數控機床是製（zhì）造業應用（yòng）最廣泛、數量最多的（de）機械設（shè）備，對廣大工業（yè）企業的生產與發展（zhǎn）起到了極其（qí）重要的作用。在當前倡導“工業 4.0”與“中國製造 2025”戰略的背景（jǐng）下，智能化製造已成為製（zhì）造業發展（zhǎn）的方向，而傳統的數控機床已無法滿足現代（dài）企業智（zhì）能（néng）化（huà）生產的需要。因此，推動智能化技術改造尤為重要，對傳統的數控機床進行智（zhì）能化升級（jí）改造已成為一項（xiàng）十分重要的工作。近年（nián）來，以工業機器人（rén）為代表的（de）關鍵技術裝（zhuāng）備發迅速，為深入推進智能（néng）化升級奠定了（le）一定的（de）基礎。探（tàn）討將工（gōng）業機器人（rén）與數控（kòng）機床相結合，運用自動測量技術和刀具自動檢測技術，組成智能製造單元，實現數控機床的智能化升級。

    選用（yòng）的數控機床為湖南三一工業（yè）職業技術學院現（xiàn）有的一（yī）台KVC650 立式加工中心。機器人采用現有的（de）一台 ABB 工業機器人，完成工件的上料（liào）、下料（liào）及搬運工作。增加自動測（cè）量係統對工件進行自動檢測，配置自動刀具檢測係統，構造成一個基本的智能製造單元，實（shí）現整個加工過程的智能化。所有控製流程由（yóu）數控機床通過編程來實現。

 

 

     KVC650 型加工中心是三軸控製數控機床，可控製 X、Y、Z三軸聯動進行直線插補、圓（yuán）弧插補。該機（jī）床配（pèi）備有自動換刀裝（zhuāng）置，刀庫容量為 10 把刀具。可自（zì）動連續地進（jìn）行鑽、銑、鏜、攻絲加工和輪廓的粗、精加工。該機床選配 FANUC 0iMB 數（shù）控係統。主要（yào）規格參數如下：

    控（kòng）製係統框（kuàng）圖如圖 2 所示，CNC 數控裝置作為智能（néng）製造單元的控製核心，所有控製指令由 CNC 控製係統發出，工業機器人協助完成工（gōng）件的（de）上、下料及搬運工作。自（zì）動測量（liàng）裝置（zhì）分為兩部分，測頭和接收器，測頭安裝在刀柄上，由數控程序控製實現自動測量，接收器安裝在機床本體上，接收來自測頭的信號。氣動平口鉗完成工件的夾緊和鬆開，防護（hù）門由氣缸驅動起安全防護作用。工（gōng）件料架存放待（dài）加（jiā）工（gōng）毛坯和（hé）加工好的成品。

 

   

    數控程序實現（xiàn）對整（zhěng）個加工過程（chéng）的控製，按下循環啟動按鈕（或（huò）遠程啟動按鈕），主程序運行，對係統進行初始化。機床各軸（zhóu）運行到指定位置，平口鉗鬆開，防護門打（dǎ）開。同時判斷料架是否有料，沒有（yǒu）料發（fā）出缺料信（xìn）號，如果有料，數控機床發出上料指令，機器人將毛坯（pī）從料架搬運到（dào）數控機床平口（kǒu）鉗位置，平口鉗夾緊上料完（wán）成（chéng）。數（shù）控機床（chuáng）自動對刀，運行加工程序，加工完成運行測量程序，判斷零件是否合格，如果不（bú）合格（gé），發出不合格報警，合格則運行下（xià）料程（chéng）序（xù），判斷加工零件數是否達到設置值，少於設置值，繼（jì）續運行上料程序，加工下一個零件。如果（guǒ）零件加工數量達到設置值，程序結束，實現零（líng）件自動加工。工作流程如圖 3 所示。

 

 

    數（shù）控機床需要設計的程序有自（zì）動上料和下料程序、防護門自動開關程（chéng）序、精密氣動平口鉗程序及自動測（cè）量程序。機器人設計（jì） 4 個工作位置，機器人（rén）初始位置、機器（qì）人平口鉗位置、機器人料架毛坯位置和機器人料架成品（pǐn）位置。機器人根據數控機床CNC 發出的指令，移動到相應的工作位置（zhì）。每次裝卸完工件，機器人回到初始（shǐ）位置。

    通過對數控機床智能（néng）化升級（jí）的研究，將工業（yè）機器人與數（shù）控機床有機結合起來，使數控機床的智能化水（shuǐ）平大幅提升。實現省工省力、提（tí）高效（xiào）率、保證質量，滿足智能製造的要求。通過進一步研究，還可以將這些（xiē）技術擴展到工（gōng）業生產（chǎn）中，具有非常廣闊的（de）發揮（huī）空間，為企（qǐ）業數控機床的（de）智能化升級改造提供借鑒（jiàn）。