曲軸自動(dòng)上下料機器人

一、引言

圖1 曲軸零件圖

曲軸（圖1）作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的重要部件，它的旋轉是發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力源，也是整個(gè)機械系統的源動(dòng)力，所以它在汽車(chē)傳動(dòng)系統中起著(zhù)舉足輕重的作用。正因為如此，它的加工生產(chǎn)要求很高，對加工工藝要求也很高，但是目前國內生產(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(mǎn)足該行業(yè)的需要。

沈陽(yáng)萊茵機電設計開(kāi)發(fā)的自動(dòng)上下料機器人（機械手）代替人工操縱，自動(dòng)上下料，構成自動(dòng)化生產(chǎn)單元或組成自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)（從毛坯開(kāi)始到加工成成品，整套生產(chǎn)線(xiàn)全部采用機械手完成）。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，也是現代加工生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向。

二、自動(dòng)上下料機器人構成及硬件分析

曲軸自動(dòng)上下料機器人由供料倉或輸送帶、旋轉手爪、機器人控制系統、機器人防護、自動(dòng)潤滑系統、自動(dòng)刀具檢測系統、吹氣自動(dòng)排削等組成。下面我們就主要的系統部件進(jìn)行介紹：

供料倉（圖2）

為了盡量節省勞動(dòng)力，節省空間，提高曲軸加工的效率，我們將毛坯或半成品放置在供料倉內。通過(guò)抓取機構或者上料機械手直接抓取，放置到指定位置。經(jīng)過(guò)合理的機床排布設計和工藝設計，采用供料倉可以大大節省空間和中間環(huán)節的時(shí)間，大大提供工作效率。由于工件、加工節拍以及廠(chǎng)家車(chē)間規劃不同，我們采用多種供料倉結構，例如固定貨架、鏈條傳動(dòng)、移動(dòng)托盤(pán)等結構。

（2）輸送帶（圖3）

圖3 曲軸輸送帶

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

輸送帶上下料機構可根據生產(chǎn)的需要，在長(cháng)度和工件擺放上進(jìn)行設計。按照整套曲軸生產(chǎn)工藝流程，專(zhuān)門(mén)設計一套傳輸裝置，在此傳輸裝置上可以對機床進(jìn)行上料操作，也可以對同一道工序機床進(jìn)行下料操作。通過(guò)傳輸裝置的控制以及料架結構的特殊機械控制，保證上料和下料的協(xié)調、合理的運行，不會(huì )出現影響機器人上下料的節拍，進(jìn)而降低生產(chǎn)效率的情況。

（3）X,Z軸機械手（圖4）

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

圖4X,Z桁架結構圖