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ABB机器人——上下料工艺
发布时间:2019-10-31        浏览次数:15        返回列表
 
      数控机床上下料系统包括物料台(可转动)、桁 架机器人(位于加工台上方、安全门内)、桁架机器人 控制柜、桁架机器人手爪等。上下料工艺过程:按下数 控机床启动按钮,系统确认各个运行状态都准备好,工 人将待加工物料放入圆形物料台,安全门关闭后开始工 作,液压卡盘松开到位,桁架机器人在原点运行到物料 台固定位置,桁架机器人手爪动作抓取物料,桁架机器 人运送物料到指定位置,液压卡盘夹紧物料,桁架机器 人移动到原点位置(安全),机床启动按加工程序加 工,加工完成后,液压卡盘松开到位,桁架机器人由原 点运行到指定位置,桁架机器人手爪抓取加工完的物料 运动到物料台指定位置,松开物料后完成下料,接着夹 取下一个物料,重复上述过程。若物料台所有物料加工 完毕,数控机床通知工人更换物料台的物料。

      ABB机器人与数控车床电气控制和气动控制需要考虑: 1)桁架机器人本体X轴和Z轴滚动导轨伺服控制; 2)规划桁架机器人运动轨迹;3)桁架机器人手爪动作设计; 4)桁架机器人与数控车床通信方式。

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      控制系统工作原理: 1)启动数控机床和桁架机器人,数控机床判断加工 是否完成,若完成则机床门打开,判断机床门打开是否到 位,若到位工人将物料台装好待加工物料,否则等待; 2)数控车床判断机床门是否关闭到位,若到位则 桁架机器人取料,放料; 3)桁架机器人取料控制过程:判断液压手爪打开 是否到位,若到位则桁架机器人从安全点沿规划轨迹运 动到取料位置,调整手爪抓取物料,沿规划路径到达液 压卡盘放料位置,机器人手爪松开放料,液压卡盘夹紧 物料。机器人沿规划路径回到原始安全点,完成一次上 料、取料过程; 4)桁架机器人发出放料完成信号给数控车床,数 控车床检测正常后按编制程序加工。

      主控制器选择按照上述工作过程,主控制器需要完成桁架机器 人本体X轴和Z轴的运动控制,气缸电磁阀控制、与数 控车床的通信控制、显示、报警功能、运动限位控制等 功能。主控制器采用西门子S7-300的CPU和威纶通触摸 屏。整个系统S7-300是控制核心,实现主要控制功能。

      伺服电机和控制系统 :桁架机器人伺服驱动电机主要有直流电机、感应 电机以及步进电机。自动上下料要求桁架机器人快速运 行到物料摆放位置,将物体摆放整齐。电机转矩波动 8%,3S内桁架机器人运行到额定速度,作业率>99%。 考虑到过载能力、运行效率等因素,驱动电机选择永磁 同步电动机。

      ABB机器人交流伺服系统主电路包括整流电路、 滤波电路和逆变电路:为简化硬件,整流电路采用三 相不可控制整流集成模块;滤波电路选择耐压值为 450V,1mF的电容;逆变电路选择50A,1200V的IGBT 模块为开关器件;缓冲吸收电路采用并联RCD结构缓冲电路。

      ABB机器人交流伺服系统控制电路包括主控电路、 电压采集电路、电流采集电路、功率器件驱动电路等。

      柔性手爪:桁架机器人末端机械手动作包括定位、半旋转(抬 起)、抓取。定位和半旋转(抬起)采用压缩空气控 制;由于抓取的物料较小,采用超声电机设计两指手爪 实现上下料柔性化。超声电机控制由DSP芯片来完成。

      PLC电气控制系统 :PLC是整个上下料控制的核心,需要完成桁架机器 人行走,抓取,显示和与数控车床通信控制。

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