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基於 FANUC 數（shù）控係統的智（zhì）能製造（zào）單元設計

2022-4-26 來源：湖南三一工業職業技術學（xué）院（yuàn）作者：陸雄

摘要 : 提出了將工業機器人與 FANUC 係統數控機床相結（jié）合，構成基本的智能製造（zào）單元的設想。主要分析和（hé）研究工業機器人（rén）自動上、下料的（de）工作過程（chéng），運用（yòng） FANUC 數控係統的宏程序（xù）完成上、下料程序的編製，提升數控機床的智能化水平。

關鍵詞（cí） :FANUC 數控（kòng）係統 ; 機（jī）器人 ; 智能製造 ; 程序設計（jì）

1.序言

本文選用三一（yī）汽（qì）車起重機械有限公司現（xiàn）有的一台 NBP-1000A 友嘉立式加工（gōng）中心和一台 ABB工業（yè）機器人，構造成一個基本的智能製造單元，運用工業機器（qì）人完成工件的上料、下料及搬運工作。所有控製流程，在 FANUC 數控係統通過編程來實現。

2.智能製造單元的基本組成

NBP-1000A 型加工中心是一台三（sān）軸控製數控機床，采用 FANUC 0iMD 數控係統，配備機械手自動換刀裝置，盤式刀庫容量為 22 把。在加工中心工作台上（shàng）配置氣動（dòng）精密（mì）平口鉗，用於工件的裝（zhuāng）夾。選用型號為 IRB2400 的 ABB 工業機器人，其承重能力 10kg。機器人側配備有工件裝夾手爪，具有夾緊、鬆開、有無料檢（jiǎn）測（cè）功能。料架上設有毛坯位和成品（pǐn）位兩（liǎng）個倉位，每個倉位設有傳感器和狀態指（zhǐ）示燈，傳感器用於檢測該位置是否有工件，狀態指示燈分別用不同的顏色指示工作狀態。設備平麵布置如圖 1 所示（shì）。

3.程序設計

整個加工過程是由數控係統通過編寫程序來實現（xiàn）的。自動（dòng）上、下（xià）料的（de）全過程是由加（jiā）工中心與機器人之間通過上、下料宏程序相互配（pèi）合來完成的。上、下料動作（zuò），毛坯及成品的搬運都由機器人完成。平口鉗、機床（chuáng）門及機器人手爪動作都是由數控係（xì）統（tǒng） PMC 程序控製。平口鉗的裝料位置由加工中心 X、Y 軸（zhóu），通過數控（kòng）係統與數控機床PMC 的 G 代碼實（shí）現信息交（jiāo）換。

3.1 工作流程

程序設計之前，首先要將（jiāng）各部件的工作流程弄清楚，才能設計出完好的程序。上料是由工業機（jī）器人從料架的毛坯位（wèi）置（zhì）搬運毛坯到數控機床中，加（jiā）工前將毛坯裝到平口鉗中。加工完成後，將成品從平口鉗上卸下（xià），送至料架成品位置。上料工作流程如圖（tú） 2 所示。

下料是由工業機器人將加工好的（de）成品從數控機床上搬運到料（liào）架成品（pǐn）位置，下料工作流程如圖3 所示。

3.2 上、下料宏程序的編寫

（1）M 代碼定義上、下料各環節（jiē）的控製采用輔助（zhù）功（gōng）能 M 指令來實現，M50、M51 通過宏程序來完成，M52~M57 各（gè）指令需（xū）要在數控係統中編寫相應的 PMC 程序，M 指令（lìng）設置見表（biǎo） 1。

（2）接口信號變量定義上、下料宏程序采用了接口（kǒu）信號變量（liàng），定義見表 2。接（jiē）口輸入信（xìn）號變量在（zài）宏程序（xù）中 “讀取” 係統輸入（rù）信號的狀態，從而在程序中直接獲得相應的（de）檢測信號，#1008~#1010 為接口輸入信號變（biàn）量。接口輸出（chū）信號變量在宏程序中 “改變” 係統輸出信號狀態，#1108~#1109 為（wéi）報（bào）警輸出信號變量，#1110~#1113 輸出信號變（biàn）量控製數控機床（chuáng）的執行（háng）元件向機器人（rén）發出工作（zuò）指令。

（3）係統參數設定要通過 M50、M51 指令在數控程序中調用宏程序，必須對相關參數（shù）進（jìn）行設定。設定 P1195=1，使用 M 代碼調用宏程序 ;設定 P6075=50，使用 M50 調用（yòng） O9005 宏程序 ; 設定 P6076=51，使用 M51 調用 O9006 宏程序。上料宏程序（xù）設計如下。

4. 結束語

通過（guò）對智能製造單元工（gōng）業機器人自動上、下料工作過程的分析和研究，運用 FANUC 數控係統編寫上、下料（liào）程序，不僅提升了數控機（jī）床的智能化水平，滿足了（le）生產車間（jiān）智能化製（zhì）造的需求，而且（qiě）減少了工人的勞動強度，提高了生（shēng）產效率。通過進一步研究，可以考慮將一台工業機器人與多（duō）台數控機床配合，實現自動上、下料功能，提高工業機器人的利用率，更大範（fàn）圍地提升工廠的智能化生產水（shuǐ）平。

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