張勇 張守健

摘要：為了滿足曲軸加工的自動化升級要求，改建一條曲軸自動加工生產(chǎn)線，此生產(chǎn)線需根據(jù)工藝流程配置曲軸加工設(shè)備，生產(chǎn)線設(shè)備以數(shù)控設(shè)備為主，使用桁架機(jī)械手運(yùn)輸物料，并在工序間設(shè)置在線檢測單元和相應(yīng)的緩存站以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)加工，提高加工效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：曲軸;自動化加工;生產(chǎn)線方案

中圖分類號：TP278? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0019-02

0? 引言

隨著企業(yè)用工成本的逐年上升，以及制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的外在要求，目前國內(nèi)許多機(jī)械加工廠都存在生產(chǎn)方式升級的需求;而汽車行業(yè)作為自動化程度很高的行業(yè)，主機(jī)廠對于生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量的高要求也促使其下游零部件供應(yīng)商積極實施對生產(chǎn)線的自動化升級及改造，以優(yōu)化生產(chǎn)管理，提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低人員成本，提高競爭力。本文以遼寧某內(nèi)燃機(jī)配件公司為例，闡述曲軸加工生產(chǎn)線的自動化改造與應(yīng)用。

1? 設(shè)備布局

整線采用直線型布局，全長約170米，上方布置有3套動力單元，分別為H1手、H2手和H3手，其中H1手負(fù)責(zé)從上料臺到OP70前的空中緩存料道進(jìn)行上下料動作;H2負(fù)責(zé)從OP70前的空中緩存料道到OP130的上下料和OP130后緩存站的上料動作;H3手加大了電機(jī)和減速機(jī)，提高了運(yùn)行速度，負(fù)責(zé)從OP130后緩存站的下料到OP210的上下料動作。

機(jī)械手H1區(qū)域：由一套雙豎梁桁架機(jī)械手負(fù)責(zé)，主要加工設(shè)備為2臺OP10油孔加工機(jī)床，1臺OP10J油孔相交毛刺檢驗平臺，1臺OP30淬火機(jī)床，2臺（OP20和OP40）清洗設(shè)備，1臺OP50回火設(shè)備，1臺OP60臥式加工中心，1臺OP60J檢測平臺組成。第一臺OP70勇克磨床前的空中緩存料道為H1手和H2手交互區(qū)域。

機(jī)械手H2區(qū)域：由一套雙豎梁桁架機(jī)械手負(fù)責(zé)，主要加工設(shè)備為3臺OP70勇克磨床、1臺OP70J檢測平臺、1個可儲存22件曲軸的緩存庫、1臺OP80臥式加工中心、1臺OP90臥式加工中心、1臺OP100清除兩端螺紋孔內(nèi)鐵屑及檢測平臺、1臺OP110數(shù)控斜切磨床、1臺OP120數(shù)控斜切磨床、1臺OP120J檢測平臺和1臺OP130油孔拋光平臺。第一臺OP70勇克磨床前的空中緩存料道為H1手和H2手交互區(qū)域，OP130后的緩存站為H2手和H3手交互區(qū)域。

機(jī)械手H3區(qū)域：由一套雙豎梁桁架機(jī)械手負(fù)責(zé)，主要加工設(shè)備為1臺OP140探傷機(jī)、1臺OP150動平衡機(jī)、1臺OP160去毛刺平臺（新松提供）、1臺OP170拋光前清洗機(jī)、1臺OP180齒輪裝配機(jī)床、1臺OP190拋光機(jī)、1臺OP200拋光機(jī)、1臺OP200J在線最終檢測機(jī)和1臺OP210最終清洗機(jī)。OP130后的緩存站為H2手和H3手交互區(qū)域。

淬火回火區(qū)域：該區(qū)域包括淬火前清洗設(shè)備、淬火機(jī)床、淬火后清洗設(shè)備和回火設(shè)備等組成。工件（曲軸）經(jīng)過淬火前清洗后，放入淬火機(jī)床進(jìn)行淬火，淬火后的工件再次放入淬火后設(shè)備進(jìn)行清洗，清洗后的工件由機(jī)械手H2放入滑動甩料臺。移載機(jī)械手A將工件抓取后放入回火設(shè)備上料處，進(jìn)行回火后的工件由移載機(jī)械手B從回火設(shè)備下料處抓取后放在回火長料道（配置有冷卻風(fēng)扇）上進(jìn)行緩慢冷卻，冷卻后的工件由人工進(jìn)行跳動測量（OP50J），人工將測量后的工件放入回火后短料道，工件在回火后短料道上移動到機(jī)械手上料位置，等待機(jī)械手抓取進(jìn)行下一道工序。

2? 工藝流程（表1）

3? 自動化輸送設(shè)備

機(jī)械手動力頭采用兩個Z軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)的桁架機(jī)械手，如圖1所示。桁架機(jī)械手均采用伺服系統(tǒng)驅(qū)動，以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和精準(zhǔn)定位;X軸模塊采用滾輪式導(dǎo)向，即滾輪軸承在矩形導(dǎo)軌上滾動，這種形式較傳統(tǒng)直線導(dǎo)軌具有高速度、高精度、低噪音和長行程等顯著優(yōu)點;機(jī)械手備有自動潤滑系統(tǒng)，可以對齒輪、齒條起到良好的潤滑作用。

相較于傳統(tǒng)移動運(yùn)行部件選用直線導(dǎo)軌，在長行程曲軸自動線，桁架機(jī)械手通常使用鑲鋼導(dǎo)軌加滾輪的形式，產(chǎn)生的噪音比較低，能承載更大的負(fù)載，運(yùn)行較穩(wěn)定。

如圖2所示三面滾輪式鑲鋼導(dǎo)軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，圖中紅色滾輪為承載滾輪，白色滾輪為預(yù)緊滾輪。使用滾輪形式要比普通直線導(dǎo)軌滑塊有優(yōu)勢，如表2所示。

4? 結(jié)語

曲軸自動加工線的改造成功使得該廠自動化生產(chǎn)程度大大提升，該生產(chǎn)線工藝流程安排合理，適應(yīng)性較強(qiáng)，既降低了工人的勞動強(qiáng)度，又確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性;如圖3所示。目前生產(chǎn)線已經(jīng)投入生產(chǎn)，年產(chǎn)可達(dá)4萬根以上，源源不斷的為用戶創(chuàng)造效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李玉榮.工業(yè)制動器缸體桁架機(jī)械手自動線應(yīng)用研發(fā)[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2012（8）：113.

[2]北京第一通用機(jī)械廠.機(jī)械工人切削手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[3]朱耀祥，浦林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.