码垛机器人在产业中的应用方案

　　活塞是汽车发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。 在工序间需要把活塞从一个机床运输到另一台机床去加工，需要把加工完的零件运去表面处理，需要把合格品装箱运输等。这些工序间的活塞转送工作量非常大，有的工序加上自动上下料操作才8秒劳动强度大，为此有些活塞生产厂家就采用很多德国百格拉公司生产的码垛机器人来完成这些工作，不仅提高了工作效率和产量，还提高了产品质量和经济效益。

　　一 MS600的组成

　　MS600主要由一个供料机构，一个下料机构，托盘搬运机构和一个二维搬运机器人组成。标准码垛机器人的结构技术数据，也可以按需定做不同形状和尺寸的托盘，托盘也可以被旋转。可以扩展成多种码垛机器人来实现自动装载和卸载功能。托盘可以通过传送带运送也可以是通过推车来送入码垛机器人内和从中取出。 X 轴行程， Y 轴行程和手爪尺寸及抓取能力都可以按需来设计。由于控制系统是 IPC ，可以方便来改动控制程序，来改变运行速度和行程等来适用新产品。

　　1 供料机构

　　包装机供料机构是包装机中的主要执行机构之一，其主要作用是把待包装的若干个工件从料堆中分离出来，并按照包装机的节拍和工件在加工中的方位，将工件送到指定的工位上，完成待包装工件的定时、定量和定向的供送，为接下来的包装动作做好准备，当供料手推车上的活塞全部处理完后，其上面的活塞和12个钢网筐都被运送到下料机构上了，要人工把空车推出，再把一装满活塞的车推入供料轨道内。

　　2 下料机构

　　下料机构和上料机构完全一样，但由人工推入MS600的送料轨道内时是空车，它上面没有推盘和活塞。当把供料机构上一托盘活塞全部加工完放回原位置后，就把该托盘放到下料推车上。当12个托盘里的活塞全部处理完及放到下料车上后，要人工把它推出来送走，再把一空车推入下料轨道内。

　　3托盘搬运机构

　　托盘搬运机构由两个托盘升降轴和托盘水平搬运轴组成。托盘升降轴就是由两根PAS42BB并联组成的上下运动轴，带动12个拖盘升降运动。而托盘水平搬运轴则由两根PAS42BB并联组成的水平运动轴。三个运动轴都由伺服电机控制。

　　4 二维搬运机器人

　　由于Federal Mogul公司采用立式数控车所以百格拉公司就采用了一个二维XZ机器人。X轴是PAS42BB，Z轴是LM-A101。为了便于抓取活塞百格拉公司设计了带辅助定位的4指手爪。该XZ机器人的X轴行程为1.2m, Z轴为0.4m, X轴的运行速度为2m/s, Z轴的运行速度为1m/s。

　　在很多产品的生产过程中，应用机器人来完成一些生产工序，不仅能提高生产效率，降低成本，更能提高产品质量。例如在食品生产过程中，机器人可以完成外观检验、搬运、包装、托盘化运输、在食品行业的应用中，由于机器人自身采用了便于清洁的不锈钢材质和多重防护措施，又避免了人工参与，所以易于保证食品卫生及食品质量。由于机器人工作时具有高度重复的一致性，因此一些生产工序由机器人来完成，会使产品的重量更加，外观更加精美，减少浪费，降低成本。机器人可以24小时高速高效工作，可以替代多名人工，随着劳动力成本不断上升，应用高效经济的直角坐标机器人会降低生产成本。直角坐标机器人还被广泛应用在医药、化妆品、包装、仪表装配、继电器生产等众多行业。

　　二 MS600的工作过程

　　供料机构和下料机构里有相同的托盘提升机构。当把供料小车推入轨道内后，托盘提升机构就从下面的托盘开始全部拖住，按要求每次把整摞托盘提升一个托盘厚度，保证上面的推盘可以被拖盘水平运动机构拖住及水平运动。工作时托盘提升机构把顶部个拖盘升高到比水平运动轴高出一定高度后停止，然后托盘水平运动机构向个托盘运动，使托盘水平运动机构所带的拖板处于个拖盘下面。然后升降机构下降使个拖盘处于水平运动机构的拖板上。然后升降机构升高10mm, 接着水平运动机构向回运动把该托盘带到二维XZ机器手前面。XZ二维机器手先逐个搬运排的零件，搬运后处理完再放回原处。当一排零件被处理完后，水平运动轴再向前运动使第二排的零件处于机器手可以抓取的位置上。水平运动轴再把该托盘送回到下料机构的升降机构上，然后升降机构下降一个托盘的高度，等待下一个托盘。这时供料机构升高，水平运动机构取下一托盘，这就是托盘交换过程。

　　三 控制系统部分

　　整个机器人控制系统采用百格拉公司TLCC CAN总线控制系统，通过CANBus控制各个轴的运动。各个轴的驱动采用带CANBus总线控制功能的伺服电机驱动系统TLC534。TLCC作为主站通过 CAN总线可以控制几十个从站（TLC534），每10ms一个控制周期。整个系统采用5个PLE系列精密行星减速机和5个可编程，带运动控制功能的智能伺服驱动器系统TLC534。

　　四 展望

　　本文是介绍码垛机器人系统在活塞生产线中的应用，综上所述的直角坐标机器人近10年来一直高效的应用在食品行业，并获得国内外客户的好评。而在有的食品生产过程中湿度大，还有的机器人要在有类似海水或其它腐蚀性气体和液体的环境下工作，因此机器人的防水防腐性能就变得很重要。百格拉公司的技术人员与用户密切合作，成功地解决了这些难题。经过的不断完善，今天百格拉公司的直角坐标机器人已经成功的应用于很多食品生产加工行业。希望对上面一种结构形式的码垛机器人的介绍使用户理解采用它们。我们还有10多种其他结构的上料下料和码垛类机器人系统，百格拉公司二十年来生产了数千台套类似的机器人。