活塞是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”，承受交變的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，是發(fā)動(dòng)機(jī)中工作條件最惡劣的關(guān)鍵零部件之一。活塞的功用是承受氣體壓力，并通過(guò)活塞銷傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。 在工序間需要把活塞從一個(gè)機(jī)床運(yùn)輸?shù)搅硪慌_(tái)機(jī)床去加工，需要把加工完的零件運(yùn)去表面處理，需要把合格品裝箱運(yùn)輸?shù)取＿@些工序間的活塞轉(zhuǎn)送工作量非常大，有的工序加上自動(dòng)上下料操作才8秒勞動(dòng)強(qiáng)度大，為此有些活塞生產(chǎn)廠家就采用很多德國(guó)百格拉公司生產(chǎn)的碼垛機(jī)器人來(lái)完成這些工作，不僅提高了工作效率和產(chǎn)量，還提高了產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

一 MS600的組成

MS600主要由一個(gè)供料機(jī)構(gòu)，一個(gè)下料機(jī)構(gòu)，托盤搬運(yùn)機(jī)構(gòu)和一個(gè)二維搬運(yùn)機(jī)器人組成。標(biāo)準(zhǔn)碼垛機(jī)器人的結(jié)構(gòu)技術(shù)數(shù)據(jù)，也可以按需定做不同形狀和尺寸的托盤，托盤也可以被旋轉(zhuǎn)。可以擴(kuò)展成多種碼垛機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝載和卸載功能。托盤可以通過(guò)傳送帶運(yùn)送也可以是通過(guò)推車來(lái)送入碼垛機(jī)器人內(nèi)和從中取出。 X 軸行程， Y 軸行程和手爪尺寸及抓取能力都可以按需來(lái)設(shè)計(jì)。由于控制系統(tǒng)是 IPC ，可以方便來(lái)改動(dòng)控制程序，來(lái)改變運(yùn)行速度和行程等來(lái)適用新產(chǎn)品。

1 供料機(jī)構(gòu)

包裝機(jī)供料機(jī)構(gòu)是包裝機(jī)中的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一，其主要作用是把待包裝的若干個(gè)工件從料堆中分離出來(lái)，并按照包裝機(jī)的節(jié)拍和工件在加工中的方位，將工件送到指定的工位上，完成待包裝工件的定時(shí)、定量和定向的供送，為接下來(lái)的包裝動(dòng)作做好準(zhǔn)備，當(dāng)供料手推車上的活塞全部處理完后，其上面的活塞和12個(gè)鋼網(wǎng)筐都被運(yùn)送到下料機(jī)構(gòu)上了，要人工把空車推出，再把一裝滿活塞的車推入供料軌道內(nèi)。

2 下料機(jī)構(gòu)

下料機(jī)構(gòu)和上料機(jī)構(gòu)完全一樣，但由人工推入MS600的送料軌道內(nèi)時(shí)是空車，它上面沒(méi)有推盤和活塞。當(dāng)把供料機(jī)構(gòu)上一托盤活塞全部加工完放回原位置后，就把該托盤放到下料推車上。當(dāng)12個(gè)托盤里的活塞全部處理完及放到下料車上后，要人工把它推出來(lái)送走，再把一空車推入下料軌道內(nèi)。

3托盤搬運(yùn)機(jī)構(gòu)

托盤搬運(yùn)機(jī)構(gòu)由兩個(gè)托盤升降軸和托盤水平搬運(yùn)軸組成。托盤升降軸就是由兩根PAS42BB并聯(lián)組成的上下運(yùn)動(dòng)軸，帶動(dòng)12個(gè)拖盤升降運(yùn)動(dòng)。而托盤水平搬運(yùn)軸則由兩根PAS42BB并聯(lián)組成的水平運(yùn)動(dòng)軸。三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸都由伺服電機(jī)控制。

4 二維搬運(yùn)機(jī)器人

由于Federal Mogul公司采用立式數(shù)控車所以百格拉公司就采用了一個(gè)二維XZ機(jī)器人。X軸是PAS42BB，Z軸是LM-A101。為了便于抓取活塞百格拉公司設(shè)計(jì)了帶輔助定位的4指手爪。該XZ機(jī)器人的X軸行程為1.2m， Z軸為0.4m， X軸的最高運(yùn)行速度為2m/s， Z軸的最高運(yùn)行速度為1m/s。

在很多產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用機(jī)器人來(lái)完成一些生產(chǎn)工序，不僅能提高生產(chǎn)效率，降低成本，更能提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如在食品生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器人可以完成外觀檢驗(yàn)、搬運(yùn)、包裝、托盤化運(yùn)輸、在食品行業(yè)的應(yīng)用中，由于機(jī)器人自身采用了便于清潔的不銹鋼材質(zhì)和多重防護(hù)措施，又避免了人工參與，所以易于保證食品衛(wèi)生及食品質(zhì)量。由于機(jī)器人工作時(shí)具有高度重復(fù)的一致性，因此一些生產(chǎn)工序由機(jī)器人來(lái)完成，會(huì)使產(chǎn)品的重量更加精確，外觀更加精美，減少浪費(fèi)，降低成本。機(jī)器人可以24小時(shí)高速高效工作，可以替代多名人工，隨著勞動(dòng)力成本不斷上升，應(yīng)用高效經(jīng)濟(jì)的直角坐標(biāo)機(jī)器人會(huì)降低生產(chǎn)成本。直角坐標(biāo)機(jī)器人還被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、化妝品、包裝、儀表裝配、繼電器生產(chǎn)等眾多行業(yè)。

二 MS600的工作過(guò)程

供料機(jī)構(gòu)和下料機(jī)構(gòu)里有相同的托盤提升機(jī)構(gòu)。當(dāng)把供料小車推入軌道內(nèi)后，托盤提升機(jī)構(gòu)就從最下面的托盤開始全部拖住，按要求每次把整摞托盤提升一個(gè)托盤厚度，保證最上面的推盤可以被拖盤水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)拖住及水平運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)托盤提升機(jī)構(gòu)把最頂部第一個(gè)拖盤升高到比水平運(yùn)動(dòng)軸高出一定高度后停止，然后托盤水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)向第一個(gè)托盤運(yùn)動(dòng)，使托盤水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所帶的拖板處于第一個(gè)拖盤下面。然后升降機(jī)構(gòu)下降使第一個(gè)拖盤處于水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拖板上。然后升降機(jī)構(gòu)升高10mm， 接著水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)向回運(yùn)動(dòng)把該托盤帶到二維XZ機(jī)器手前面。XZ二維機(jī)器手先逐個(gè)搬運(yùn)第一排的零件，搬運(yùn)后處理完再放回原處。當(dāng)一排零件被處理完后，水平運(yùn)動(dòng)軸再向前運(yùn)動(dòng)使第二排的零件處于機(jī)器手可以抓取的位置上。水平運(yùn)動(dòng)軸再把該托盤送回到下料機(jī)構(gòu)的升降機(jī)構(gòu)上，然后升降機(jī)構(gòu)下降一個(gè)托盤的高度，等待下一個(gè)托盤。這時(shí)供料機(jī)構(gòu)升高，水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)取下一托盤，這就是托盤交換過(guò)程。

三 控制系統(tǒng)部分

整個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)采用百格拉公司TLCC CAN總線控制系統(tǒng)，通過(guò)CANBus控制各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)。各個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)采用帶CANBus總線控制功能的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)TLC534。TLCC作為主站通過(guò) CAN總線可以控制幾十個(gè)從站（TLC534），每10ms一個(gè)控制周期。整個(gè)系統(tǒng)采用5個(gè)PLE系列精密行星減速機(jī)和5個(gè)可編程，帶運(yùn)動(dòng)控制功能的智能伺服驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)TLC534。

四 展望

本文是介紹碼垛機(jī)器人系統(tǒng)在活塞生產(chǎn)線中的應(yīng)用，綜上所述的直角坐標(biāo)機(jī)器人近10年來(lái)一直高效的應(yīng)用在食品行業(yè)，并獲得國(guó)內(nèi)外客戶的好評(píng)。而在有的食品生產(chǎn)過(guò)程中濕度大，還有的機(jī)器人要在有類似海水或其它腐蝕性氣體和液體的環(huán)境下工作，因此機(jī)器人的防水防腐性能就變得很重要。百格拉公司的技術(shù)人員與用戶密切合作，成功地解決了這些難題。經(jīng)過(guò)的不斷完善，今天百格拉公司的直角坐標(biāo)機(jī)器人已經(jīng)成功的應(yīng)用于很多食品生產(chǎn)加工行業(yè)。希望對(duì)上面一種結(jié)構(gòu)形式的碼垛機(jī)器人的介紹使用戶理解采用它們。我們還有10多種其他結(jié)構(gòu)的上料下料和碼垛類機(jī)器人系統(tǒng)，百格拉公司二十年來(lái)生產(chǎn)了數(shù)千臺(tái)套類似的機(jī)器人。