一種DZ8640型電機(jī)轉(zhuǎn)子端板自動(dòng)化生產(chǎn)線加工方案設(shè)計(jì)

劉咸超　曾欣　肖善華

摘 要：DZ8640型電機(jī)轉(zhuǎn)子端板是電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)中普遍應(yīng)用的一類(lèi)零件。通常在小型沖壓線上生產(chǎn)，目前很多都是人工作業(yè)，車(chē)間事故率很高，安全隱患大，本文通過(guò)以機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)替代人工重復(fù)勞動(dòng)，提高了生產(chǎn)效率，解決了工人的安全隱患。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化生產(chǎn)線；機(jī)器人；電機(jī)轉(zhuǎn)子端板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.004

現(xiàn)代沖壓技術(shù)是集設(shè)備、沖壓模具、加工工藝和智能機(jī)器人等多種技術(shù)于一體的新興技術(shù)。DZ8640型電機(jī)轉(zhuǎn)子前蓋端板零件是通過(guò)四自由度工業(yè)機(jī)器人完成抓料、送料、翻轉(zhuǎn)與取件，配合高精度自動(dòng)沖床和多工位級(jí)進(jìn)模具，以及質(zhì)檢生產(chǎn)線、在線檢測(cè)裝置等輔助設(shè)施，完成制件全自動(dòng)化生產(chǎn)。

DZ8640型電機(jī)轉(zhuǎn)子端板的圖紙如圖1所示，根據(jù)設(shè)計(jì)的圖紙，對(duì)其進(jìn)行工藝分析，電機(jī)轉(zhuǎn)子端板應(yīng)經(jīng)過(guò)2次加工工序，并且在加工的時(shí)候需要翻轉(zhuǎn)，從時(shí)間上看工序1約為工序2倍。自動(dòng)化的生產(chǎn)線主要由工業(yè)機(jī)器人（20kg的最大載荷）、三臺(tái)經(jīng)過(guò)改造的機(jī)床、在線檢驗(yàn)工作臺(tái)和自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)組成。 其中1和2號(hào)機(jī)床完成工序1加工，3#機(jī)床完成工序2加工。為了提高生產(chǎn)效率，機(jī)器人可通過(guò)六軸旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)一次完成送料、取件、夾持。

在2、3號(hào)機(jī)床之間設(shè)置在線檢測(cè)系統(tǒng)，工件完第一道工序后，由機(jī)器人放入在線檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量軸承位（Φ69）和止口（Φ109）。檢測(cè)合格后由機(jī)器人抓取送入3號(hào)機(jī)床加工第二道工序。

自動(dòng)料倉(cāng)負(fù)責(zé)毛坯件的貯藏和成品件的回收，具有工位轉(zhuǎn)動(dòng)和托舉功能，保證機(jī)器人每次抓、放工件都在同一位置。同時(shí)，為防止因機(jī)床和在線檢測(cè)裝置出問(wèn)題而造成大批量的不合格產(chǎn)品，在自動(dòng)料倉(cāng)旁設(shè)置傳送帶，自動(dòng)化單元每加工若干個(gè)工件（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況決定）便經(jīng)由傳送帶將一個(gè)加工完成的工件送出安全圍欄供操作人員進(jìn)行人工抽檢。同時(shí)，自動(dòng)料倉(cāng)外側(cè)兩個(gè)工位位于安全圍欄外側(cè)，便于工人在線取出加工完成的工件并重新裝上毛坯件，使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)需停機(jī)等待工人換料，可持續(xù)生產(chǎn)。

整個(gè)系統(tǒng)所有設(shè)備都通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行通訊。上位機(jī)同時(shí)監(jiān)視各單位的工作狀態(tài)；接收檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給機(jī)床進(jìn)行刀具補(bǔ)償，如果檢測(cè)不合格，則整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)并報(bào)警通知工作人員對(duì)出問(wèn)題的機(jī)床進(jìn)行檢查和修整后重新啟動(dòng)。

1 方案布局

整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)單元的布置如圖2所示，機(jī)器人位于各個(gè)設(shè)備的中央，以機(jī)器人為中心，周?chē)h(huán)繞機(jī)器人布置了機(jī)床、毛坯和成品料倉(cāng)、在線檢測(cè)裝置。工件的轉(zhuǎn)送由機(jī)器人完成。這種布局方式能在很大程度上節(jié)省占地面積，同時(shí)方便生產(chǎn)和管理，一個(gè)師傅可以同時(shí)照顧4到8條生產(chǎn)單元的正常運(yùn)行，較大程度上節(jié)省人力成本、提高生產(chǎn)效率。

2 工作流程

本系統(tǒng)工作流程：（1）初始狀態(tài)為機(jī)器人在毛坯料倉(cāng)處準(zhǔn)備抓取工件，其余均為空置；（2）機(jī)器人將毛坯料倉(cāng)的工件取出1個(gè)并傳送到1號(hào)機(jī)床，1號(hào)機(jī)床根據(jù)數(shù)控指令開(kāi)始生產(chǎn)；（3）機(jī)器人將毛坯料倉(cāng)的工件取出1個(gè)并傳送到2號(hào)機(jī)床，2號(hào)機(jī)床根據(jù)數(shù)控指令開(kāi)始生產(chǎn)；（4）機(jī)器人毛坯料倉(cāng)的工件取出1個(gè)，1號(hào)機(jī)床加工結(jié)束后向機(jī)器人發(fā)出指令；（5）機(jī)器人取出1號(hào)機(jī)床的產(chǎn)品，同時(shí)傳送從毛坯料倉(cāng)取出的未加工件；（6）1號(hào)機(jī)床開(kāi)始加工未加工件，機(jī)器人將1號(hào)機(jī)床的產(chǎn)品傳送到在線檢測(cè)裝置進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)；（7）檢測(cè)合格的產(chǎn)品由機(jī)器人取出翻轉(zhuǎn)并傳送到3號(hào)機(jī)床中，3號(hào)機(jī)床加工；（8）2號(hào)機(jī)床根據(jù)數(shù)控指令加工結(jié)束后向機(jī)器人發(fā)出指令，機(jī)器人取出2號(hào)機(jī)床的產(chǎn)品，從毛坯料倉(cāng)取出1個(gè)尚未加工的工件，并放入2號(hào)機(jī)床；（9）2號(hào)機(jī)床根據(jù)數(shù)控指令開(kāi)始進(jìn)行加工，機(jī)器人將2號(hào)機(jī)床的產(chǎn)品放入在線檢測(cè)裝置；（10）機(jī)器人抓取檢測(cè)合格后的2號(hào)機(jī)床的產(chǎn)品，等待3號(hào)機(jī)床加工；（11）3號(hào)機(jī)床加工結(jié)束，向機(jī)器人發(fā)出指令，機(jī)器人取出3號(hào)機(jī)床產(chǎn)品，并放入未加工件，將1號(hào)成品放入成品料倉(cāng)，一個(gè)生產(chǎn)周期結(jié)束，從步驟2開(kāi)始進(jìn)行下一個(gè)生產(chǎn)周期，如圖2所示。

采用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線取代工人重復(fù)勞動(dòng)，可最大限度利用沖壓設(shè)備，優(yōu)化沖壓工藝。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)沖壓設(shè)備重新布局、產(chǎn)品工序流水線輸送設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人上下料設(shè)計(jì)、整個(gè)自動(dòng)化線總控設(shè)計(jì)。改造后經(jīng)過(guò)合理化的布局和工藝優(yōu)化，極大提高設(shè)備的利用率；機(jī)器人替代人的同時(shí)也相應(yīng)的降低了工傷等安全事故。

參考文獻(xiàn)：

[1]張紅霞.國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)研究[J].電子世界，2013（12）.

[2]劉映群.高職院校機(jī)器人教育探索與實(shí)踐[J].福建電腦，2013（05）.endprint