臥式加工中心FMS的裝卸臺(tái)站設(shè)計(jì)

劉林

（寧波海天精工股份有限公司沈陽研發(fā)中心，沈陽 110002）

1 引言

柔性制造系統(tǒng)簡稱FMS（Flexible Manufacture System），是一組數(shù)控機(jī)床和其他自動(dòng)化的工藝設(shè)備由計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)和物料自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的整體。柔性制造系統(tǒng)由加工、物流、信息流三個(gè)子系統(tǒng)組成，在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化。隨著汽車、內(nèi)燃機(jī)在國內(nèi)的迅猛發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等復(fù)雜零件的加工往往需要多臺(tái)機(jī)床、多道工序的加工，而且對(duì)精度要求也非常高。這就需要由多臺(tái)機(jī)床組成的柔性制造系統(tǒng)來完成這類復(fù)雜零件的加工。

本文所論述的是柔性制造系統(tǒng)中用于滿足工件裝卸的臺(tái)站機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。以我廠HMS63 FMS為例，具體說明設(shè)計(jì)一款符合臥式加工中心的柔性制造單元的工件裝卸臺(tái)站所必需具備的功能。其外觀結(jié)構(gòu)緊湊、美觀，與整個(gè)制造單元風(fēng)格協(xié)調(diào)一致，與其它裝卸臺(tái)站比較具有操作方便、安全和可靠性高、安裝和維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

圖1 裝卸臺(tái)站外觀圖

2 結(jié)構(gòu)與功能介紹

2.1 工件有無檢測(cè)機(jī)構(gòu)

因?yàn)镕MS 整個(gè)系統(tǒng)的工件裝卸都是由運(yùn)輸小車在系統(tǒng)程序控制下自動(dòng)完成的，這就需要整個(gè)裝卸臺(tái)站要具備較高的可靠性，必須具備自動(dòng)判別裝卸臺(tái)站是否有工件存在的功能。如圖2 所示，該結(jié)構(gòu)是通過接近開關(guān)1向系統(tǒng)反饋信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的。接觸塊2在拉伸彈簧6的作用下向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)離開接近開關(guān)1 時(shí)向系統(tǒng)反饋裝卸臺(tái)站上無工件，限位塊7 是向上限位作用。如果臺(tái)站有臺(tái)板時(shí)，臺(tái)板作用到導(dǎo)向桿3上，導(dǎo)向桿3 通過自潤滑軸承4的導(dǎo)向下運(yùn)動(dòng)20mm，接觸塊2 隨導(dǎo)向桿一起向下運(yùn)動(dòng)20mm 后，接觸塊2與接近開關(guān)1 到達(dá)足夠小的距離時(shí)，接近開關(guān)1 向系統(tǒng)反饋有臺(tái)板信號(hào)。導(dǎo)向套5在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中起到為拉伸彈簧導(dǎo)向的作用。

圖2 臺(tái)板有無確認(rèn)結(jié)構(gòu)圖

2.2 裝卸站旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)

如圖3，腳踏板7 與固定塊3 通過鉸鏈連接，同時(shí)在拉伸彈簧2的作用下向上運(yùn)動(dòng)，向下靠裝卸工腳壓實(shí)現(xiàn)。腳踏板7 帶動(dòng)拉桿6 和定位銷5 實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，在臺(tái)板4 上在4×90°位置上有4個(gè)定位孔，有3個(gè)淺孔1個(gè)深孔，3個(gè)淺孔為裝卸卡壓時(shí)臨時(shí)定位孔；深孔是裝卸工件的定位孔。孔的深淺不同是為了區(qū)別其它三點(diǎn)的定位。通過接近開關(guān)1 向系統(tǒng)反饋到位信號(hào)。支撐板8 靠兩組圓錐滾子支撐軸承支撐。可360°旋轉(zhuǎn)。臺(tái)板裝卸時(shí)靠定位銷11 實(shí)現(xiàn)工件的定位。在支撐板左右有兩個(gè)手柄10 幫助實(shí)現(xiàn)工件的旋轉(zhuǎn)。圓形支撐導(dǎo)軌9 是用來支撐旋轉(zhuǎn)門的導(dǎo)軌?？梢詫?shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)門360°旋轉(zhuǎn)。在支撐導(dǎo)軌360°上均勻分布12個(gè)支撐軸承用于負(fù)責(zé)旋轉(zhuǎn)門的支撐。

圖3 裝卸站旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)圖

圖4 裝卸站旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)圖

2.3 旋轉(zhuǎn)門機(jī)構(gòu)

圖4為用于裝卸站的旋轉(zhuǎn)門結(jié)構(gòu)，支撐板是用于旋轉(zhuǎn)門的上支撐，上面有兩組導(dǎo)向軸承用來對(duì)旋轉(zhuǎn)門實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向，使旋轉(zhuǎn)門平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)門設(shè)計(jì)成圓形是為了保證門的剛性和美觀。在門的中間設(shè)有觀察玻璃窗用于觀察裝卸臺(tái)站內(nèi)部的運(yùn)行情況。旋轉(zhuǎn)門設(shè)有安全裝置，用于保證在運(yùn)輸小車非工作時(shí)才可安全打開旋轉(zhuǎn)門。旋轉(zhuǎn)180°后可對(duì)加工區(qū)進(jìn)行防護(hù)，可以避免在運(yùn)輸小車出現(xiàn)誤操作時(shí)對(duì)操作者造成傷害。

3 結(jié)語

該機(jī)床試制完成后，從用戶反饋情況看該結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，可靠性好。完全能夠滿足用戶的需要。該產(chǎn)品現(xiàn)已批量生產(chǎn)，并進(jìn)行了模塊、系列化設(shè)計(jì)。