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柔性加工中心單元工件自動識別及自動加工技術(shù)
閱讀：125 發(fā)布時間：2020-8-11
柔性制造單元（FMC)有獨(dú)立的工件儲存站和 單元控制系統(tǒng)，能在機(jī)床上自動裝卸工件，自動檢測 工件，從而可實現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種 小批量生產(chǎn)應(yīng)用。
1 8托盤鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)概述
鏈?zhǔn)酵斜P交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。托盤上裝夾 有夾具及工件，在加工過程中，它與夾具及工件_起 流動，類似通常的隨行夾具。環(huán)形工作臺用于工件的 輸送與中間存儲，托盤座在環(huán)形導(dǎo)軌上由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈 拖動而回轉(zhuǎn)，每個托盤座上有地址識別碼。
當(dāng)—個工件加工完畢，數(shù)控機(jī)床發(fā)出信號，由上 下料驅(qū)動裝置將加工完的工件（包括托盤）拖至回 轉(zhuǎn)臺的空位處，然后由托盤驅(qū)動裝置將加工完的工件 (包括托盤）轉(zhuǎn)至手動上下料區(qū)對應(yīng)工位，再由上下 料驅(qū)動裝置拖至手動上下料區(qū)，由操作者進(jìn)行拆卸，并裝上待加工工件；同時待加工工件（包括托盤）轉(zhuǎn)至上下料區(qū)對應(yīng)工位，然后將待加工工件推至上下 料區(qū)，由上下料驅(qū)動裝置拖至交換區(qū)，再由加工中心的交換裝置將夾具及待加工工件移至加工區(qū)定位 加工。
2夾具光目識別結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
如圖2所示，工作臺2安裝在機(jī)床交換區(qū)下支撐 結(jié)構(gòu)1上，在工作臺2的上方安裝有裝夾工件4的夾 具10。在夾具10下方底座上鑲嵌有夾具標(biāo)志塊3, 在夾具10下方底座的側(cè)邊處位于機(jī)床交換區(qū)下支撐 結(jié)構(gòu)1上安裝有激光發(fā)射器7。在機(jī)床交換區(qū)上支撐 結(jié)構(gòu)5上安裝有激光接收器6,激光發(fā)射器7與激光 接收器6相對設(shè)置。
在機(jī)床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu)1上安裝有與氣動裝置 相接的氣缸9，與氣缸9相配的活塞桿的外端頭連接 有護(hù)罩8，護(hù)罩8與激光發(fā)射器7相配，即可罩在激 光發(fā)射器7的上方。
加工工件時，操作者將工件4裝卡完成后，按下 手動按鈕，使機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)得知裝卡完成。系統(tǒng)發(fā)出 信號，氣缸9動作，帶動護(hù)罩8運(yùn)動，使激光發(fā)射器 7露出來，氣缸9帶動護(hù)罩8運(yùn)動到位置停止。 激光發(fā)射器7開始發(fā)射激光。夾具標(biāo)志塊3遮擋部分 激光，在上方的激光接收器6接收激光。機(jī)床數(shù)控系 統(tǒng)根據(jù)激光接收器6接收到激光的實際寬度判斷夾具 的具體編號。激光發(fā)射器7結(jié)束發(fā)射激光，然后氣缸 9動作，帶動護(hù)罩8回位，罩在激光發(fā)射器7上，加 工作業(yè)時起到保護(hù)激光發(fā)射器7的作用。整體結(jié)構(gòu)簡 單，動作靈活可靠，可準(zhǔn)確識別夾具，保證被加工工 件與系統(tǒng)的加工程序一致，提高了機(jī)床的工作效率，進(jìn)一步提高了自動化程度，降低了工件的加工成本。
3 8APC夾具識別數(shù)控系統(tǒng)
托盤庫的啟停和定位是通過I/O LINK軸進(jìn)行的， 該軸通常對外圍機(jī)構(gòu)進(jìn)行固定動作的控制完成某種特 定的運(yùn)動和動作。該控制方法是通過FANUC系統(tǒng)提 供的POWER ATE CNC管理功能對I/O LINK軸進(jìn)行 控制，通過Pi系列放大器進(jìn)行驅(qū)動，該放大器通過 I/O LINK接口與CNC相連，CNC通過PLC梯形圖對 該接口進(jìn)行控制從而對伺服電機(jī)的控制，見圖3。
圖3數(shù)據(jù)I/O LINK進(jìn)行傳輸、傳遞指令和反饋信息 夾具的辨別。選用數(shù)字型激光傳感器，對夾具特 定的區(qū)域進(jìn)行檢測，通過檢測區(qū)域?qū)鞲衅鞴饽徽趽?大小從而改變輸出電流的大小，電流信號通過系統(tǒng)的 模擬量輸入模塊輸入到CNC系統(tǒng)中，再經(jīng)過PLC內(nèi) 部功能塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換辨別（圖4)，然后再通過PLC的 邏輯順序通過系統(tǒng)外部工件號檢索功能調(diào)用相應(yīng)的加 工程序（見圖5)。
(0)托盤庫有8個托盤（或托盤庫7個，機(jī)內(nèi)1個)
(1) 設(shè)定托盤庫的原位。
(2) 在托盤上安裝夾具。
(3) 設(shè)定要加工的托盤號。
(4) 通過NC指令啟動托盤庫，托盤庫按照設(shè)定 的順序進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，
(5) 旋轉(zhuǎn)到位后，程序被調(diào)用出來后相應(yīng)的夾 具托盤通過傳動裝置送到待交換區(qū)內(nèi)，當(dāng)夾具托盤確 認(rèn)到位后，夾具光目識別系統(tǒng)運(yùn)行對夾具進(jìn)行檢測， 把工件的數(shù)字化編號信號輸入到系統(tǒng)內(nèi)。
(6) 夾具光目識別系統(tǒng)成功識別后，交換裝置 啟動，把待機(jī)側(cè)的夾具及工件交換到加工區(qū)，通過 PLC調(diào)用相應(yīng)的程序，見圖6，然后加工程序運(yùn)行。
(7) 托盤庫旋轉(zhuǎn)到與待機(jī)位托盤號相對應(yīng)的工 位，把待機(jī)位的托盤還回到托盤庫中。
(8) 托盤庫旋轉(zhuǎn)到下一個設(shè)定的需要加工的夾 具，寺待加工區(qū)內(nèi)加工完成。
(9) 加工區(qū)內(nèi)加工完成后，傳感器檢測托盤庫 側(cè)需要加工的夾具，然后調(diào)出相應(yīng)的程序，重復(fù)步驟 (7),把待加工的夾具及工件交換到加工區(qū)。
數(shù)據(jù)通過I/O LINK進(jìn)行傳輸、傳遞指令和反饋 信息。
CNC—AMP,控制AMP執(zhí)行的動作。
AMP—CNC即AMP反饋給CNC的信息，目前 AMP處在何種狀態(tài)。
4結(jié)論
提出的激光工件識別系統(tǒng)有效提高了識別的可靠 性和穩(wěn)定性，可識別工件的數(shù)量也得到了提高。通過 工件自動識別和自動加工系統(tǒng)，柔性制造單元的自動 化程度得到了提高，同時結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠性也得到了 提高。