摘要：本文通過(guò)案例設(shè)計(jì)，闡述了門(mén)式機(jī)器人在汽車(chē)零部件無(wú)人化自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的成功運(yùn)用，內(nèi)容主要包括門(mén)式機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，自動(dòng)線運(yùn)轉(zhuǎn)工藝過(guò)程，模塊式雙頭手爪等。
      寧夏巨能機(jī)器人最新開(kāi)發(fā)的巨人-Giant系列“獨(dú)立控制門(mén)式機(jī)器人模塊”，可以進(jìn)行多種形式的組合，組成多臺(tái)聯(lián)機(jī)的生產(chǎn)線，本文將介紹G20機(jī)器人模塊在汽車(chē)變速箱同步器生產(chǎn)線中的應(yīng)用案例。
      獨(dú)立控制門(mén)式機(jī)器人模塊內(nèi)容包括：立柱，橫梁，豎梁，托架體，控制系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)，自動(dòng)托盤(pán)站系統(tǒng)，上下料倉(cāng)系統(tǒng)，手爪系統(tǒng)等等，各模塊在機(jī)械上彼此相對(duì)獨(dú)立，控制上也是獨(dú)立的，可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行任意組合而不需要重新設(shè)計(jì)和制造。機(jī)器人的機(jī)械手可以是單頭的，也可以是并聯(lián)在一起的雙頭結(jié)構(gòu)，或是獨(dú)立的雙機(jī)器人結(jié)構(gòu)。本文介紹G20組成的并聯(lián)雙頭機(jī)械手的案例（圖1）。

圖1  汽車(chē)變速箱同步器生產(chǎn)線全景

      汽車(chē)變速箱同步器自動(dòng)線的加工部分由四臺(tái)移動(dòng)立柱式立式加工中心組成，用于加工8種不同規(guī)格的零件，加工采用四軸轉(zhuǎn)臺(tái)卡具一次裝卡加工完成，期間在整線末尾有一個(gè)檢測(cè)工位（圖2），用于分別對(duì)四臺(tái)機(jī)床加工的零件進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)采用抽檢的方式，由程序設(shè)定抽檢的間隔，然后由機(jī)器人將需要抽檢的零件放置到檢測(cè)臺(tái)上，檢測(cè)臺(tái)上的氣缸將零件送出線外，由人工完成檢測(cè)后再放入到線上。整條線由一臺(tái)機(jī)器人完成上下料，采用巨能機(jī)器人專(zhuān)門(mén)針對(duì)門(mén)式機(jī)器人系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用控制系統(tǒng)（圖3），該系統(tǒng)采用EIA和宏程序編程的方式，可以非常靈活地調(diào)整整線的運(yùn)行邏輯，操縱機(jī)器人的運(yùn)行就像和編制機(jī)床切削程序一樣簡(jiǎn)單。該機(jī)器人由兩個(gè)并聯(lián)的機(jī)械手（兩個(gè)豎軸）組成（圖4），其中一個(gè)豎軸是專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)上料的機(jī)械手LH，另一個(gè)是專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)下料的機(jī)械手UH，每個(gè)機(jī)械手上都有兩個(gè)手爪，一個(gè)機(jī)械手可同時(shí)裝卡2個(gè)工件。G20機(jī)器人在上下料時(shí)每個(gè)機(jī)械手分別進(jìn)入機(jī)床或上下料區(qū)域進(jìn)行工件抓取或裝夾，每次每個(gè)LH/UH機(jī)械手都要退到機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)定的安全區(qū)域后，機(jī)器人再重新定位，執(zhí)行另一個(gè)機(jī)械手的動(dòng)作。UH機(jī)械手裝夾工件時(shí)的狀態(tài)見(jiàn)圖5。

圖2  檢測(cè)工位

圖3  獨(dú)立的電控系統(tǒng)

圖4  機(jī)械人包含兩個(gè)機(jī)械手（兩個(gè)豎軸）

圖5 機(jī)械手裝夾工件時(shí)的狀態(tài)

      G20機(jī)器人模塊雙頭并聯(lián)的實(shí)現(xiàn)也采用了模塊化的設(shè)計(jì)，兩個(gè)LH/UH機(jī)械手的托板采用了完全對(duì)稱(chēng)的設(shè)計(jì)，除托板零件本身外，其他的零件可以全部互換（圖6）。驅(qū)動(dòng)橫軸（B軸）的電機(jī)可以有3種布置方式（圖7中紅色方框的位置）：①放在LH機(jī)械手的托板上；②放在UH機(jī)械手的托板上；③放置在兩個(gè)托板的中間位置。LH機(jī)械手或UH機(jī)械手如果需要獨(dú)立驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以放置在 ①或③的位置上，這樣就變成了單頭機(jī)器人或兩個(gè)獨(dú)立的機(jī)器人共用一個(gè)橫梁：雙機(jī)器人。如果需要LH機(jī)械手和UH機(jī)械手并聯(lián)時(shí)，就可以放在①、②、③任意一個(gè)位置，變成了并聯(lián)的雙頭機(jī)器人。所以G20機(jī)器人可以隨意組合成單頭機(jī)器人、并聯(lián)雙頭機(jī)器人和雙機(jī)器人，這是巨能機(jī)器人對(duì)模塊化設(shè)計(jì)的一種理念。
圖6  機(jī)械手的托板
圖7 驅(qū)動(dòng)橫軸的電機(jī)的3種布置方式
結(jié)束語(yǔ)：
     G20門(mén)式機(jī)器人在汽車(chē)零部件自動(dòng)化加工方面的成功應(yīng)用，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了人力資源成本，減少人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，同時(shí)打破了國(guó)外機(jī)床廠家在此類(lèi)自動(dòng)化方面的壟斷。