计算数量以及精准的分拣的自动化设备。

对零件的处理快准稳是自动供料器的主要优势之一。

自动供料器是工业生产环境中时常能看到的自动化设备类型之一。

它们具备多功能性与独立的控制系统，依据配料单所需物料依次进行加料，操作人员依据配料单数据输入自动供料的控制系统，让其自动进行吸料与分拣完毕后的卸料操作。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201621165450.7(22)申请日 2016.11.02(73)专利权人 中意联动科技（天津）有限公司地址 300385 天津市西青区西青经济技术开发区赛达新兴产业园C做902室(72)发明人 李玉环　杨培培　(74)专利代理机构 天津市杰盈专利代理有限公司 12207代理人 徐杨阳(51)Int.Cl.B65G 59/02(2006.01)(54)实用新型名称旋转式料仓(57)摘要一种旋转式料仓，包括底座、料盘、主轴、旋转电机、举升电机、托盘、卡盘和自定心机构，所述的底座和料盘通过设置在其轴线上的主轴相连，所述主轴的底端通过皮带与旋转电机相连；所述的举升电机设置在底座上，举升电机上端设有托盘，托盘上设有三根立柱；所述的料盘上等间隔的设有至少六组可竖向滑动的卡盘，所述立柱的顶端与卡盘相抵，所述的卡盘下端与自定心机构相连。

本实用新型的优点和有益效果：减轻了工人上料的劳动强度，使得料仓中的所有工件可依次到达机器人的抓取位置，保证工件的位置精度，从而方便机械手的抓取，提高了生产效率；另外，自定心机构可以根据工件的大小调节导向杆间的距离，从而满足各种型号工件的使用要求。

权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 206288709 U 2017.06.30C N 206288709U1.一种旋转式料仓，其特征在于：包括底座、料盘、主轴、皮带、旋转电机、举升电机、托盘、立柱、卡盘和自定心机构，所述的底座和料盘通过设置在其轴线上的主轴相连，所述主轴的底端通过皮带与旋转电机相连；所述的举升电机设置在底座上，举升电机上端设有托盘，托盘上设有三根立柱；所述的料盘上等间隔的设有至少六组可竖向滑动的卡盘，所述立柱的顶端与卡盘相抵，所述的卡盘下端与自定心机构相连。

2.根据权利要求1所述的旋转式料仓，其特征在于：所述的自定心机构包括上卡盘、下卡盘、导向杆、销轴、连接杆、调节螺栓、紧固螺母和法兰，所述的下卡盘与料盘相连，下卡盘上设有与三根立柱相匹配的圆孔，立柱可穿过下卡盘直接与设置在下卡盘的正上方的上卡盘相抵，所述的上卡盘和下卡盘上均设有三个长圆孔，上下两个长圆孔中设有可水平滑动的导向杆，所述的销轴设置在连接杆的两端，一端的销轴固定在法兰上，另一端的销轴与导向杆连接。

加工中心上下料方案简述说明：本方案仅是初步方案，用于双方讨论交流，待双方沟通细化一些问题后，再进一步完善本方案。

一、整体要求1、基本信息及要求1）改人工给加工中心上下料为机器人全自动上下料,实现设备上、下料，完全自动化生产。

2）要求设有工件检测设备，超差报警。

3）6台双工位加工中心,3台面对面放置。

4）工件单件重量<10kg.5）单机加工时间17~21min.二、技术方案1、总体说明根据现场设备实际情况及工序要求，遵循相关设计原则，提供两种布局的上下料方案：A)一组龙门式机器人，对6台机床进行上料B）二组衍架机器人，每一组对3台机床上料。

仅以A方案为例，做简单介绍：1）整套系统采用由上下料机器人系统、上料输送系统、下料输送系统、工件检测系统构成。

2）上下料机器人系统由4轴龙门式机械手构成，X、Y、Z轴可在特定的三维空间内任意运动。

Z轴下端带有手爪旋转机构。

考虑到效率问题，最多可抓取4个零件，可同时对2台机床进行上下料。

3）上料输送系统。

带有工装夹具，根据工件中孔进行定位。

4）下料输送系统。

由动力皮带输送线构成。

如下图：5）工件检测装置。

两种方案供选择：A）机床用测头可在加工中心上自动测量工件的位置和尺寸。

安装在刀架上。

加工之前：工件、工装的自动定位测量、工件坐标系的自动建立、工件尺寸的自动检测。

加工过程中：工件关键尺寸和形状的自动检测，刀具补偿值的自动修正，加工超差报警。

加工结束后：工件尺寸和形状的自动检测、加工超差报警。

B）基于CCD图像系统，对加工好的工件进行图像处理，超差报警。

6）直线运动单元、手爪系统、旋转机构等都配有限位、零位开关以及传感器，保证运动安全和准确。

7）设置安全隔离网（或光电对射传感器），保证在机器人运动范围内人员的安全。

8）整体布局留有人工操作区，在系统进行维护检修时，不影响正常生产。

三、控制系统为了能对该系统进行比较全面和可靠的自动控制，同时考虑到控制系统的灵活性、方便行、可靠性和易维护性等因素，装配中央控制系统由工业控制计算机作为上位机，采用西门子软件编制主控软件，作为人机交互运行界面开发平台；电气系统由可编程控制器完成，采用simens系列PLC作为控制核心，主要负责完成每个工位对应装置的逻辑控制。

料仓工作原理
料仓是一种用于存储和输送物料的设备，其工作原理如下：
1. 储料：物料被装入料仓内部，可以通过人工或自动方式进行。

物料可以以颗粒、粉末或液体的形式存在。

2. 存储：一旦物料进入料仓，它会在其中被储存，直到需要使用时。

料仓通常具有足够的容量来容纳大量物料，并且可以根据需要进行填充或排空。

3. 输送：当需要使用料仓中的物料时，可以通过不同的方式进行输送。

一种常见的方式是使用输送带、螺旋输送器或气力输送系统将物料从料仓中取出并运输到目标位置。

4. 控制系统：料仓通常配备了控制系统，用于监测和控制物料的存储和输送过程。

这些控制系统可以根据需要自动调节物料的供应，保证生产过程的连续性和稳定性。

总的来说，料仓的工作原理是储存物料，并在需要时将其输送到目标位置。

这种设备广泛应用于许多行业，如化工、食品加工、建筑材料等。

多工位精密级进模自动送料装置实现冲压生产的自动化，是提高冲压生产率、保证冲压安全生产的根本途径和措施。

自动送料装置则是实现多工位级进模自动冲压生产的基本机构。

在级进模中使用的送料装置，是将原材料（钢带或线材）按生产规定的步距，将材料正确地送入到模具工作位置，在各个不同的冲压工位完成预先设定的冲压工序。

级进模中常用的自动送料装置有：钩式送料装置、辊式送料装置、夹持式送料装置等。

目前辊式送料装置和夹持式送料装置已经形成了一种标准化的冲压自动化生产周边设备。

本节简单的介绍这三种自动送料装置的特点及其应用。

7.5.1 钩式送料装置1.钩式送料装置的特点钩式送料装置是一种结构简单、制造方便、低制造成本的自动送料装置。

各种钩式送料装置的共同特点是靠拉料钩拉动工艺搭边，实现自动送料。

这种送料装置只能使用在有搭边且搭边具有一定的强度的冲压自动生产中，在拉料钩没有钩住搭边时，需靠手工送进。

在级进冲压中，钩式送料通常与侧刃、导正销配合使用才能保证准确的送料步距。

该类装置送进误差约在±0.15mm，送进速度一般小250mm/s。

钩式送料装置可以由压力机滑块带动，也可由上模直接带动，后者应用比较广泛。

图7.5.1是由安装在上模的斜楔3带动的钩式料装置。

其工作过程是：先由手工送进，当达到自动送料钩位置时，料钩钩住搭边，上模下降，装于下模的滑动块2在斜楔3的作用下向左移动，铰接在滑动块上的拉料钩5将材料向，此后料钩停止不动（图示位置），凸模6下降冲压，当上模回升时，滑动块2在拉簧1左拉移一个步距A的作用下，向右移动复位，使带斜面的拉料钩跳过搭边进入下一孔位完成第一次送料，而条料则在止退簧片7的作用下静止不动。

以此循环，达到自动间歇送进的目的。

图7.5.1 钩式自动料装置钩式送料装置的送料运动一般是在上模下行时进行，因此送料必须在凸模接触材料前结束，以保证冲压时材料定位在正确的冲压位置。

若送料是设计在模具开模上升时进行，材料的送进必须在凸模上升脱离冲压材料后开始，如图7.5.1b所示。