柔性加工中心單元工件自動識別及自動加工技術(shù)
柔性制造單元（FMC)有獨立的工件儲存站和 單元控制系統(tǒng),，能在機床上自動裝卸工件，自動檢測 工件,，從而可實現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn),，適于多品種 小批量生產(chǎn)應(yīng)用。1 8托盤鏈式結(jié)構(gòu)概述鏈式托盤交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。托盤上裝夾 有夾具及工件,，在加工過程中,，它與夾具及工件_起 流動，類似通常的隨行夾具,。環(huán)形工作臺用于工件的 輸送與中間存儲,，托盤座在環(huán)形導(dǎo)軌上由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈 拖動而回轉(zhuǎn)，每個托盤座上有地址識別碼,。當—個工件加工完畢，精工機床發(fā)出信號，由上 下料驅(qū)動裝置將加工完的工件（包括托盤）拖至回 轉(zhuǎn)臺的空位處,，然后由托盤驅(qū)動裝置將加工完的工件 (包括托盤）轉(zhuǎn)至手動上下料區(qū)對應(yīng)工位,，再由上下 料驅(qū)動裝置拖至手動上下料區(qū)，由操作者進行拆卸,，并裝上待加工工件；同時待加工工件（包括托盤）轉(zhuǎn)至上下料區(qū)對應(yīng)工位,，然后將待加工工件推至上下 料區(qū),，由上下料驅(qū)動裝置拖至交換區(qū)，再由加工中心的交換裝置將夾具及待加工工件移至加工區(qū)定位 加工,。2夾具光目識別結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如圖2所示，工作臺2安裝在機床交換區(qū)下支撐 結(jié)構(gòu)1上,，在工作臺2的上方安裝有裝夾工件4的夾 具10。在夾具10下方底座上鑲嵌有夾具標志塊3, 在夾具10下方底座的側(cè)邊處位于機床交換區(qū)下支撐 結(jié)構(gòu)1上安裝有激光發(fā)射器7,。在機床交換區(qū)上支撐 結(jié)構(gòu)5上安裝有激光接收器6,激光發(fā)射器7與激光 接收器6相對設(shè)置,。在機床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu)1上安裝有與氣動裝置 相接的氣缸9,，與氣缸9相配的活塞桿的外端頭連接 有護罩8，護罩8與激光發(fā)射器7相配,，即可罩在激 光發(fā)射器7的上方,。加工工件時，操作者將工件4裝卡完成后,，按下 手動按鈕,，使機床精工系統(tǒng)得知裝卡完成,。系統(tǒng)發(fā)出 信號，氣缸9動作,，帶動護罩8運動,，使激光發(fā)射器 7露出來，氣缸9帶動護罩8運動到指定位置停止,。 激光發(fā)射器7開始發(fā)射激光。夾具標志塊3遮擋部分 激光,，在上方的激光接收器6接收激光,。機床精工系 統(tǒng)根據(jù)激光接收器6接收到激光的實際寬度判斷夾具 的具體編號。激光發(fā)射器7結(jié)束發(fā)射激光，然后氣缸 9動作,，帶動護罩8回位，罩在激光發(fā)射器7上,，加 工作業(yè)時起到保護激光發(fā)射器7的作用,。整體結(jié)構(gòu)簡 單，動作靈活可靠,，可準確識別夾具,，保證被加工工 件與系統(tǒng)的加工程序一致,，提高了機床的工作效率，進一步提高了自動化程度,，降低了工件的加工成本,。3 8APC夾具識別精工系統(tǒng)托盤庫的啟停和定位是通過I/O LINK軸進行的， 該軸通常對外圍機構(gòu)進行固定動作的控制完成某種特 定的運動和動作,。該控制方法是通過FANUC系統(tǒng)提 供的POWER ATE CNC管理功能對I/O LINK軸進行 控制，通過Pi系列放大器進行驅(qū)動,，該放大器通過 I/O LINK接口與CNC相連,，CNC通過PLC梯形圖對 該接口進行控制從而對伺服電機的控制，見圖3,。圖3數(shù)據(jù)I/O LINK進行傳輸,、傳遞指令和反饋信息 夾具的辨別,。選用數(shù)字型激光傳感器，對夾具特 定的區(qū)域進行檢測,，通過檢測區(qū)域?qū)鞲衅鞴饽徽趽?大小從而改變輸出電流的大小,，電流信號通過系統(tǒng)的 模擬量輸入模塊輸入到CNC系統(tǒng)中，再經(jīng)過PLC內(nèi) 部功能塊進行轉(zhuǎn)換辨別（圖4),，然后再通過PLC的 邏輯順序通過系統(tǒng)外部工件號檢索功能調(diào)用相應(yīng)的加 工程序（見圖5),。(0)托盤庫有8個托盤（或托盤庫7個,，機內(nèi)1個)(1) 設(shè)定托盤庫的原位。(2) 在托盤上安裝夾具,。(3) 設(shè)定要加工的托盤號,。(4) 通過NC指令啟動托盤庫，托盤庫按照設(shè)定 的順序進行旋轉(zhuǎn)，(5) 旋轉(zhuǎn)到位后,，程序被調(diào)用出來后相應(yīng)的夾 具托盤通過傳動裝置送到待交換區(qū)內(nèi)，當夾具托盤確 認到位后,，夾具光目識別系統(tǒng)運行對夾具進行檢測,， 把工件的數(shù)字化編號信號輸入到系統(tǒng)內(nèi)。(6) 夾具光目識別系統(tǒng)成功識別后,，交換裝置 啟動，把待機側(cè)的夾具及工件交換到加工區(qū),，通過 PLC調(diào)用相應(yīng)的程序,，見圖6，然后加工程序運行,。(7) 托盤庫旋轉(zhuǎn)到與待機位托盤號相對應(yīng)的工 位，把待機位的托盤還回到托盤庫中,。(8) 托盤庫旋轉(zhuǎn)到下一個設(shè)定的需要加工的夾 具,，寺待加工區(qū)內(nèi)加工完成。(9) 加工區(qū)內(nèi)加工完成后,，傳感器檢測托盤庫 側(cè)需要加工的夾具,，然后調(diào)出相應(yīng)的程序，重復(fù)步驟 (7),把待加工的夾具及工件交換到加工區(qū),。數(shù)據(jù)通過I/O LINK進行傳輸,、傳遞指令和反饋 信息。CNC—AMP,控制AMP執(zhí)行指定的動作,。AMP—CNC即AMP反饋給CNC的信息，目前 AMP處在何種狀態(tài),。4結(jié)論提出的激光工件識別系統(tǒng)有效提高了識別的可靠 性和穩(wěn)定性,，可識別工件的數(shù)量也得到了提高。通過 工件自動識別和自動加工系統(tǒng),，柔性制造單元的自動 化程度得到了提高,，同時結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠性也得到了 提高,。