生產(chǎn)線自動(dòng)化改造方案設(shè)計(jì)

王丹紅 楊海波

【摘 ?要】隨著人力成本的逐年上升以及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，利用自動(dòng)化生產(chǎn)線替代人工生產(chǎn)已經(jīng)是一個(gè)不可阻擋的趨勢(shì)，但是大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)一方面面對(duì)高額的自動(dòng)化生產(chǎn)線采購(gòu)成本望而卻步，另一方面現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)備淘汰造成的浪費(fèi)也無法避免，因此對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)化改造成為了市場(chǎng)上大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)的迫切需求。本文介紹的就是一次對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造，在當(dāng)今的社會(huì)中有著十分重大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

【關(guān)鍵詞】生產(chǎn)線;自動(dòng)化;改造

引 ?言

本生產(chǎn)線自動(dòng)化改造方案是為某企業(yè)用戶的小軸類零件加工而設(shè)計(jì)，零件分兩序加工，節(jié)拍分別為49和59.5秒，節(jié)拍比大約為1：1，但存在工件中間部位存在接刀痕。目前采用人工上下料并操作ETC3650h數(shù)控車床加工。根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)際情況采用自動(dòng)化加工單元的方案來解決工件的自動(dòng)上下料問題。工件的加工要求保證毛坯料表面均勻、無死皮，以保證自動(dòng)化加工單元上下料動(dòng)作的可靠性。

1 ?自動(dòng)上下料方案的設(shè)計(jì)

由于工件分為兩序加工，節(jié)拍比接近1：1，因此采用2臺(tái)ETC3650h機(jī)床進(jìn)行加工、1套工業(yè)機(jī)器人為主組成的RLS25柔性自動(dòng)上下料系統(tǒng)為其上下料的形式。2臺(tái)機(jī)床以“L”形式布局，1臺(tái)六軸工業(yè)機(jī)器人布置在加工單元中央，上下料庫布置于工業(yè)機(jī)器人一側(cè)并列擺放。

2 ?自動(dòng)化加工單元主要模塊介紹

2.1工件料庫

自動(dòng)線的毛坯料由重力式料庫實(shí)現(xiàn)裝載，毛坯料碼放在傾斜軌道中，依靠重力作用自動(dòng)滾動(dòng)到上料點(diǎn)。上料時(shí)由電機(jī)帶動(dòng)上料撥盤旋轉(zhuǎn)90度，撥盤上的料槽卡住工件帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。上料點(diǎn)帶有檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)上料點(diǎn)是否有帶取毛坯，如果沒有則電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直至有毛坯帶動(dòng)到上料點(diǎn)，工業(yè)機(jī)器人將毛坯取走后，進(jìn)入循環(huán)。

料庫適應(yīng)工件外徑為Φ25-50mm，長(zhǎng)度為300-500mm（工件圖紙見附件）。料庫長(zhǎng)度尺寸不大于1200mm，寬度不大于820mm。上部轉(zhuǎn)盤與電機(jī)連接，通過減速機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)上料。轉(zhuǎn)盤上的上料槽要求能夠適應(yīng)不同外徑尺寸的工件進(jìn)行上料。料庫有轉(zhuǎn)盤到位檢測(cè)開關(guān)，上料位置有工件到位檢測(cè)開關(guān)和工件有料檢測(cè)開關(guān)，保證上料位置穩(wěn)定可靠。料庫的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有漲緊機(jī)構(gòu)，并且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有防護(hù)，保證安全。

料庫機(jī)身采用不銹鋼、支腿采用鋁型材、板等采用碳鋼，碳鋼材質(zhì)表面全部噴塑處理。機(jī)身可在料庫調(diào)試完成后，用膨脹螺栓將機(jī)身固定。料庫的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用臺(tái)灣電機(jī)，帶抱閘功能，減速比要求較大，使得轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度較慢。

2.2工件抓手模塊

工件抓手模塊由2套氣爪組成雙手爪，通過鏈接件固定在工業(yè)機(jī)器人的第六軸上，可同步完成上料與下料動(dòng)作，上下料效率高。抓手夾持外徑為φ20-φ50，要求氣源壓力為0.5MPa以上，單套氣爪抓取工件最大重量為2kg。氣爪為二指氣爪，夾持工件外圓。

3 ?產(chǎn)能計(jì)算

注：

1、月產(chǎn)量是按每月26 天、每天兩班16小時(shí)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率 85%，一組單元，計(jì)算的結(jié)果

2、以上時(shí)間僅供參考，結(jié)果為按工藝加工方案中節(jié)拍加工工序節(jié)拍計(jì)算。

4 ?現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求

4.1 環(huán)境溫度：5～40℃

4.2 相對(duì)濕度：20～90%RH

4.3 電源：三相380V;頻率：50Hz電4.4 壓波動(dòng)范圍：±10%;容量：70kVA

4.5 壓縮空氣：5kgf/cm2（需濾出水、油）;

4.6 壓力波動(dòng)范圍：±10%;整機(jī)耗氣量：200L/min

4.7 現(xiàn)場(chǎng)無有害氣體，生產(chǎn)線氣動(dòng)統(tǒng)一進(jìn)口。

5 ?驗(yàn)收與培訓(xùn)

自動(dòng)化設(shè)備改造完畢后應(yīng)對(duì)用戶進(jìn)行驗(yàn)收工作和培訓(xùn)。

5.1 驗(yàn)收：

驗(yàn)收在用戶場(chǎng)地進(jìn)行，由制造方人員指導(dǎo)，自動(dòng)上下料系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試，保證設(shè)備連續(xù)加工一個(gè)班次，穩(wěn)定運(yùn)行無故障，產(chǎn)品符合圖紙的技術(shù)要求，雙方簽訂驗(yàn)收紀(jì)要，即視為終驗(yàn)收合格，合格后自動(dòng)線進(jìn)入質(zhì)量保證期。

5.2 培訓(xùn)：

驗(yàn)收或調(diào)試期間制造方對(duì)用戶進(jìn)行自動(dòng)線編程和操作安排培訓(xùn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1991

作者簡(jiǎn)介：

王丹紅 ?女 ?1983年2月7日 ?機(jī)械工程師;本科

楊海波 ?男 ?1977年10月12日 ?高級(jí)工程師;研究生

（作者單位：歐米瑞（廣東）智能制造有限公司）