浅谈七轴机器人在集成系统中的重要性

陈青 宋嵩

摘 要：以埃夫特智能装备股份有限公司承接国内某知名汽车制造厂商关于其第二发动机厂生产线改造项目为例，简述具有七轴式机器人参与的集成系统中其对于整个系统的重要意义，以及如何利用七轴机器人进行集成系统设计的应用实例，对相关企业设计的相似集成系统具有一定的参考价值。

关键字：七轴机器人;集成系统;应用实例

中图分类号：TP242.2  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）12-150-02

Abstract： Taking Efort Intelligent Equipment Co.， Ltd. as an example to undertake a renovation project of the production line of a famous domestic automobile manufacturer's second engine factory， this paper briefly describes the significance of the integrated system with the participation of seven-axis robots for the whole system， and how to use seven-axis robots to design the integrated system as an application example， and the similar integrated system designed by relevant enterprises. It has certain reference value.

Keywords： seven-Axis Robot; integrated system; application example

前言

工业机器人集成就是把标准机器人既单一本体机器人变为应用机器人，能否把工业机器人本体、机器人控制软件、机器人应用软件、机器人周边设备结合起来是决定一个机器人集成是否成功的关键因素，如何在焊接、打磨、上下料[1] 、搬运、机加工等众多机器人集成系统中保证生产次序的合理、高效、可靠更是重中之重。

1 机器人集成系统简介

1.1 七轴机器人简介

七轴又称机器人行走轴或外部轴，作用主要是移动工业机器人，使其能在指定路线上进行运动，擴大机器人的作业半径，扩展机器人使用范围功能并且可将多台设备集成到此直线系统中，提高机器人的使用效率。随着经济全球化和信息化技术的飞速发展，产品研发要求周期短、成本低的特征日趋明显，传统机器人制造业面临严峻的挑战，新兴机器人集成系统必将迎来飞速发展。

1.2 机器人集成系统简介

机器人集成系统应从两个方面去定义，一方面是机器人本身的性能，包括核心零部件、逻辑控制系统等，其本身的性能决定了工业机器人的可靠性及安全性;另一方面是机器人在实际应用中针对不同生产工艺过程的集成开发，包括工装夹具、现场使用的工件抓手、喷枪、焊枪等[2]，完整的一个集成系统的设计、安、装调试开发，就是机器人的系统集成。

1.3 此项目集成系统简介

此次集成项目为埃夫特智能装备股份有限公司承接国内某知名汽车制造厂商关于其第二发动机厂生产线改造项目，主要运用七轴机器人抓取发动机缸体达到在不同车床间加工不同工序的目的，系统总体布局如图1。

本次集成系统设计旨在利用七轴机器人提供一种用于发动机缸体在某一特定机床内加工上下料及在不同机床间进行不同工艺加工的集成系统，主要达到机器人既能执行在同一机床进行特定加工工序又能执行在不同机床间进行关联生产，完成完整工艺的目的。

2 此集成系统中的七轴机器人应用实例

此系统执行发动机缸体在某一特定机床内加工及不同机床间配合生产的原理分为两部分：第一部分，机器人相对机床静止时，此系统起本体机器人作用，主要利用机器人末端抓手携带缸体执行在某一特定机床上下料加工过程;第二部分，机器人相对于机床移动时，此系统起移动机器人作用，主要利用机器人第七轴上的移动底板和机器人本体固连后，携带缸体快速移动于系统两侧不同机床之间进行不同工艺加工过程。

2.1 本体机器人作用

发动机缸体在机床内加工时需完成多道工序，每一道工序的进行都需要机床夹具及刀具的配合。但一切加工工序的前提是缸体放置位置的精确度，则要求七轴机器人必须相对机床静止。此时，可视七轴机器人为普通六轴工业机器人，第七轴利用减速机如图2，可快速、准确制动于不同机床之前，只利用其前六轴间的配合，利用机器人末端抓手如图3，将抓取后的缸体精确的放置在机床夹具上。如此反复，当七轴机器人执行每个机床的上下料工程时，即视为机器人本体工作的独立单元。

2.2 移动机器人作用

发动机缸体在一条加工线上需完成多道工艺，只有每一道工艺完整、有序的配合，才能加工出一台合格的发动机缸体。但如何才能使相隔甚远的几台机床之间在短时间内对缸体不同的加工工艺产生关联，是此集成系统应该重点解决的问题。此时，我们考虑能否将原有六轴工业机器人配合行走轴使用即机器人第七轴如图4所示。在外部逻辑控制器根据生产需求编辑好工艺生产顺序后，则可视七轴机器人为移动机器人，将携带的缸体“配送”于各个机床之间，第七轴内面放置的拖链如图4将随形变保护内部安置的距离长短变化的气管、油管，保证此集成系统的安全稳定。如此反复，当七轴机器人执行各个机床间加工工艺的“配送”过程时，即视为机器人移动工作的协作单元。

3 结语

此行七轴机器人集成系统已成功实施于此国内知名汽车制造厂商第二发动机厂生产线。实践证明，此集成系统安装简便，机床操作人员可以借助该系统快速完成独立的加工工序及协作的加工工艺，大大降低操作人员的劳动强度，提高产品质量，降低人工成本。

参考文献

[1] 李小兵.基于设计制造集成的产品数字化应用技术[J].技术与市场，2016（11）：75-75.

[2] 张凤敏.浅谈无损检测技术在特种设备检验中的运用[J].科技创新与应用，2014（13）：100.

[3] 田锡唐.焊接结构[M].北京：机械工业出版社，1991.