曲軸自動(dòng)上下料機(jī)器人

一、引言

圖1 曲軸零件圖

曲軸（圖1）作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，它的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源，也是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的源動(dòng)力，所以它在汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。正因?yàn)槿绱?，它的加工生產(chǎn)要求很高，對(duì)加工工藝要求也很高，但是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)過(guò)程中的人工操縱，人工送料的生產(chǎn)方式已經(jīng)無(wú)法滿足該行業(yè)的需要。

沈陽(yáng)萊茵機(jī)電設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的自動(dòng)上下料機(jī)器人（機(jī)械手）代替人工操縱，自動(dòng)上下料，構(gòu)成自動(dòng)化生產(chǎn)單元或組成自動(dòng)化生產(chǎn)線（從毛坯開(kāi)始到加工成成品，整套生產(chǎn)線全部采用機(jī)械手完成）。此種生產(chǎn)方式是進(jìn)行高速、高效、高質(zhì)曲軸生產(chǎn)的有效方式，也是現(xiàn)代加工生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向。

二、自動(dòng)上下料機(jī)器人構(gòu)成及硬件分析

曲軸自動(dòng)上下料機(jī)器人由供料倉(cāng)或輸送帶、旋轉(zhuǎn)手爪、機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)器人防護(hù)、自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)、自動(dòng)刀具檢測(cè)系統(tǒng)、吹氣自動(dòng)排削等組成。下面我們就主要的系統(tǒng)部件進(jìn)行介紹：

供料倉(cāng)（圖2）

為了盡量節(jié)省勞動(dòng)力，節(jié)省空間，提高曲軸加工的效率，我們將毛坯或半成品放置在供料倉(cāng)內(nèi)。通過(guò)抓取機(jī)構(gòu)或者上料機(jī)械手直接抓取，放置到指定位置。經(jīng)過(guò)合理的機(jī)床排布設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，采用供料倉(cāng)可以大大節(jié)省空間和中間環(huán)節(jié)的時(shí)間，大大提供工作效率。由于工件、加工節(jié)拍以及廠家車(chē)間規(guī)劃不同，我們采用多種供料倉(cāng)結(jié)構(gòu)，例如固定貨架、鏈條傳動(dòng)、移動(dòng)托盤(pán)等結(jié)構(gòu)。

（2）輸送帶（圖3）

圖3 曲軸輸送帶

曲軸機(jī)床上下料除了采用供料倉(cāng)作為供料機(jī)構(gòu)外，還可以采用輸送帶的方式進(jìn)行供料。沈陽(yáng)萊茵根據(jù)曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工工藝流程對(duì)輸送帶進(jìn)行改進(jìn)，輸送帶類(lèi)型以及工件托盤(pán)形式采用多種結(jié)構(gòu)，例如摩擦鏈帶，摩擦滾子鏈，托盤(pán)鏈帶等等。工件的托盤(pán)結(jié)構(gòu)也采用多點(diǎn)支撐的結(jié)構(gòu)，在保證工件平穩(wěn)性的同時(shí)，也提高了定位精度，同時(shí)也考慮手爪抓取方便。

輸送帶上下料機(jī)構(gòu)可根據(jù)生產(chǎn)的需要，在長(zhǎng)度和工件擺放上進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照整套曲軸生產(chǎn)工藝流程，專門(mén)設(shè)計(jì)一套傳輸裝置，在此傳輸裝置上可以對(duì)機(jī)床進(jìn)行上料操作，也可以對(duì)同一道工序機(jī)床進(jìn)行下料操作。通過(guò)傳輸裝置的控制以及料架結(jié)構(gòu)的特殊機(jī)械控制，保證上料和下料的協(xié)調(diào)、合理的運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)影響機(jī)器人上下料的節(jié)拍，進(jìn)而降低生產(chǎn)效率的情況。

（3）X,Z軸機(jī)械手（圖4）

曲軸從毛坯到成品需要多道加工工序完成，所以我們用機(jī)器人完成整套工序的上下料。根據(jù)加工工藝和節(jié)拍不同，我們可以用一個(gè)機(jī)器人給一臺(tái)機(jī)床上下料，也可以用一個(gè)機(jī)器人給2臺(tái)機(jī)床上下料。在保證加工質(zhì)量和效率的同時(shí)也節(jié)省了成本，每臺(tái)機(jī)器人即是獨(dú)立工作，同時(shí)也通過(guò)接收工序之間的前后關(guān)聯(lián)控制信號(hào)，協(xié)調(diào)工作，完成整套加工工藝。

圖4X,Z桁架結(jié)構(gòu)圖