工业机器人数控加工工作站配套设备功能

1、1.1 工业机器人数控加工工作站配套设备功能1.1.1 ABB工业机器人ABB是全球领先的工业机器人供应商，提供机器人产品，模块化制造单元及服务。ABB在世界范围内安装了超过20万台机器人，而且在不断的增加。ABB工业机器人由机械系统控制系统和驱动系统组成。其中，控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素，主要功能是根据作业指令程序及从传感器反馈回来的信号，从而控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作时间等。本工作站采用的是ABB IRB2400-16机器人，如图71所示为ABB IRB2400-16机器人与控制柜，该机器人为六轴工业机器人，末端有效载荷16K

2、g。IRB2400是全世界同类产品中最受欢迎的一款工业机器人，其由一系列品种齐全、贴合各类应用需求的机器人组成，能最大程度提高生产效率，具有可靠性高、维护间隔时间长的优点。IRB2400设计紧凑，便于安装，全系列可倒置安装。IRB2400强劲有力，第1轴载荷达到35Kg时，仍可保持百分之百负载率，广泛应用在物料搬运、上下料、数控加工等领域。图Error! No text of specified style in document.1ABB IRB2400-16机器人与控制柜ABBIRB2400-16机器人的工作范围如图72所示。图Error! No text of specified sty

3、le in document.2ABB IRB 2400-16机器人的工作范围IRB 2400-16机器人的主要参数如表1所示。表1RB 2400-16机器人的主要参数型号规格轴数6防护等级IP67承受能力16kg安装方式落地式到达最大距离1.55m机器人底座规格723mm×600mm性能及运动范围重复定位0.03mm轴序号动作范围最大速度1轴回转：+180°至-180°150°/s2轴立臂：+110°至-100°150°/s3轴横臂：+65°至-60°150°/s4轴腕：+200°至

4、-200°360°/s5轴腕摆：+120°至-120°360°/s6轴腕转：+400°至-400°450°/s机器人重量380kg环境温度5°C45°C最大湿度95%最大噪音70dB(A)1.1.2 I/O端子分配本工作站中控制柜配置了两个重要的模块，如图73所示为为DSQC652数字I/O模块和XT31电源模块。图Error! No text of specified style in document.3DSQC652数字I/O模块和XT31电源模块I/O通讯连接的外部设备包括除尘器、变频器

5、、蜂鸣警报器和安全光栅。所以要定义4个数字输出信号do1、do2、do3和do4。如表2所示为数字输出信号的相关定义。表2数字输出信号的相关定义输出信号功能do1do1值为1，电主轴开始转动；值为0时，电主轴停止转动do2do2值为1，除尘装置打开；do2为0时，除尘装置关闭do3系统模式状态，机器人在手动模式下值为0，自动模式下值为1do4do7值为1时，安全光栅才开启检测1.1.3 精密水冷电主轴精密水冷电主轴为机器人末端加载的执行器，来完成对试件的铣削加工，如图74所示为本设备所选用的精密水冷电主轴。该主轴额定功率为1.5kW，转速在0-24000r/min范围内可调，采用三相感应异步电

6、机，耐用免维护，轴端采用易于更换刀具的ER16刀柄。该主轴采用精密陶瓷球混合免润滑轴承，在高速运转下具有优异的运行精度，通过气封避免内部被污染。良好的机械和电气设计使电主轴具有运转平稳、静音和工作寿命长的特点。图Error! No text of specified style in document.4精密水冷电主轴1.1.4 水冷机水冷机是为精密电主轴提供冷却水的设备，由于电主轴在加工过程中会产生热量，如果不能及时散去，会导致电主轴工作效果下降，严重的则会导致电主轴过热而损坏。如图75所示为选用的水冷机。该水冷机控制系统采用液晶电脑控制器全自动控制，具有“固定温度”和“室温同调”两种控制方

7、式，水温控制“固定温度”模式在1550之间，“室温同调”模式范围为室温±9，控制精度±1。该水冷机具有故障自动诊断功能，直接将故障点显示在屏幕上，提示用户快速处理，并可将故障信号反馈给总控平台，对电主轴系统进行保护，避免造成设备和加工零件损坏，同时提供多重保护功能和无源报警端子、远程控制端子，易于实现工作站系统的集中控制和监控，有效保证工作站的安全和使用寿命。图Error! No text of specified style in document.5水冷机1.1.5 除尘装置除尘装置的目的是除去在加工过程中产生的切屑，设备如图76所示其黑色开关为闭合开关，红色为断开开关

8、。该除尘装置的过滤系统有3层，其中一层是以多元酯材料创新制作的FPPR8200过滤器，这种过滤器可以过滤0.28m的微尘，过滤可达到99.993%，另外一层为用织布制作的FP3100过滤器，其面积为3100cm2，能够过滤掉99.99%的0.3-0.5m的微尘，3层过滤系统保证了被排出的空气达到100%干净。该除尘装置拥有手动振尘的功能，当吸力因过滤器被堵塞而不足时，使用者只需要轻轻晃动振尘杆，就可以使过滤器通畅。该除尘装置可以吹吸同时使用，当碰到难以用吸来清理的死角或者不能用吸尘装置进行工作的情况时，就可以采用边吹边吸的方式，效果更佳。图Error! No text of specified

9、 style in document.6除尘装置1.1.6 总控平台总控平台安装于电控柜中，包括了所有的电源开关、中继元件及控制电主轴的变频器，如图77所示为安装了总控平台的电控柜。总控平台以机器人为控制枢纽，通过对继电器元件的控制来实现对电主轴、水冷机、除尘装置、工装夹具的自动化控制。并能采集各位移、安全传感器的数值，能够根据情况触发警报系统。图Error! No text of specified style in document.7电控柜1.1.7 工作台与其他附件工作台与其它附件如图78所示，附件有卡盘、铣刀、护目镜、毛刷等。图Error! No text of specified style in document.8工作台及附件1.1.8 安全防护系统数控加工机器人工作站的安全防护系统包括安全防护栏，安全光栅、三色报警灯和报警器，如图79所示。图Error! No text of specified style in document.9安全防护