活塞是汽車發(fā)動機的“心臟”，承受交變的機械負荷和熱負荷，是發(fā)動機中工作條件最惡劣的關(guān)鍵零部件之一。活塞的功用是承受氣體壓力，并通過活塞銷傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。 在工序間需要把活塞從一個機床運輸?shù)搅硪慌_機床去加工，需要把加工完的零件運去表面處理，需要把合格品裝箱運輸?shù)取＿@些工序間的活塞轉(zhuǎn)送工作量非常大，有的工序加上自動上下料操作才8秒勞動強度大，為此有些活塞生產(chǎn)廠家就采用很多德國百格拉公司生產(chǎn)的碼垛機器人來完成這些工作，不僅提高了工作效率和產(chǎn)量，還提高了產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

一 MS600的組成

MS600主要由一個供料機構(gòu)，一個下料機構(gòu)，托盤搬運機構(gòu)和一個二維搬運機器人組成。標準碼垛機器人的結(jié)構(gòu)技術(shù)數(shù)據(jù)，也可以按需定做不同形狀和尺寸的托盤，托盤也可以被旋轉(zhuǎn)。可以擴展成多種碼垛機器人來實現(xiàn)自動裝載和卸載功能。托盤可以通過傳送帶運送也可以是通過推車來送入碼垛機器人內(nèi)和從中取出。 X 軸行程， Y 軸行程和手爪尺寸及抓取能力都可以按需來設(shè)計。由于控制系統(tǒng)是 IPC ，可以方便來改動控制程序，來改變運行速度和行程等來適用新產(chǎn)品。

1 供料機構(gòu)

包裝機供料機構(gòu)是包裝機中的主要執(zhí)行機構(gòu)之一，其主要作用是把待包裝的若干個工件從料堆中分離出來，并按照包裝機的節(jié)拍和工件在加工中的方位，將工件送到指定的工位上，完成待包裝工件的定時、定量和定向的供送，為接下來的包裝動作做好準備，當供料手推車上的活塞全部處理完后，其上面的活塞和12個鋼網(wǎng)筐都被運送到下料機構(gòu)上了，要人工把空車推出，再把一裝滿活塞的車推入供料軌道內(nèi)。

2 下料機構(gòu)

下料機構(gòu)和上料機構(gòu)完全一樣，但由人工推入MS600的送料軌道內(nèi)時是空車，它上面沒有推盤和活塞。當把供料機構(gòu)上一托盤活塞全部加工完放回原位置后，就把該托盤放到下料推車上。當12個托盤里的活塞全部處理完及放到下料車上后，要人工把它推出來送走，再把一空車推入下料軌道內(nèi)。

3托盤搬運機構(gòu)

托盤搬運機構(gòu)由兩個托盤升降軸和托盤水平搬運軸組成。托盤升降軸就是由兩根PAS42BB并聯(lián)組成的上下運動軸，帶動12個拖盤升降運動。而托盤水平搬運軸則由兩根PAS42BB并聯(lián)組成的水平運動軸。三個運動軸都由伺服電機控制。

4 二維搬運機器人

由于Federal Mogul公司采用立式數(shù)控車所以百格拉公司就采用了一個二維XZ機器人。X軸是PAS42BB，Z軸是LM-A101。為了便于抓取活塞百格拉公司設(shè)計了帶輔助定位的4指手爪。該XZ機器人的X軸行程為1.2m， Z軸為0.4m， X軸的最高運行速度為2m/s， Z軸的最高運行速度為1m/s。

在很多產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，應(yīng)用機器人來完成一些生產(chǎn)工序，不僅能提高生產(chǎn)效率，降低成本，更能提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如在食品生產(chǎn)過程中，機器人可以完成外觀檢驗、搬運、包裝、托盤化運輸、在食品行業(yè)的應(yīng)用中，由于機器人自身采用了便于清潔的不銹鋼材質(zhì)和多重防護措施，又避免了人工參與，所以易于保證食品衛(wèi)生及食品質(zhì)量。由于機器人工作時具有高度重復(fù)的一致性，因此一些生產(chǎn)工序由機器人來完成，會使產(chǎn)品的重量更加精確，外觀更加精美，減少浪費，降低成本。機器人可以24小時高速高效工作，可以替代多名人工，隨著勞動力成本不斷上升，應(yīng)用高效經(jīng)濟的直角坐標機器人會降低生產(chǎn)成本。直角坐標機器人還被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、化妝品、包裝、儀表裝配、繼電器生產(chǎn)等眾多行業(yè)。

二 MS600的工作過程

供料機構(gòu)和下料機構(gòu)里有相同的托盤提升機構(gòu)。當把供料小車推入軌道內(nèi)后，托盤提升機構(gòu)就從最下面的托盤開始全部拖住，按要求每次把整摞托盤提升一個托盤厚度，保證最上面的推盤可以被拖盤水平運動機構(gòu)拖住及水平運動。工作時托盤提升機構(gòu)把最頂部第一個拖盤升高到比水平運動軸高出一定高度后停止，然后托盤水平運動機構(gòu)向第一個托盤運動，使托盤水平運動機構(gòu)所帶的拖板處于第一個拖盤下面。然后升降機構(gòu)下降使第一個拖盤處于水平運動機構(gòu)的拖板上。然后升降機構(gòu)升高10mm， 接著水平運動機構(gòu)向回運動把該托盤帶到二維XZ機器手前面。XZ二維機器手先逐個搬運第一排的零件，搬運后處理完再放回原處。當一排零件被處理完后，水平運動軸再向前運動使第二排的零件處于機器手可以抓取的位置上。水平運動軸再把該托盤送回到下料機構(gòu)的升降機構(gòu)上，然后升降機構(gòu)下降一個托盤的高度，等待下一個托盤。這時供料機構(gòu)升高，水平運動機構(gòu)取下一托盤，這就是托盤交換過程。

三 控制系統(tǒng)部分

整個機器人控制系統(tǒng)采用百格拉公司TLCC CAN總線控制系統(tǒng)，通過CANBus控制各個軸的運動。各個軸的驅(qū)動采用帶CANBus總線控制功能的伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)TLC534。TLCC作為主站通過 CAN總線可以控制幾十個從站（TLC534），每10ms一個控制周期。整個系統(tǒng)采用5個PLE系列精密行星減速機和5個可編程，帶運動控制功能的智能伺服驅(qū)動器系統(tǒng)TLC534。

四 展望

本文是介紹碼垛機器人系統(tǒng)在活塞生產(chǎn)線中的應(yīng)用，綜上所述的直角坐標機器人近10年來一直高效的應(yīng)用在食品行業(yè)，并獲得國內(nèi)外客戶的好評。而在有的食品生產(chǎn)過程中濕度大，還有的機器人要在有類似海水或其它腐蝕性氣體和液體的環(huán)境下工作，因此機器人的防水防腐性能就變得很重要。百格拉公司的技術(shù)人員與用戶密切合作，成功地解決了這些難題。經(jīng)過的不斷完善，今天百格拉公司的直角坐標機器人已經(jīng)成功的應(yīng)用于很多食品生產(chǎn)加工行業(yè)。希望對上面一種結(jié)構(gòu)形式的碼垛機器人的介紹使用戶理解采用它們。我們還有10多種其他結(jié)構(gòu)的上料下料和碼垛類機器人系統(tǒng)，百格拉公司二十年來生產(chǎn)了數(shù)千臺套類似的機器人。