浅谈码垛机器人在活塞生产过程中的应用及工作方式

活塞是一种需要大批量生产的产品，而在整个生产过程中需要表面处理，车加工，镗孔和铣加工等。在这些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，很费人工，人工上料效率低易出质量问题（没有装好活塞），人工下料有时还损伤活塞表面。

为此有些活塞生产厂家就采用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、码垛机器人的组成

码垛机器人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。码垛机器人可每8秒完成一次零件装到机床上及从机床上取消，7秒就完成一次托盘交换，它的工作效率非常高，下面介绍其主要部分。

1、供料机构

供料机构由一个人工手推车和拖盘升降部分组成。人工手推车上面放着12个装满活塞的钢网筐，12个钢网筐上下互相配合平稳放置在小推车上特定的位置上。在人工推手推车运输时12个钢网筐平稳牢固。每个钢网筐的长×宽×高为545×310×95mm,带有15个格，每个格里放置一个大约350克的活塞。一个手推车共放置有180个活塞，活塞总重量大约为63公斤。工作时人工把小推车推入码垛机器人的送料轨道内，前面顶到特定的位置传感器上。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一样，但由人工推入码垛机器人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。

二、码垛机器人的工作过程

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，托盘提升机构就从最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，保证最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最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。如此类推值得处理完排的零件后，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。完成托盘交换后处理下一个托盘的零件，如此进行下去，直到处理完个托盘上的全部零件。

三、控制系统部分

整个机器人控制系统采用总线控制系统，通过控制各个轴的运动。各个轴的驱动采用带总线控制功能的伺服电机驱动系统。作为主站通过总线可以控制几十个从站，每10ms一个控制周期。每个轴所配的行星减速机都是精密行星减速机。整个系统采用5个精密行星减速机和5个可编程，带运动控制功能的智能伺服驱动器系统。

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