摘要：本文通过案例设计，阐述了门式机器人在汽车零部件无人化自动运转的成功运用，内容主要包括门式机器人机械结构，自动线运转工艺过程，模块式双头手爪等。
宁夏巨能机器人最新开发的巨人-Giant系列“独立控制门式机器人模块”，可以进行多种形式的组合，组成多台联机的生产线，本文将介绍G20机器人模块在汽车变速箱同步器生产线中的应用案例。
独立控制门式机器人模块内容包括：立柱，横梁，竖梁，托架体，控制系统，润滑系统，自动托盘站系统，上下料仓系统，手爪系统等等，各模块在机械上彼此相对独立，控制上也是独立的，可以在一定范围内进行任意组合而不需要重新设计和制造。机器人的机械手可以是单头的，也可以是并联在一起的双头结构，或是独立的双机器人结构。本文介绍G20组成的并联双头机械手的案例（图1）。
图1 汽车变速箱同步器生产线全景
汽车变速箱同步器自动线的加工部分由四台移动立柱式立式加工中心组成，用于加工8种不同规格的零件，加工采用四轴转台卡具一次装卡加工完成，期间在整线末尾有一个检测工位（图2），用于分别对四台机床加工的零件进行检测，检测采用抽检的方式，由程序设定抽检的间隔，然后由机器人将需要抽检的零件放置到检测台上，检测台上的气缸将零件送出线外，由人工完成检测后再放入到线上。整条线由一台机器人完成上下料，采用巨能机器人专门针对门式机器人系统开发的专用控制系统（图3），该系统采用EIA和宏程序编程的方式，可以非常灵活地调整整线的运行逻辑，操纵机器人的运行就像和编制机床切削程序一样简单。该机器人由两个并联的机械手（两个竖轴）组成（图4），其中一个竖轴是专门负责上料的机械手LH，另一个是专门负责下料的机械手UH，每个机械手上都有两个手爪，一个机械手可同时装卡2个工件。G20机器人在上下料时每个机械手分别进入机床或上下料区域进行工件抓取或装夹，每次每个LH/UH机械手都要退到机器人系统设定的安全区域后，机器人再重新定位，执行另一个机械手的动作。UH机械手装夹工件时的状态见图5。
图2 检测工位
图3 独立的电控系统
图4 机械人包含两个机械手（两个竖轴）
图5 机械手装夹工件时的状态
G20机器人模块双头并联的实现也采用了模块化的设计，两个LH/UH机械手的托板采用了完全对称的设计，除托板零件本身外，其他的零件可以全部互换（图6）。驱动横轴（B轴）的电机可以有3种布置方式（图7中红色方框的位置）：①放在LH机械手的托板上；②放在UH机械手的托板上；③放置在两个托板的中间位置。LH机械手或UH机械手如果需要独立驱动时，可以放置在 ①或③的位置上，这样就变成了单头机器人或两个独立的机器人共用一个横梁：双机器人。如果需要LH机械手和UH机械手并联时，就可以放在①、②、③任意一个位置，变成了并联的双头机器人。所以G20机器人可以随意组合成单头机器人、并联双头机器人和双机器人，这是巨能机器人对模块化设计的一种理念。
图6 机械手的托板
图7 驱动横轴的电机的3种布置方式
结束语：
G20门式机器人在汽车零部件自动化加工方面的成功应用，大大提高了生产效率，节约了人力资源成本，减少人为因素对产品质量的影响，同时打破了国外机床厂家在此类自动化方面的垄断。
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