隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和人工成本的持續(xù)上漲，越來越多的自動(dòng)化機(jī)械手、機(jī)器人開始走進(jìn)工廠生產(chǎn)車間，代替人工作業(yè)。機(jī)床上下料裝置作為一種重要的自動(dòng)化機(jī)械手，主要功能是替代人工對機(jī)床進(jìn)行加工零件的取放作業(yè)，負(fù)責(zé)將待加工零件放入機(jī)床加工平臺，待機(jī)床加工完畢后，再將已加工零件取出。機(jī)床上下料裝置在提高機(jī)床的自動(dòng)化程度和加工效率，降低人工成本方面發(fā)揮著重要作用。
某客戶為生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的專業(yè)廠商，其生產(chǎn)的數(shù)控車床主要應(yīng)用于空調(diào)行業(yè)的零配件加工，在業(yè)內(nèi)具有較高知名度。為滿足空調(diào)行業(yè)對于提高車床加工自動(dòng)化水平、降低人工依賴的產(chǎn)業(yè)需求，該客戶開始在生產(chǎn)的數(shù)控車床上加裝上下料裝置。該客戶的上下料裝置最初采用車床數(shù)控系統(tǒng)（NC）作為控制中心，不僅成本高，且試用效果不能夠滿足終端客戶要求。而采用PLC+HMI的控制解決方案的主要問題在于，面對不同加工件，上下料裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡也會發(fā)生變化，從而需要頻繁改變PLC的底層程序代碼。
此外，在終端客戶試機(jī)過程中，客戶發(fā)現(xiàn)遇到工件加工周期長的時(shí)候，如空調(diào)的連接閥門，大約要1分鐘才能完成一個(gè)工件的加工，這樣就會造成自動(dòng)上下料裝置過長的等待時(shí)間，使其不能充分發(fā)揮其使用價(jià)值。
圖1 空調(diào)連接閥門實(shí)物圖
對此，臺達(dá)推出了以人機(jī)控制器HMC系列(Human Machine Interface with Controller)為控制核心，同時(shí)搭配臺達(dá)三軸一體運(yùn)動(dòng)控制型交流伺服系統(tǒng)ASDA-M系列和伺服馬達(dá)的機(jī)床上下料解決方案。解決方案模擬示意圖如圖2所示：
圖2 臺達(dá)機(jī)床上下料解決方案示意圖
作為解決方案(如圖2所示)的控制核心，HMC系列是內(nèi)建PLC的觸控一體人機(jī)控制器，具有豐富的PLC指令集，支持DMCNET高速運(yùn)動(dòng)總線，擁有最多可擴(kuò)展到12軸的外擴(kuò)能力；控制器的車床上下料程序可以在現(xiàn)場輕松地進(jìn)行示教修改，不需要改動(dòng)底層程序代碼，從而使整個(gè)解決方案的現(xiàn)場操作性更強(qiáng)。
使用臺達(dá)人機(jī)控制器HMC系列作為控制核心的另一大特點(diǎn)是，HMC系列不需要客戶自行開發(fā)界面程序，通過自帶程序就可以控制一套上下料裝置為多臺機(jī)床進(jìn)行上下料，形成產(chǎn)品加工的流水線式工作站。該控制模式可以盡可能更高效地利用上下料裝置，有效提高車床加工自動(dòng)化水平，也改變了常規(guī)一套機(jī)床上下料裝置對應(yīng)一臺機(jī)床的作業(yè)模式，從而解決了在客戶加工過程中上下料裝置等待時(shí)間過長的問題。
此外，HMC系列具有手持式和安裝式兩種類型供客戶選擇。在該解決方案中，客戶采用的是手持式，具有自帶急停開關(guān)、手輪旋鈕、限動(dòng)開關(guān)等安全功能，可以更方便客戶的實(shí)際操作應(yīng)用。
臺達(dá)整體解決方案架構(gòu)如下：
圖3 臺達(dá)機(jī)床上下料解決方案系統(tǒng)架構(gòu)
臺達(dá)機(jī)床上下料解決方案的優(yōu)勢在于：
>>操作界面簡單易用，方便操作人員快速上手；
>>人機(jī)控制器HMC系列體積緊湊和手持式設(shè)計(jì)適合現(xiàn)場靈活運(yùn)用；
>>兼顧傳統(tǒng)PLC搭配HMI的上下料控制解決方案和數(shù)控系統(tǒng)NC系列上下料控制解決方案的優(yōu)點(diǎn)，在成本控制和性能方面表現(xiàn)優(yōu)異；
>>方案可以同時(shí)為多臺機(jī)床進(jìn)行上下料，降低上下料裝置作業(yè)等待時(shí)間，提高機(jī)床產(chǎn)線加工的自動(dòng)化水平；
>>整個(gè)解決方案采用臺達(dá)DMCNET高速總線通訊方式，系統(tǒng)穩(wěn)定性高；
>>ASDA-M系列融三臺伺服于同一機(jī)座，可有效降低系統(tǒng)建構(gòu)成本；三軸同動(dòng)控制，也可使軸間數(shù)據(jù)交互更加迅速及時(shí)。
臺達(dá)該解決方案使得客戶車床整機(jī)產(chǎn)品的自動(dòng)化程度大幅提升，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。同時(shí)，該解決方案也可推廣到其他同類型自動(dòng)化機(jī)械手，目前已經(jīng)在注塑機(jī)取出臂、直角碼垛機(jī)械手等領(lǐng)域成功應(yīng)用。