劉之毅

摘要：隨著中國制造2025的不斷推進，我國的制造業(yè)發(fā)展正由“勞動密集型”向“智能制造型”轉(zhuǎn)變。目前，電力金具行業(yè)還是以勞動密集型為主，主要依靠人工完成勞動，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。本文結(jié)合公司實際生產(chǎn)情況，引進了工業(yè)機器人進行自動化打磨加工，極大地提高了生產(chǎn)效率，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。本文就工業(yè)機器人在電力金具的自動化打磨的實際應用進行分析論證，促進電力金具行業(yè)向智能制造型快速轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人 ?電力金具 ?自動化打磨

引言

21世紀以來，隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，企業(yè)的人員勞動力成本逐漸提升。而電力金具制造企業(yè)目前以勞動密集型制造為主，自動化程度不高，其工業(yè)自動化發(fā)展水平遠遠落后于其他先進制造業(yè)。面對日益激烈的市場競爭環(huán)境，落后的工藝裝備和生產(chǎn)方式已經(jīng)嚴重影響了金具企業(yè)的生產(chǎn)成本控制和產(chǎn)品質(zhì)量、效率的提升，提高金具制造企業(yè)的自動化制造水平已經(jīng)到了迫在眉睫的地步。

1.問題的提出

電力金具在架空線路中，主要用于支持、固定和接續(xù)裸導線、導體以及絕緣子連接成串。我公司生產(chǎn)的間隔棒，其生產(chǎn)工藝主要為鑄造方式，打磨工作量大，所需人員多，效率較低，工作環(huán)境惡劣，亟需改善打磨方式，提高打磨效率，保護員工身體健康。針對打磨工序的特點，擬通過引進以機器人工作站來升級打磨工藝，以期揚長避短。

2.打磨方案設(shè)計

本文以我公司生產(chǎn)的間隔棒為對象，由于其產(chǎn)品種類多，結(jié)構(gòu)復雜，現(xiàn)選取其線夾本體為主要打磨對象，根據(jù)產(chǎn)品制造質(zhì)量與工藝的要求，其本體的打磨以獲得最高加工效率和最佳產(chǎn)品質(zhì)量為目的，其選擇的型號及其工藝流程如下：

2.2打磨機器人方案設(shè)計

根據(jù)此項目的打磨產(chǎn)品需求以及打磨工作流程設(shè)計，對此打磨機器人的進行了系統(tǒng)性的設(shè)計：

系統(tǒng)選用的是KUKA機器人系統(tǒng)，型號KR C2 edition2005，配KR C4高性能機器人控制器。機器人選用的是德國KUKA公司KR 60-3型機器人，采用的新型交流伺服電機具有結(jié)構(gòu)緊湊、高輸出、響應快、高可靠性等特點，從而使機器人本體緊湊靈活，具有較大的運動空間、更好的穩(wěn)定性和較高的重復定位精度。

2.3 設(shè)備構(gòu)成及工藝描述

（1）通過人工將工件放置在工件托盤上，按工件大小，每次工人能放置20-30件產(chǎn)品。托盤下方有光電檢測傳感器，如果工件放置錯誤，則提示報警;

（2）檢驗到工件后，限位機構(gòu)工作。通過定位機構(gòu)，使定位誤差小于1mm。

（3）機器人按照預編程序運動到工件托盤固定位置上方，光電對射開關(guān)檢查到托盤存在工件時機器人準備抓取工件。

（4）抓取工件時機器人手爪向下運動，抓取工件，運動到砂帶機處，砂帶機開始工作，打磨部位包括產(chǎn)品分模面、披縫、毛刺等，砂帶機打磨完成后，砂帶機自動停止工作。

（6）加工完畢后放置工件及傳送，放置后，傳送帶自動開始工作;傳送帶把工件傳送到工作站外面，落入料框。工藝布局如圖2所示

3.試驗驗證

3.1 打磨效果

將機器人打磨后的產(chǎn)品與人工打磨后產(chǎn)品進行對比，如圖3所示：

試驗效果如上圖3，機器人打磨與人工打磨相比較，表面平滑，質(zhì)量一致性更高，加工質(zhì)量按照GB/T 2314-2008《電力金具通用技術(shù)條件》及DL/T 768.5-2017《電力金具制造質(zhì)量 第5部分：鋁制件》的要求檢驗，符合標準要求。

3.2打磨效率

打磨工作站節(jié)拍分為：打磨時間、空間行走時間、夾具動作響應時間、緩沖時間。具體包括：打磨時間：23s—砂帶打磨合模線：7s，3D面打磨時間：8s，側(cè)面打磨時間約為：8s。空間行走時間：18s—取料：3s，工位氣動軸銑削：3s，砂帶打磨：4s，放料：3s。夾具動作響應時間：1s。程序循環(huán)緩沖時間：1s。預計工作站打磨理論節(jié)拍為：41S;每班生產(chǎn)數(shù)量為：60*60*8/41=702件

目前采用人工打磨方式，人工打磨的效率一般為400-450件/班，采用機器人打磨的效率在650-700件/班，效率接近原來的1.8倍。若按照每年1200t間隔棒計算，平均需要人工為6人，采用機器人打磨：平均需要人工為3.4人：若所有間隔棒均采用機器人打磨，按照人工費用每年6-8萬元計算，每年可節(jié)約人工成本20萬元。對比如下表：

4.結(jié)語

本文基于電力金具產(chǎn)品自動化、智能化加工方法的論證和引進，結(jié)合車間實際生產(chǎn)情況及產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范和要求，設(shè)計并建立了一套完整的機器人打磨工作站，依托生產(chǎn)需求和實際項目要求為出發(fā)點，經(jīng)過大量調(diào)研和試驗認證，在電力金具行業(yè)開發(fā)并成功引進了智能化、自動化打磨項目。更好的解決了電力金具工藝落后，自動化程度低的情況，大大提升了企業(yè)勞動生產(chǎn)效率，節(jié)約了大量人力物力，提升了企業(yè)的自動化水平和企業(yè)形象，促進了電力金具行業(yè)向智能制造型快速轉(zhuǎn)變。

參考文獻

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