搬运机器人系统的周边配套设备包括数控机床、工件摆放装置、移动平台装置、安全防护装置等，用以辅助搬运机器人系统完成整个搬运作业。

1.数控机床

数控机床是一种采用计算机技术，利用数字进行的高效、能自动化加工的机床，能够按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，通过将程序单中的内容输入数控机床的控制装置中，从而指挥机床加工零件。

按照工艺用途分类，数控机床可分为金属切削类数控机床、金属成形类数控机床、数控特种加工机床和其他类型的数控机床，如图3.13所示。

（1）金属切削类数控机床。

金属切削类数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床、数控插齿机、数控镗铣床、数控凸轮磨床、数控磨刀机、数控曲面磨床等。磨削中心、加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，如加工中心数控磨床等。

（2）金属成形类数控机床。

金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控液压成形机和数控压力机等。

（3）数控特种加工机床。

数控特种加工机床有数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控电脉冲机床、数控激光加工机床等。

（4）其他类型的数控机床。

其他类型的数控机床有雕刻机、水射流切割机、鞋样切割机、数控三坐标测量机等。

2.工件摆放装置

工件摆放装置多种多样，机床上下料应用中常用的是旋转盘式料仓，如图3.14所示。其包括两个转盘，一个转盘提供毛坯料，另一个转盘可放置相同数量的产品，每个转盘上有6个仓位。转盘的每个仓位均可调节大小，以适应不同直径的产品，一次装料可在机器人的协同下自动完成毛坯料定点夹取，加工后自动摆放。

3.移动平台装置

对于某些搬运场合，由于搬运空间较大，搬运机器人的末端执行器往往无法到达指定的搬运位置或姿态，此时需要通过外部轴来增加机器人的自由度。搬运机器人增加自由度最常用的方法是利用移动平台装置，将其安装在地面或龙门支架上，扩大机器人的工作范围，如图3.15所示。

4.安全防护装置

为了减小已知的危险和保护各类工作人员的安全，在设计工业机器人系统时，应根据机器人系统的作业任务及各阶段操作过程的需要和风险评估的结果，选择合适的安全防护装置。机器人系统安全防护装置的作用如下：

（1）防止各操作阶段中与该操作无关人员进入危险区域。

（2）中断引起危险的来源。

（3）防止非预期的操作。

（4）容纳或接受机器人系统作业过程中可能掉落或飞出的物件。

（5）控制作业过程中产生的其他危险，如抑制噪声、遮挡激光或弧光等。工业机器人系统常见的安全防护装置有安全栅栏、安全光幕、安全门/链、激光扫描仪等，如图3.16所示。

（1）安全栅栏。

安全栅栏（又称安全围栏）是一种固定式防护装置，其需要满足以下要求：

①必须能抵挡可预见的操作及周围冲击（栅栏底部离走道地面距离不大于0.3m，高度应不少于1.5m）。

②不能有尖锐的边沿和突出物，栅栏不能成为危险源。

③能够防止人员通过打开互锁设备以外的其他方式进入机器人的保护区域。

④栅栏位置固定，需借助工具才能移动。

⑤不能妨碍生产过程及对该过程的查看。

⑥栅栏范围应大于机器人的运动区域。

⑦在某些应用环境中需要接地，以防止发生意外的触电事故。

（2）安全光幕。

安全光幕（又称安全光栅）是一种现场传感安全防护装置，主要应用在机器人焊接、冲压、剪切、自动化生产线等场合，可以有效保护操作人员和机器设备的安全，起到安全防护的作用。

安全光幕一般分为两种类型：对射式安全光幕和反射式安全光幕。

①对射式安全光幕。

对射式安全光幕是指发光单元、受光单元分别在发光器、受光器内，发光单元发出的光直射到受光单元，从而形成保护光幕的安全光幕装置。对射式安全光幕主要由4部分组成：发光器、受光器、发光器传输线和受光器传输线，传输线通常接至机器人控制

器或控制系统。某对射式安全光幕的工作原理如图3.17所示。

光幕的发光器等间距安装有多个红外发射管，受光器相应的有相同数量同样排列的红外接收管，每一个红外发射管都有一个相对应的红外接收管，且安装在同一条直线上。

当同一条直线上的红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时，红外发射管发出的调制信号（光信号）能顺利到达红外接收管。红外接收管接收到调制信号后，相应的内部电路输出低电平，而在有障碍物的情况下，红外发射管发出的调制信号（光信号）不能顺利到达红外接收管，这时该红外接收管接收不到调制信号，相应的内部电路输出为高电平。当光幕中没有物体通过时，所有红外发射管发出的调制信号（光信号）都能顺利到达另一侧的相应红外接收管，从而使内部电路全部输出低电平。这样，通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。

②反射式安全光幕。

反射式安全光幕是指发光单元、受光单元都在同一传感器内，发光单元发出的光通

过反射器反射回受光单元，从而形成保护光幕的安全光栅装置。发光器及反射器两部分之间形成安全保护屏。每当安全保护屏受干扰或设备工作不正常时，发光器都发射信号，传送给控制系统以防止可能发生的危险运动，如压力机停止锤头下行的危险。反射式光安全光栅主要由3部分组成：传感器、反射器、传输线。

安全光幕需要满足以下要求：

a.安全光幕的布局应能使传感装置未起作用前人员不能进入且身体各部分不能伸到限定空间内。为了防止人员绕开安全光幕有效区域进入机器人系统危险区，通常与安全栅栏一起使用。

b.当阻断安全光幕传感区域时，视为安全光幕已起作用，机器人系统停止运行。在恢复机器人运动时，需要撤离安全光幕传感区域的阻断，此时不应使机器人系统重新启动自动运行。

c.可与指示安全光幕正在运行的指示灯联用，易于实时观察机器人系统的运行状态。

（3）安全门/链。

安全门/链是一种连锁式防护装置，其需要满足以下要求：

①除非安全门关闭，否则机器人不能自动运行。

②安全门的关闭不能重新启动、自动运行。

③安全门利用安全插销和插槽实现互锁。

④生产运行时，安全门必须一直保持关闭状态，或者机器人运行时打开安全门就发送一个安全门打开信号使机器人动作停止。

（4）激光扫描仪。

激光扫描仪也是一种现场传感安全防护装置，可以用来控制机器人运行速度。

①在手动模式下，当作业人员打开安全门，进入机器人工作区域，激光扫描仪检测到区域内异常时，可以将系统输入信号（如安全速度信号）断开，控制机器人以安全速度动作。

②在自动模式下，当激光扫描仪检测到区域内异常时，机器人将停止动作。直至区域内无异常，系统输入信号（如安全速度信号）自动恢复正常，方可重新发送启动信号，系统继续运行。

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