目前我国大部分制造加工生产线仍由人力完成笨重的装卸工作，不仅效率极低，而且人力劳动强度大，成为牵制我国实现工业自动化目标的一个绊脚石。因此，为缩减生产制造成本，促进生产加工效率的大幅度提升，加速完成企业自动化的生产，结合工业机器人技术和机械自动化技术，设计工业机器人代替人工进行上下料工作，搭建数控铣床的自动上料加工平台。

本文毕业设计将机械制造技术和电气化技术等部分大学本科四年所学专业知识进行实践探索和利用，独立设计完成一个配合数控铣床加工、自动上料和卸料加工的功能的自动平台，同时也可以比较充分体现出作为机械电子工程专业的本科生应当具备的理论探索研究能力和实际操作水平，锻炼了学以致用和独立解决问题的能力，具有较强的专业针对性。

1。2 自动上料加工平台研究现状

1。3 自动上料加工平台研究的方法和内容

   本次本科毕业设计针对的是辅助实验室现有设备数控机床进行自动化加工的上料和卸料平台。首先需要确定总体设计方案。总体方案应当将平台所需设备和运行方式流程表达清楚，也为设计的下一步具体开展做好铺垫。接着，对平台所需设备进行选型和校核。然后将所选的平台设备进行布局排线，设计最优的电气原理图。紧接着，控制系统对各个设备的控制编程，实现平台运行流畅完整。最后，根据实际情况，对平台进行联调测试，凸显本文所设计研究的自动平台相比现有常规平台具备的优势。

第二章  总体方案设计

2。1 自动上料平台的模型建立和分析

本文针对实验室原有的数控机床设备而开发的自动上料平台的改造。首先，设计平台总体方案。然后，将平台所需的设备进行选型和检验是否满足上料平台的要求。其次，电气原理图主要包括主电路和控制电路。最终，为了协调各个设备之间达成更好的运行状态，各个设备之间有效可靠的通讯建立尤为重要。在硬件方面，通过具备屏蔽电磁干扰功能的电缆将数控铣床、工业机器人、仓库、机床门、夹具和控制系统相进行连接通讯，电磁屏蔽信号电缆保证信号传输的高速和稳定。而在软件方面，对于上料机器人，可以通过机器人操作手柄先在电脑的虚拟机器人中编写号完整装卸程序，仿真无误之后再导入工业机器人之中；对于各部分之间的相关程序，通过GX-works应用软件，根据获取的数控铣床、机器人、仓库、夹具和机床门的当前状态，编写符合自动上料和卸料平台的逻辑顺序程序。通过以上步骤，最终在各个设备之间建立起有效通讯。相比市场上普通上料平台，凸显本文设计的数控铣床自动上料平台的改造的优势所在。

本文研究的自动上料平台改造是由上料和卸料的工业机器人、数控机床、回转仓库、机床夹具等一系列设备构成的上料系统的改造，整体结构图如下图1所示。实验室所用数控铣床多采用立铣加工方式，而一般工件可分为两面加工。传统的人力上料，每次加工完毕后需人力翻转工件，加工完毕之后人工操纵数控机床急停，停止卸料和上料。期间的卸料和上料消耗时间占用工件加工整体过程大部分时间，阻碍了加工生产质量与效率的改善。因此，本文采用独特的四工位旋转仓库的进行循环加工，配合六自由度工业机器人和其他辅助设备，优化数控机床自动上料系统。

图2-1: 数控系统自动上料平台整体结构图

2。2 自动上料平台的结构组成

数控铣床自动上料平台改造是将工业机器人、数控铣床、夹具、机床门、仓库与控制柜之间建立有效通讯，可以通过控制柜的控制系统PLC对各个设备进行控制从而形成流畅完善的自动上下料平台。具体流程图如图2所示。