机器人及周边设备选型1.协作机器人选择：选用六轴协作机器人，其具有较高的灵活性和精度。例如，某品牌协作机器人的重复定位精度可达 ±0.05mm，能够满足数控机床加工零件的精度要求。协作机器人的负载能力根据加工零件的重量来确定，一般选择能够负载 10 - 50kg 的协作机器人，以适应不同尺寸和重量的零件。2.末端执行器设计：根据零件的形状和材质，设计合适的末端执行器。对于圆柱形的轴类零件，采用气动夹爪作为末端执行器，夹爪的开合角度和夹紧力可以根据零件的直径和重量进行调整。例如，夹爪的夹紧力可以在 10 - 100N 之间调节，确保能够牢固地抓取零件而不会造成零件表面损伤。3.料仓和输送系统：配备自动料仓用于存放待加工的零件，料仓可以采用多层式结构，以增加零件的存储容量。输送系统包括传送带或托盘输送装置，用于将零件从料仓输送到机器人的工作区域，以及将加工完成的零件从协作机器人处输送到成品存放区。上下料工作过程1.上料过程：①零件识别与定位：当零件在输送带上被输送到协作机器人工作区域时，通过视觉系统（如 2D 或 3D 视觉系统）对零件进行识别和定位。以 2D 视觉系统为例，相机拍摄零件的图像，通过图像处理算法识别零件的形状和位置。例如，对于有特定形状标记的零件，利用模板匹配算法来确定零件在输送带上的坐标位置。②协作机器人抓取与输送：协作机器人根据视觉系统提供的位置信息，移动到零件上方，然后控制末端执行器抓取零件。在抓取过程中，通过力反馈控制来确保夹爪夹紧零件的力度合适。之后，协作机器人将零件准确地送入数控机床的加工区域，放置在加工夹具上。协作机器人的运动路径是经过预先规划的，考虑了数控机床的工作空间、加工夹具的位置以及避免碰撞等因素。2.下料过程：①加工完成检测：当数控机床完成零件加工后，通过传感器（如加工完成信号传感器）通知协作机器人进行下料操作。或者协作机器人通过视觉系统再次观察加工区域，判断零件是否加工完成。②机器人抓取与放置：协作机器人移动到加工区域，抓取加工完成的零件。然后将零件放置到输送带上或成品料仓中。在放置过程中，同样需要精确控制协作机器人的位置和末端执行器的动作，以确保零件被安全、准确地放置。应用效果1.提高生产效率：协作机器人上下料系统可以实现连续不间断的上下料操作，大大减少了数控机床的待机时间。例如，在传统人工上下料时，数控机床可能有 30% - 50% 的时间处于待机状态，而采用协作机器人上下料后，待机时间可以减少到 10% 以下，显著提高了机床的利用率和生产效率。2.提高加工精度：协作机器人精确的定位和稳定的抓取动作有助于提高零件的加工精度。由于协作机器人能够按照预设的位置和姿态将零件准确地放置在加工夹具上，减少了因人工上下料导致的零件位置偏差，从而提高了零件的加工质量。3.降低劳动强度和安全风险：协作机器人替代了人工进行上下料操作，降低了工人的劳动强度，同时也减少了工人在数控机床工作区域附近的暴露时间，降低了安全风险，如避免了工人被机床的运动部件夹伤或被切削液溅到等情况。
