张雪峰的机电一体化大冒险如何让码垛机器人成为仪表生产中的最佳伙伴

张雪峰谈机电一体化：如何让码垛机器人成为仪表生产中的最佳伙伴？

在手机、仪表等的一些零件及粉末冶金行业的绝大部分零件都需要大批量的生产。在这些零件的生产过程中和装配过程中，要从冲床、压床、注塑机和磨床等取下，要把零部件从一个工序运输到另一个工序，整个生产过程中还要保护零件表面，为此很多生产厂家就采用德国百格拉公司生产的码垛机器人来完成这些工作，大量提高了工作效率和产量，还提高了产品质量和经济效益。例如西门子在手机的生产过程中，法国和德国WIKA公司在压力表，温度表和千分表的生产过程中都采用很多台德国百格拉公司的标准码垛机器人WMS600，本文就以WIKA公司所有的WMS600为例来介绍。

一 WMS600 的组成

WMS600 主要由一个供料机构，一下料机构，托盘搬运机构以及二维搬运机构（XZ 两轴移动式机械臂）组成。每8 秒完成一次零件装入或卸出操作，并且10 秒内可以实现一次托盘交换，它们在各个领域表现出了卓越之处。以下将详细介绍其主要部分。

供料机构与下料机构

供料机构是12 个托盘堆叠起来的一个整体，可以通过手动推车或者传送带自动推入送料轨道内，每个托盘长×宽为400×600mm，最多可放置30 公斤的小型电子元器件。当供货托盘里的所有小型电子元器材处理完毕后，上面的活塞全部被运送到下料库房，由操作人员把空车推出再接收新装载满小型电子元器材的小车，或通过传送带自动将新的供应链中的摞状储存箱运动至送料轨道内。下料库房与上述结构完全相同，这里不再进行详细描述。

托盘搬运系统

托盘搬运系统由两个关键部位构成：第一是电动手爪，由一台双输出轴步进电机驱动两个螺纹方向相反的手指来控制开合；第二是升降轴，即由PAS44BB 并联组成，上下运动轴负责拖板升降，而水平运动轴则由另外两根PAS44BB 并联组成，以确保精准平稳地移动每个拖板。

二维搬运机械臂 (XZ)

由于 WIKA 公司采用的立式数控加工中心，因此我们选择了一台具有 XZ 轴向移动能力的人类工程师协助操作设备。这台二维 XZ 机械臂拥有 X 轴行程为1.7 米， Z 轴行程为0.6 米，以及最高运行速度达到2.2 米/秒（X 轴），1 米/秒（Z 轴）。该二维机械臂适用于不同类型的小型电子元器材，无论是在上方还是侧面，都能够灵活地抓取并正确放置它们。

二 WMS600 的工作流程

首先，将准备好的12 块重复性高且规格统一的小型电子元器材集结于同一栋建筑物内部某区域，然后依据特定的排列顺序将它们逐块转移到指定位置进行进一步加工。此时，小型电子元器材会被定位卡住以防止意外滑落或损坏。而手爪张开宽度需超过任何单个金属片边缘长度，当闭合时必须能夹紧金属片，使其不会脱落。此次执行任务期间，不论何种方式皆需确保小型电子元器材得到充分保护，以免因碰撞而损伤或造成其他问题。在这个阶段，我们使用智能伺服驱动系统TLC534，以及4 台精密行星减速装置PLE系列来自Neugart公司，与CAN总线一起提供更强大的功能支持。

三 WMS600 码垛系统优点

多功能性 - 可以用作上提物资、中间存储物资，或作为离场物资。

高效利用空间 - 使用旋转单元，便于对各种大小不同的商品进行快速整理。

强化安全性能 - 采用特殊设计的手柄，可根据不同的项目需求调整形状与材料，使得模具更加牢固耐用。

4.CAN总线控制使得整个系统更加稳定可靠，有助于避免误操作导致的问题发生。

5.XY 平面移动平台可以自由编程，从而简化操作步骤并提升效率。

四 展望未来

本文所述 WMS600 码垛技术虽然广泛应用于各种仪表制造业，但它是一套非常通用的、高效实用的供货、退货以及仓库调配解决方案，其适用于包括但不限于一些高度敏感塑料制品、小批量冲压工具、大批量注塑制品、粉末冶金产品及其它复杂形状金属制品等多种工业应用场景。本系列产品极大地促进了行业标准化进程，同时也极大地改善了现有流水线上的工作环境，从而显著提高了企业整体竞争力。本篇文章旨在分享这种创新思路，并希望引发更多读者对于这种高科技解决方案深入思考，并探索如何结合自身实际情况去创造更多价值。如果您对这方面感兴趣，请联系沈阳莱茵机电有限公司获取最新信息，我们期待着您的咨询！