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　　在鋰電、光伏等行業自動化生產線上，經常會用到物料的上下料機構，以完成物料的上料和下料工作任務。上下料機構實現方式比較多，常見的有：多軸機器人、SCARA機器人，多軸CNC上下料模組等。這幾種上下料設備(機構)各有優缺點，本文將帶來MOONS’鳴志開發的4軸CNC上下料模組的詳情介紹。

　　文/上海安浦鳴志自動化設備有限公司

　　1 設備介紹

　　4軸CNC上下料模組分別有X、Y、Z、T四個軸，其中X、Y、Z軸可以實現直線、圓弧等插補運動，T軸作為附加旋轉軸和X、Y、Z軸實現聯動。T軸可安裝抓手抓取物料，并在多個工位之間完成物料的上料、工位間工序流轉、下料等工作。

圖1 設備現場圖

　　4個軸分別由M3絕對值編碼器電機驅動，每個軸均配置2個安全限位開關，限位開關直接連接M3驅動器，節省IO點數。2個抓手由真空壓力電磁閥控制，2個真空壓力到達信號由開關量信號反饋。

圖2 4軸CNC上下料模組3D示意圖

　　4軸CNC上下料模組的工藝流程如下：

　　在人機交互上位機的調度指令下，4軸抓取物料，在上述8個工位間，完成上料、視覺拍照、A、B、C、D工藝處理工位間流轉、H工位緩存、下料等工藝流程。

圖3 工位示意圖

　　如圖2所示，8個工位分別為：

　　G工位(上料工位)、A 工位(工藝處理1)、B 工位(工藝處理2)、C 工位(工藝處理3)、D 工位(工藝處理4)、H工位(工序流轉緩存)、E工位(視覺檢測)、F工位(下料工位)。

　　2 控制方案

　　針對以上應用需求，安浦鳴志開發出了多軸CNC上下料模組控制解決方案，系統拓樸圖如圖3所示。

圖4 系統拓撲圖

　　系統的性能指標如下：

　　(1)位置精度：±0.01mm;

　　(2)速度：800mm/s;

　　(3)最大載荷：15kg。

　　3 技術難點及方案優勢

　　與機器人上下料機構對比，一般來說多軸CNC上下料模組運行時噪音較大，啟停時抖動也較大。針對噪音與抖動，安浦鳴志采用了以下措施，完美地解決了此問題，以較低的成本達到和機器人幾乎一樣的效果：

　　l 采用精密低噪音電缸，有效降低運動噪音;

　　l 優化M3伺服驅動器參數，降低啟停時的抖動;

　　l 優化控制器運動控制參數，提升運行時的平滑性。

　　該多軸CNC上下料模組解決方案具有以下應用優勢：

　　(1)整套采用安浦鳴志的系列產品有：控制器、驅動器、伺服電機，以及一站式服務，縮短開發周期;

　　(2)整體成本比機器人低40%左右，運行速度及位置精度和機器人基本相當;

　　(3)控制系統通訊方式多樣，滿足常見的通訊方式需求;

　　(4)運動軌跡采用G代碼編程，通用型號方便快捷;

　　(5)人機交互上位機界面友好，參數設定、設備操作、調試示教方便靈活。