怎样为曲轴的自动化生产线配备上下料机器人

　　客户是专业生产汽车曲轴的厂家。目前曲轴生产线多数由数控车床和专用机床组成，自动线上设备有车床、磨床，滚压机，平衡机，抛光机、清洗机和曲轴系列专机等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、磨削等加工，整条生产线工人较多，由于工件较重，体积也较大，因此人工搬运十分费劲，工人的劳动强度较大，而长时间的作业容易疲劳，影响工效，也不便于工厂管理。

　　所以客户希望对曲轴粗加工线上的数控加工能够用机器人替代操作工，实现大批量自动化加工，以节省劳务成本，提高生产效率，保证产品质量。

　　这是一个自动化改造项目解决方案。兰生公司根据曲轴工件的加工工序较多，数控机床设备品种不同，而工件单一，车间场地有限制等特殊情况。提出了这个自动化改造项目的框架设计：

　　一、机器人的选型：采用桁架式机器人。

　　英国的龙门式机器人横梁采用冷拉铝型材，根据跨距行程及抓取能力， 来设计横梁的截面形状；重型龙门式机器人横梁采用方钢管。为了保证实现0.1mm的定位精度，80m/min以上的运行速度及5m/s2的加速度，对横梁自身的静态性能、动态性能，都提出了十分苛刻的制造要求，横梁导轨、齿条安装面的直线度、平行度保证不大于0.10mm/4000mm。在装配方面要求导轨、齿条安装在横梁后，直线度、平行度不大于0.06mm/4000mm，足够的支撑力、足够的刚性，保证快速移动和快速升降时平稳运行，节省了场地和空间。

　　二、机器人在生产线上的安装：

　　自动线上的各个加工单元的机床设备，按照“一”字排列放置，桁架式机器手作为独立单元安装在桁架横梁上，可以对机器手X轴与地面的平行度做调整，可以对Z轴与地面的垂直度进行微调。避免了其它厂家桁架横梁就是机器手的水平轴，现场调节很难，横梁中间会下沉的现象，桁架的高度和长度根据机床高度以及加工工艺要求是单台机床还是多台机床进行设计。

　　三、送料系统的配置：根据生产线的各个加工单元，配备带工装输送料道以及在线检测工位、翻转工位、角向定位，物料在线监控设备等。

　　四、抓手设计制造：根据客户的工件形状、重量，为客户独立设计气动外夹式的三手指抓手。由于存在一台机器人给一台机床上下料和一台机器人给2台机床上下料的情况，所以垂直轴采用了2种形式：①单Z轴双手爪，②双Z轴双手爪（每个Z轴配一个手爪）。

　　双手爪所占用的空间比较大，如果有些工序所采用的加工机床内部空间允许，无论是给一台机床还是给2台机床上下料，我们都可以采用单Z轴双手爪的结构，这样 就会节省上下料的时间，提高效率。如果机床内部空间不能放下2个手爪，我们只能采用双Z轴的结构，每个Z轴配一套手爪，通过节拍分析，合理安排手爪的运动 轨迹。

　　五、生产线的控制系统：控制系统是整条自动化线的大脑，控制着每部分机构，协调机器人、各个切削单元的机床设备、物料系统、输送系统之间的相互合作，顺利完成自动化上下料机器人应用。其中各部分机构独立操作，提供必要的操作指导及诊断信息，控制系统具有丰富的I/O口资源，可扩展。