本文從硬件的選擇,、工業(yè)機器人與CNC數(shù)控機床的接口定義等方面，介紹了兩者集成的步驟,，同時介紹了集成上下料工作站的種類與注意事項,。
1. 硬件選擇
（1）工業(yè)機器人上下料工作站的組成
典型的工業(yè)機器人數(shù)控機床上下料工作站系統(tǒng)如圖1所示。主要的組成部分包括工業(yè)機器人,、數(shù)控機床,、工件、抓取手爪,、周邊設備及系統(tǒng)控制器等,。
工業(yè)機器人與數(shù)控機床之間的通信方式根據(jù)各系統(tǒng)的不同，也有所區(qū)別,。對于信號較少的系統(tǒng),，可以直接使用I／O信號線進行連接，至少要包括門控信號,、裝夾信號及加工完成信號等,。對于信號較多的系統(tǒng)，可以使用現(xiàn)場總線,、工業(yè)以太網等方式進行通信,。
（2）上下料機器人的選擇
本實例所介紹的數(shù)控機床加工工件為圓柱體，如圖2所示,，重量≤2kg,，故機床上下料機器人可選用安川MH6機器人，如圖3所示,。機器人控制系統(tǒng)為安川DXl00,。
選擇工業(yè)機器人末端執(zhí)行器應考慮夾取對象的形狀與質量，本實例選擇氣動手爪,，如圖4所示,，型號為HDS-20Y，控制手爪動作的電磁閥安裝在MH6機器人本體上,。若工件質量大,，可選用液壓手爪。
考慮到失電安全,，失電后夾緊的工件不應掉落,，故電磁閥采用雙電控。末端執(zhí)行器氣動控制回路如圖5所示。當YV1電磁閥線圈通電時,，氣動手爪收縮,，夾緊工件；當YV2電磁閥線圈通電時,，氣動手爪松開,，釋放工件；當YV1,、YV2電磁閥線圈都不通電時,，氣動手爪保持原來的狀態(tài)。電磁閥不能同時通電,。
（3）PLC控制柜與安全防護裝置的選擇
PLC控制柜用來安裝斷路器,、PLC、開關電源,、中間繼電器和變壓器等元器件,。PLC選擇OMRON公司NJ301－1100控制器，上下料機器人的啟動與停止,、輸送線的運行等均由其控制,。
常用的安全防護如圖6所示，有安全圍欄與安全光柵,。本工作站選用安全圍欄,。
2. CNC與機器人上下料工作站的接口
機器人上、下料時,，需要與CNC進行信息交換,、互相配合，才能有條不紊地工作,。機器人上下料的工作流程如圖7所示,。
CNC與機器人上下料工作站PLC之間信號的傳遞路徑如圖8所示。CNC機床PLC與上下料工作站PLC之間進行信息交換,，機器人控制系統(tǒng)與上下料工作站PLC之間進行信息交換,。
CNC與機器人上下料工作站的接口信號如表1所示。上下料工作站PLC向CNC機床PLC發(fā)出指令,，如“請求CNC開門”,、“請求CNC關門”等，指令的執(zhí)行由CNC機床PLC來完成,。
機器人上下料工作站PLC的配置如表2所示,，CNC與機器人上下料工作站的接口分配如表3所示。
3. CNC與機器人上下料工作站的接口電路設計
CNC機床PLC的輸出接口為源型輸出,，而NJ PLC的輸入接口必須接為漏型,，所以CNC機床PLC的輸出信號通過中間繼電器進行過渡,。CNC輸出與NJ輸入接線圖如圖9所示。CNC輸入與NJ輸出接線圖如圖10所示,。
4. 注意事項
（1）如果纏屑不處理,，將會導致裝夾位置不準確，上下料困難等問題,。面對此類問題,，首先要建議客戶改良工藝或車削刀具，有效斷屑,；此外還需增加吹氣裝置,，每個工作節(jié)拍內吹氣一次，減少切屑堆積,。
（2）機床的定位主要靠定位銷。一般情況下,，定位銷會比定位孔小一些,，不會發(fā)生工件難以裝入現(xiàn)象；但遇到間隙配合特別小的時候,，首先要親自操作一下,，看工件與定位銷之間的配合，再結合機器人精度做預判,，以防后期機器人工作站調試時無法裝夾到位,，如圖11所示。
（3）裝夾到位問題,，有部分工件,，在卡盤內部有一個硬限位，工件在裝夾時,，必須緊靠硬限位,，加工出的零件才算合格，遇此類情況,，建議選用特制氣缸,，含推緊壓板，可以有效達到目的,。
（4）主軸準停問題,，有的工件在裝夾時認方向，主軸需有主軸定向功能,，才可以實現(xiàn)機器人上下料,。
（5）切屑堆積問題，有部分數(shù)控車床不含廢料回收系統(tǒng),，此時在技術協(xié)議或方案中需注明,，要客戶根據(jù)實際情況，定期清理切屑。
（6）斷刀是車床上下料中最頭痛的問題,，如沒有斷刀檢測,，只有通過定時抽檢來判斷此現(xiàn)象，如斷刀現(xiàn)象頻繁,，建議研究該項目的可行性,。