隨著自動化技術的發展和人工成本的持續上漲，越來越多的自動化機械手、機器人開始走進工廠生產車間，代替人工作業。機床上下料裝置作為一種重要的自動化機械手，主要功能是替代人工對機床進行加工零件的取放作業，負責將待加工零件放入機床加工平臺，待機床加工完畢后，再將已加工零件取出。機床上下料裝置在提高機床的自動化程度和加工效率，降低人工成本方面發揮著重要作用。
某客戶為生產數控機床設備的專業廠商，其生產的數控車床主要應用于空調行業的零配件加工，在業內具有較高知名度。為滿足空調行業對于提高車床加工自動化水平、降低人工依賴的產業需求，該客戶開始在生產的數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控系統（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，上下料裝置的運動軌跡也會發生變化，從而需要頻繁改變PLC的底層程序代碼。
此外，在終端客戶試機過程中，客戶發現遇到工件加工周期長的時候，如空調的連接閥門，大約要1分鐘才能完成一個工件的加工，這樣就會造成自動上下料裝置過長的等待時間，使其不能充分發揮其使用價值。
圖1 空調連接閥門實物圖
對此，臺達推出了以人機控制器HMC系列(Human Machine Interface with Controller)為控制核心，同時搭配臺達三軸一體運動控制型交流伺服系統ASDA-M系列和伺服馬達的機床上下料解決方案。解決方案模擬示意圖如圖2所示：
圖2 臺達機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系列是內建PLC的觸控一體人機控制器，具有豐富的PLC指令集，支持DMCNET高速運動總線，擁有最多可擴展到12軸的外擴能力；控制器的車床上下料程序可以在現場輕松地進行示教修改，不需要改動底層程序代碼，從而使整個解決方案的現場操作性更強。
使用臺達人機控制器HMC系列作為控制核心的另一大特點是，HMC系列不需要客戶自行開發界面程序，通過自帶程序就可以控制一套上下料裝置為多臺機床進行上下料，形成產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化水平，也改變了常規一套機床上下料裝置對應一臺機床的作業模式，從而解決了在客戶加工過程中上下料裝置等待時間過長的問題。
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、手輪旋鈕、限動開關等安全功能，可以更方便客戶的實際操作應用。
臺達整體解決方案架構如下：
圖3 臺達機床上下料解決方案系統架構
臺達機床上下料解決方案的優勢在于：
>>操作界面簡單易用，方便操作人員快速上手；
>>人機控制器HMC系列體積緊湊和手持式設計適合現場靈活運用；
>>兼顧傳統PLC搭配HMI的上下料控制解決方案和數控系統NC系列上下料控制解決方案的優點，在成本控制和性能方面表現優異；
>>方案可以同時為多臺機床進行上下料，降低上下料裝置作業等待時間，提高機床產線加工的自動化水平；
>>整個解決方案采用臺達DMCNET高速總線通訊方式，系統穩定性高；
>>ASDA-M系列融三臺伺服于同一機座，可有效降低系統建構成本；三軸同動控制，也可使軸間數據交互更加迅速及時。
臺達該解決方案使得客戶車床整機產品的自動化程度大幅提升，提高了產品的市場競爭力。同時，該解決方案也可推廣到其他同類型自動化機械手，目前已經在注塑機取出臂、直角碼垛機械手等領域成功應用。
