铝材端盖的生产工艺以及生产车间的机床状况，以及FANUC智能化机 床上下料系统应用案例分析，提出了工业机器人代替 人工完成机床上下料的自动化设计方案。本次改造，主要 根据自动化系统的科学定义做了以下几项设计要求： 

（1）经济性：目前的生产车间机床数量300多台，空 间布置紧凑，改造必须考虑空间大小以及便利性，避免基 建的重大改造造成不必要的经济投入； 

（2）操作简便：整个自动化系统的操作流程须简单， 方便，节省人力，提高效率； 

（3）安全可靠：整个自动化系统必须保证人员的使用 安全，以及制造环境的安全。 

2系统设计 

2.1系统概述 机器人在智能化机床上下料系统中的应用技术，针 对机器人对无夹具定位工件的自动柔性搬运应用的参考案 例，提出此次系统的设计思路：运用工业机器人代替人工 进行机床上下料自动化生产，如图1所示，本方案由1台 Fanuc机器人、自动控制柜、旋转式入料机构、双层出料 机构以及2台机床等组成，完成产品取件、上料、下料至 输送带，*后由人工检验、装箱。

2.1系统流程设计 

在系统软件构造化技术[4]与基于PLC和CC-link总线 的工业机器人控制的实现技术文章里，作者都充分分 析与应用机器人的软件能力，来实现多台设备联动的功 能。在本案例中，考虑到*大化利用空间以及设备使用 率，提出应用1台机器人联合2台或3台机床设备进行生 产制造，可以充分利用空间和节省机器人成本。采取3台 机床同时运作的方案，由于机器人手臂尺寸以及产品成型 时间太短问题，无法充分利用机器人的效益，*终选择1 台机器人配合2台机床进行生产，达到经济效益*大化。 产品成型流程如下：工人间隔4个小时更换料盘一 次，机器人手臂吸取铝盘送至机床固定工装进行定位挤压加工；在加工过程中，机器人抓取铝盘上的塑料纸放置在塑 料纸盘后，吸取第二个铝盘在第二台机床进行挤压加工。第 一个铝材端盖加工完毕后，机器人吸取产品放置在出料皮带 上。接着第二个生产完毕，重复前面的取料动作至出料皮 带。不论原料铝盘还是成品铝材端盖，每个产品间都有一张 塑料纸防止刮花。所以在每次的上料和下料动作中，都有一 次的塑料纸传递的动作进行重复利用。具体流程图如图2。

2.2手爪 

为了获得稳定、高效的工作效率，实现对薄而表面光 滑的金属制品以及纸张的抓取，手爪机构设计采用具有 真空吸附技术的机器人气动手爪来搬运物料。如图上下 料采取可手动调节装置进行抓取，上下料手抓由3个吸盘 吸料，考虑产品的结构特性圆盘，抓取位置设计在产品中 心，而铝盘端盖中间部分已加工部分沾有润滑油，不适合 吸取动作，所以设计手抓直接抓取产品边缘，利用三个吸 盘定位。考虑不同产品大小问题，设计手动调节机构，可 以实现一个手抓同时应用在多个产品的功能，节省手抓生 产费用与时间成本。

2.3 PLC对机床以及机器人监管 

在整个系统设计过程中，主要考虑自动门、机床夹具 以及机床通讯改造的内容。针对这些改造需要考虑实时监 测、互不干扰，所以设置了实时监控模块，采用专用监控 平台，能够满足生产线上设备状态进行实时动态监控、报 警、预警，并形成完整的工位生产流程图监控。而此功能实 现，主要采取PLC对机床与机器人的信号进行监控管理。 

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