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圖片中的現代化生產線表示的是柔性生產的加工中心。單一的和普通的專用加工機床在大批量加工時越來越多的被萬能的、標準化機床所替代。在自動化和機器人工業生產領域中的Fibro有限公司主要承擔工件運輸和過程鏈的生產任務。他們生產的龍門式機器人適用于機床、生產線的上下料、工件的傳送和夾具、模具及加工刀具系統的傳送。

BMW生產線使用14臺龍門式機器人

這種模塊化機器人以及與之配套的機器人卡爪系統在慕尼黑的BMW公司的生產車間得到了廣泛的應用。在BMW公司的生產線中，它可以完成發動機缸蓋的機械加工、裝配、清洗和質量檢測。各加工工序一般是由加工中心來完成的，各個加工中心組成一個生產加工線。通過Fibro的龍門式機器人（圖1）在各個加工中心之間完成缸蓋的上下料工序。共有14臺Fibro公司生產的機器人在41個加工中心、二臺傳送機、4個裝配工位以及清洗機床、檢測機床中完成上下料的任務 。這些龍門式機器人都是采用模塊化的結構設計，并且都可以根據生產能力的增加而進行補充。

圖1  毛坯裝卸上料的龍門式機器人

其中的單坐標、兩坐標和三坐標機器人，都帶有淬火、磨削的導向塊，適合于運送重型工件（50～4000kg）。在缸蓋生產線上的坐標式裝卸機器人是根據運送負載的大小和運送時的動態性能的要求而采用的龍門式結構。機器人可按3m/s的速度運送200～350kg的工件；允許的加速度達4～6 m/s2。NC數控機器人具有很大的卡爪開度,卡爪以標準的平行卡爪和直角卡爪為基本型，結構緊湊。

保證缸蓋的裝夾定位

在工件的運輸過程中，龍門式機器人采用了中間底座來運送缸蓋，缸蓋加工后的表面可靠的定位、裝夾，以保證缸蓋運輸過程中的安全與可靠性。這些中間底座又是各個加工中心中機床夾具的組成部分，因此，可以保證缸蓋在各個加工中心中有著相同的安裝定位基準。同時，也可以減少機器人卡爪的變化，減少夾具的變化。另外，由于工件在各個加工中心有著相同的夾緊力和安裝定位基準，也提高了加工精度和產品質量。中間底座被機器人專用的夾緊機構所抓取，并固定好，便于運輸（圖2）。為了防止氣動系統因意外故障而失去夾緊力，缸蓋也可在彈簧力的作用下保持可靠的夾緊狀態。

圖2  裝夾在中間底座上的缸蓋由氣動夾具夾緊。整個中間底座由專用鎖緊卡爪固定、防松

用于缸蓋毛坯上料的機器人采用的是氣動長行程的卡爪，機器人的機械手帶有回轉電動機，可繞中心軸同步旋轉。這種“粗加工”機器人可以保證缸蓋正確的定位裝夾，并可在回轉過程中排空缸蓋中殘留的冷卻液。機械手運動動力的傳動是由密封在殼體內的高強度皮帶傳遞的。缸蓋毛坯的鑄造公差是由垂直軸和卡爪的雙坐標平衡補償機構進行補償的。

在生產線的末端，加工并預裝好的缸蓋從中間底座上取下，剩下的缸蓋，即在清洗、裝配、檢驗工位之間的缸蓋由長行程卡爪機器人來完成運輸。這種長行程卡爪機器人的外觀（圖3）。缸蓋的翻轉或回轉運動，同樣也由伺服同步電機控制機械手來完成。在整個缸蓋的運送系統中，Fibro公司還采用了摩擦式輸送滾道（圖4），在90°轉角處采用了回轉工位。傳送滾道中的可開啟滾道方便了操作以及維修人員可以在各個加工設備之間的工作。

圖3  機器人卡爪將加工好的缸蓋運輸到下一工位

圖4  機械手將中間底座及工件放置在摩擦傳送滾道中