我公司为用户设计的一台机器人为一台车床上下料和一台机器人为多台车床上下料的直角坐标机器人系统。在一台机器人为多台机床上下料时，几台车床在车大量相同费时的零件， 这时采用一台直角坐标机器人来给它们自动上料和下料可以大量提高工作效率和减少操作人员。这时每个件的加工时间较长，一台高速机器人有足够的时间给几台车床上下料。下面是我们设计的一台机器人给两台数控车床上下料的例子，本文就简单介绍该机器人的结构及给两台数控车床上下料的工作流程。这里要加工的零件为步进电机的输出轴，属于小型长轴类零件。   一、机器人组成： 采用大行程的三轴机器人，其中水平运动轴为X轴，上下运动轴为Z轴，Z轴上带有一个旋动轴，旋转轴上带两个气动手爪。图1是简化了的机器人结构示意图。其中X轴采用百格拉公司的一根PAS44BB直线运动单元，其行程为3.5米左右。Z轴是一根有效行程大约800mm长的上下运动轴，其型号是PAS44BC。在Z轴的下端带有一个旋动轴，它以其中心点为轴安装在Z轴下端上，可以进行180°的旋动。其中旋动轴上两端的两个气动手爪中的一个用于从液压卡盘里取下已加工完的零件，另一个转动180°后把要加工的零件装入卡盘内。   机器人，两台车床，毛坯料和成品件的空间布局如图1所示。毛坯和成品可以用传送带运送及定位，也可以用机器人来搬运。也可以把毛坯料和成品件放在两台车床中间，减少行程，提高效率。   二、动作描述： 两台机床的上下料过程几乎完全一样，其中一台车床的整个上下料过程主要由四步完成：1取料过程；2取下加工件过程；3上料过程，4下料过程。 上下料的过程中，首先，要对所加工件进行初步定位，初步定位通常由单独的定位机器人来实现，定位机器人运动过程比较简单，既是将所加工元件通过机械手爪抓取工件，运动到指定位置，进行层叠放置，或者是每次抓取一个元件等待上料机械手抓取。 如果所加工工件经过层叠放置，在上料机械手取件之前要根据加工件的不同进行不同处理，如：加工件为层叠放置的铁板则需要通过分层器进行分层，然后再由上料机械手进行抓取。如若为圆形的棒料，则要根据棒料摆放位置通过上料机械手的运动进行抓取。 以下我们以加工件为棒料为举例进行一下上下料机器人的联动过程。 1：取料过程 初步定位结束后，上料机械手通过X轴运动到棒料上方。X轴运动到位置后停止运动，然后Z轴下降达到指定位置，使手爪的两个手指位于棒料两侧，然后给出抓紧信号，使气动手爪闭合，两个手指将棒料牢牢抓紧。接着Z轴提起，到达指定高度时Z轴停止运动，X轴向左水平运动到达车床正上方，同时旋转轴转动180°，到此取料过程结束。                                                   2：取下加工件过程：    当机器人控制系统得到车床主轴停止信号时，表示已车好一个件及可以取下。这时Z轴向下运动使空着的手爪刚好能抓住工件，接着手爪将加工件夹紧。夹紧后给液压卡盘信号，使液压卡盘松开，X轴向右运动取出工件。这时旋转轴旋转180度，使抓毛坯的手爪处于下面的位置。   3：上料过程    这时X轴向左运动，使手抓中棒料恰好伸进车床液压卡盘中，然后X轴停止运动。接着给出卡盘卡紧信号使液压卡盘将棒料卡住。这时手爪松开，X轴像右运动一定的距离后停，Z轴再提起到安全高度，完成上料动作。接着X轴向右运动到成品排放区后停止运动，去完成放下加工完工件的动作。   4：下料过程：    机械手抓将件取下后到达成品摆放位置，X轴停止运动，Z轴下降指定位置，手爪松开将成品件放下，完成下料动作。完成动作后Z轴向上运动，然后X轴运动到毛坯料的上方去抓取下一个毛坯。      这里简化了下料过程，使每次下料的位置和高度都一样。如果要层叠排放，则要用三轴机器人。   5：给第二台车床上下料过程 给第二台车床上下料的过程与第一台的动作几乎完全相同，唯一的区别是由于机床的位置，毛坯料和成品摆放位置不同，而使X轴的运动方向不同，所以这里不再介绍了。   6：毛坯和成品的运输 毛坯的运输和加工过零件的摆放有多种方法，要根据整个零件的具体加工工艺流程等来定。下面是简单的介绍。   毛坯件通常是由传送带运送到指定的位置。传送带上有特定形状的定位部分，它类同模具，可以把毛坯运送到指定的位置，然后定位装置从两端把毛坯卡紧，再升高以便机器人手爪抓取。这一过程中通过卡紧来调整毛坯的位置，利于抓起和上料。百格拉公司也设计了用机器人把料从大型容器类通过视觉定位，再抓取，放到特定位置，上料机器人再抓走它。   车好后的成品通常简单地放到传送带上被自动带走。也可以由码垛机器人把它们堆放起来。按后续加工的需要也可以用一个机器人把它运送到零一个工序去加工。   三：控制系统简介： 在上下料过程中要与机床卡盘，主轴起停精确协调，严格按信号流顺序来控制上下料过程。在放下加工好的零件和取要加工的新零件也必须与其配套的设施精确同步协调。这里的到位和离开等开关信号要高质量高可靠，必须以安全为主，确保每个步骤能够合理衔接，控制系统的信号扑捉速度要快。我公司的专业设计人员精通数控系统和数控机床，步进电机，伺服电机，气动手爪等相关产品，借鉴百格拉类似的机器人项目，可在短时间内对各个运动节拍进行合理设计和安排，保证上下料机器人能够高效、协调、安全、长期可靠地工作。   四：选型说明； 根据所加工工件的不同，来根据负载、转动惯量配比、行程、运动速度（最大速度、加速度等）都需要选取合式型号的X轴导轨、配备电机、减速机、数控系统等。我公司采用的德国百格拉直角坐标机器人是依据德国百格拉公司几十年经验总结的选型软件，针对用户需求进行独立选型，每个环节都保证足够高的安全系数，完全可以长期安全使用。 图片说明：                      &n