摘要：本文通過案例設計，闡述了門式機器人在汽車零部件無人化自動運轉的成功運用，內容主要包括門式機器人機械結構，自動線運轉工藝過程，模塊式雙頭手爪等。
      寧夏巨能機器人最新開發的巨人-Giant系列“獨立控制門式機器人模塊”，可以進行多種形式的組合，組成多臺聯機的生產線，本文將介紹G20機器人模塊在汽車變速箱同步器生產線中的應用案例。
      獨立控制門式機器人模塊內容包括：立柱，橫梁，豎梁，托架體，控制系統，潤滑系統，自動托盤站系統，上下料倉系統，手爪系統等等，各模塊在機械上彼此相對獨立，控制上也是獨立的，可以在一定范圍內進行任意組合而不需要重新設計和制造。機器人的機械手可以是單頭的，也可以是并聯在一起的雙頭結構，或是獨立的雙機器人結構。本文介紹G20組成的并聯雙頭機械手的案例（圖1）。

圖1  汽車變速箱同步器生產線全景

      汽車變速箱同步器自動線的加工部分由四臺移動立柱式立式加工中心組成，用于加工8種不同規格的零件，加工采用四軸轉臺卡具一次裝卡加工完成，期間在整線末尾有一個檢測工位（圖2），用于分別對四臺機床加工的零件進行檢測，檢測采用抽檢的方式，由程序設定抽檢的間隔，然后由機器人將需要抽檢的零件放置到檢測臺上，檢測臺上的氣缸將零件送出線外，由人工完成檢測后再放入到線上。整條線由一臺機器人完成上下料，采用巨能機器人專門針對門式機器人系統開發的專用控制系統（圖3），該系統采用EIA和宏程序編程的方式，可以非常靈活地調整整線的運行邏輯，操縱機器人的運行就像和編制機床切削程序一樣簡單。該機器人由兩個并聯的機械手（兩個豎軸）組成（圖4），其中一個豎軸是專門負責上料的機械手LH，另一個是專門負責下料的機械手UH，每個機械手上都有兩個手爪，一個機械手可同時裝卡2個工件。G20機器人在上下料時每個機械手分別進入機床或上下料區域進行工件抓取或裝夾，每次每個LH/UH機械手都要退到機器人系統設定的安全區域后，機器人再重新定位，執行另一個機械手的動作。UH機械手裝夾工件時的狀態見圖5。

圖2  檢測工位

圖3  獨立的電控系統

圖4  機械人包含兩個機械手（兩個豎軸）

圖5 機械手裝夾工件時的狀態

      G20機器人模塊雙頭并聯的實現也采用了模塊化的設計，兩個LH/UH機械手的托板采用了完全對稱的設計，除托板零件本身外，其他的零件可以全部互換（圖6）。驅動橫軸（B軸）的電機可以有3種布置方式（圖7中紅色方框的位置）：①放在LH機械手的托板上；②放在UH機械手的托板上；③放置在兩個托板的中間位置。LH機械手或UH機械手如果需要獨立驅動時，可以放置在 ①或③的位置上，這樣就變成了單頭機器人或兩個獨立的機器人共用一個橫梁：雙機器人。如果需要LH機械手和UH機械手并聯時，就可以放在①、②、③任意一個位置，變成了并聯的雙頭機器人。所以G20機器人可以隨意組合成單頭機器人、并聯雙頭機器人和雙機器人，這是巨能機器人對模塊化設計的一種理念。
圖6  機械手的托板
圖7 驅動橫軸的電機的3種布置方式
結束語：
     G20門式機器人在汽車零部件自動化加工方面的成功應用，大大提高了生產效率，節約了人力資源成本，減少人為因素對產品質量的影響，同時打破了國外機床廠家在此類自動化方面的壟斷。