王洪?张锐丽?覃智广

摘 要 本文以工业机器人为例，对机器人与数控加工集成的硬件与接口信号进行分析，并提出集成技术的应用方法，重点对主机控制、工控机应用与物料运输控制进行分析，力求通过本文研究，使制造领域的自动化水平得以提升。

关键词 机器人;加工中心;集成技术

引言

在科技飞速发展背景下，将数控技术与信息化技术高度融合，为自动化生产设备运行提供强大的动力支持。机器人与加工中心集成技术主要包括机器人、加工中心、自动监测系统等多个方面混合起来形成的柔性制造系统，可实现生产自动化的目标，使制造业装置的自动化水平得到显著提升。

1工业机器人与数控加工集成

该技术主要应用在柔性制造单元或系统之中，机器人负责装卸工作，将加工完毕的工件与毛坯运送到传送带中。一些也可不用传送带，所使用的机器人类型主要为上下料机器人，编程较为简单，只需示教编程即可。但是，工业机器人与数控机床之间相互独立，三者均要进行数据通信。

1.1 硬件

加工中心中的I/O通过点对点接入到FIELD I/O模块之中，与LD通过总线进行通信;工业机器人与LD通过总线进行通信;滚道附件通过Asi总线与LD相连接;加工中心与ROBOT通信景观LD中转来实现。加工中心与机器人之间通过LD总线实现通信中转，因此二者的接口包括两个部分，一是LD与加工中心的接口，二是LD与机器人的接口，并具有特定的传递关系。

1.2 接口信号

加工中心与LD的接口部分信号包括以下内容，在机床状态方面，有无报警、紧停;在运行方式方面，采用手动、自动与空运转;在上下料方面，运行状态、相关请求、机床门开启、机床内部有无工件记忆状态;在手动操作方面，包括回零、去维修位、机器人夹爪操作等等;机器人与LD接口信号如下，机器人标准输出信号;工作完成状态，包括上下料、夹爪状态、报警状态等;在机器人位置状态方面，包括HOME位置与REPAIR位置;总线到机器人的接口信号，包括空转运行和自动运行两种模式;上下料条件，机床托盘上方、滚道上下料位置有无工件、MC上料门开启，来源于MC机器人的手动操作，可对夹爪进行开启控制[1]。

2机器人与加工中心集成技术的应用措施

工业机器人的加工能力较强，自身具备加工工具，刀具运动受控制系统影响，主要用于去毛刺、切割、雕刻、抛光等轻型加工，此种加工较为烦琐，通常采用离线编程的方式来完成，具体应用措施如下。

2.1 主机控制

在机器人生产单元中，加工中心选用FANUC数控系统，针对机床I/O点与PMC、CNC之间的信号传输状态进行监测。对于整个机器人生产单元来说，可使用1台加工中心作为主机，针对线路运转形式进行控制，将剩余加工中心作为子机。主机拥有多路径控制功能，加工中心经过第一路径进行控制，物料输送车由第二路径控制，二者相互独立，均由数控系统单独控制。根据主机控制可以看出，不同路径中拥有相互独立的程序文件夹，系统可针对不同路径中的轴实现单独控制。其中，主机轴作为第一路径，物料输送车轴作为第二路径，这样二者便是同时在控制程序的操作下运行。计算机总控系统使用Pro-face PL3900型号的工业计算机，内部设置两块热插拔硬盘，采用镜像软件对数据进行备份，进而实现24小时的持续运行，内置数据传输率为1.5Gbps，实现图像与数据的高速处理，在前后两处均配备USB接口，以太网接口为操作者的数据传输提供更多便利。

2.2 工控机的应用

不同设备的加工中心应通过以太网与工控机连接起来，完成数据的高效传输，在工控机上可对各个加工中心进行设置，由不同的控制器进行控制，为不同机床分配不同的IP地址作为区分，主机与子机之间的数据传输由工控机来实现。此外，针对工控机配置画面与编程软件进行二次开发，构建自己所需的各类画面，如历史报警、运行状态、数据采集等等，不同画面之间可以自由切换。通过数控系统双画面显示，将不同机床的实时画面展示出来，同时，还可将机床操作面板的画面进行开发，通过触摸屏对不同机床进行直接操作，以此实现多名员工在工控机中对线路内多个机床的实时监控与操作。同时，还可借助动画显示的方式，将整条线的实时情况在屏幕中展示出来，更为直观的确定物料小车的运输位置、等待工位、机床工作区等等，还可对不同机床的运行情况进行实时监测[2]。

2.3 物料运输控制

物料运输小车与机床状态、不同工位状态等，由系统宏变量进行记忆，整体控制受预先编制的宏程序O8110的影响，主程序中包含大量子程序，机床通过用户宏程序，与不同条件相结合对多样化子程序进行调用，以此实现物料运输小车在自动上下料方面的各项功能，不同程序控制的功能如下：

O8110 主程序：加红外线开关;G65P8113代表将装卸工位的托盘运送到等待工位;G65P8121代表的是将2#主机上的托盘运送到装卸工位;G65P8131代表的是将3#主机上的托盘运送到装卸工位;IFI#1020EQ0JGOTO97代表的是门开不到位，报警并跳出;M35代表的是复位1#主机加工完成;IFI#1025EQ1JGOTO98代表的是装卸工位有托盘，报警退出，将物料输送车上的托盘运送到1#的位置進行装卸。机器人为FANUC机器人，主要作用是对物料进行装卸，依靠主机加工中心进行控制，CC-Link属于开放式现场总线，数据量庞大，通信速度可选的形式多样，且以设备层为主，也可覆盖高层控制层与较低传感层。机器人控制主要包括若干子程序，依靠不同条件有选择性的调用子程序，完成对机器人的自动装卸工作[3]。

3结束语

综上所述，在机器人与加工中心集成方面，将自动化输送线、高速加工中心、上下料机器人与控制系统等应用其中，完成对箱体类零件的高效加工。在该项技术应用时，装备制造业具有更为复杂的柔性制造，可使制造业整体自动化水平得到显著增强。

参考文献

[1] 张海英.机器人与加工中心集成技术应用[J].中国科技成果，2017，（4）：62-63.

[2] 吴炯，陈金成，赵维江，等.四轴联动玻璃刻花加工中心集成控制系统研究[J].组合机床与自动化加工技术，2018，（11）：44-46.

[3] 韩鸿鸾.工业机器人与数控加工的集成[J].金属加工：冷加工，2018，（4）：4-7.