怎樣為曲軸的自動化生產線配備上下料機器人

　　客戶是專業生產汽車曲軸的廠家。目前曲軸生產線多數由數控車床和專用機床組成，自動線上設備有車床、磨床，滾壓機，平衡機，拋光機、清洗機和曲軸系列專機等先進設備對主軸頸、連桿軸頸進行數控車削、磨削等加工，整條生產線工人較多，由于工件較重，體積也較大，因此人工搬運十分費勁，工人的勞動強度較大，而長時間的作業容易疲勞，影響工效，也不便于工廠管理。

　　所以客戶希望對曲軸粗加工線上的數控加工能夠用機器人替代操作工，實現大批量自動化加工，以節省勞務成本，提高生產效率，保證產品質量。

　　這是一個自動化改造項目解決方案。蘭生公司根據曲軸工件的加工工序較多，數控機床設備品種不同，而工件單一，車間場地有限制等特殊情況。提出了這個自動化改造項目的框架設計：

　　一、機器人的選型：采用桁架式機器人。

　　英國的龍門式機器人橫梁采用冷拉鋁型材，根據跨距行程及抓取能力， 來設計橫梁的截面形狀；重型龍門式機器人橫梁采用方鋼管。為了保證實現0.1mm的定位精度，80m/min以上的運行速度及5m/s2的加速度，對橫梁自身的靜態性能、動態性能，都提出了十分苛刻的制造要求，橫梁導軌、齒條安裝面的直線度、平行度保證不大于0.10mm/4000mm。在裝配方面要求導軌、齒條安裝在橫梁后，直線度、平行度不大于0.06mm/4000mm，足夠的支撐力、足夠的剛性，保證快速移動和快速升降時平穩運行，節省了場地和空間。

　　二、機器人在生產線上的安裝：

　　自動線上的各個加工單元的機床設備，按照“一”字排列放置，桁架式機器手作為獨立單元安裝在桁架橫梁上，可以對機器手X軸與地面的平行度做調整，可以對Z軸與地面的垂直度進行微調。避免了其它廠家桁架橫梁就是機器手的水平軸，現場調節很難，橫梁中間會下沉的現象，桁架的高度和長度根據機床高度以及加工工藝要求是單臺機床還是多臺機床進行設計。

　　三、送料系統的配置：根據生產線的各個加工單元，配備帶工裝輸送料道以及在線檢測工位、翻轉工位、角向定位，物料在線監控設備等。

　　四、抓手設計制造：根據客戶的工件形狀、重量，為客戶獨立設計氣動外夾式的三手指抓手。由于存在一臺機器人給一臺機床上下料和一臺機器人給2臺機床上下料的情況，所以垂直軸采用了2種形式：①單Z軸雙手爪，②雙Z軸雙手爪（每個Z軸配一個手爪）。

　　雙手爪所占用的空間比較大，如果有些工序所采用的加工機床內部空間允許，無論是給一臺機床還是給2臺機床上下料，我們都可以采用單Z軸雙手爪的結構，這樣 就會節省上下料的時間，提高效率。如果機床內部空間不能放下2個手爪，我們只能采用雙Z軸的結構，每個Z軸配一套手爪，通過節拍分析，合理安排手爪的運動 軌跡。

　　五、生產線的控制系統：控制系統是整條自動化線的大腦，控制著每部分機構，協調機器人、各個切削單元的機床設備、物料系統、輸送系統之間的相互合作，順利完成自動化上下料機器人應用。其中各部分機構獨立操作，提供必要的操作指導及診斷信息，控制系統具有豐富的I/O口資源，可擴展。