曲軸自動上下料機器人

一、引言

圖1 曲軸零件圖

曲軸（圖1）作為汽車發(fā)動機的重要部件，它的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機的動力源，也是整個機械系統(tǒng)的源動力，所以它在汽車傳動系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。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(nèi)生產(chǎn)過程中的人工操縱，人工送料的生產(chǎn)方式已經(jīng)無法滿足該行業(yè)的需要。

沈陽萊茵機電設(shè)計開發(fā)的自動上下料機器人（機械手）代替人工操縱，自動上下料，構(gòu)成自動化生產(chǎn)單元或組成自動化生產(chǎn)線（從毛坯開始到加工成成品，整套生產(chǎn)線全部采用機械手完成）。此種生產(chǎn)方式是進行高速、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、自動上下料機器人構(gòu)成及硬件分析

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

供料倉（圖2）

為了盡量節(jié)省勞動力，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內(nèi)。通過抓取機構(gòu)或者上料機械手直接抓取，放置到指定位置。經(jīng)過合理的機床排布設(shè)計和工藝設(shè)計，采用供料倉可以大大節(jié)省空間和中間環(huán)節(jié)的時間，大大提供工作效率。由于工件、加工節(jié)拍以及廠家車間規(guī)劃不同，我們采用多種供料倉結(jié)構(gòu)，例如固定貨架、鏈條傳動、移動托盤等結(jié)構(gòu)。

（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(gòu)外，還可以采用輸送帶的方式進行供料。沈陽萊茵根據(jù)曲軸的結(jié)構(gòu)特點及加工工藝流程對輸送帶進行改進，輸送帶類型以及工件托盤形式采用多種結(jié)構(gòu)，例如摩擦鏈帶，摩擦滾子鏈，托盤鏈帶等等。工件的托盤結(jié)構(gòu)也采用多點支撐的結(jié)構(gòu)，在保證工件平穩(wěn)性的同時，也提高了定位精度，同時也考慮手爪抓取方便。

輸送帶上下料機構(gòu)可根據(jù)生產(chǎn)的需要，在長度和工件擺放上進行設(shè)計。按照整套曲軸生產(chǎn)工藝流程，專門設(shè)計一套傳輸裝置，在此傳輸裝置上可以對機床進行上料操作，也可以對同一道工序機床進行下料操作。通過傳輸裝置的控制以及料架結(jié)構(gòu)的特殊機械控制，保證上料和下料的協(xié)調(diào)、合理的運行，不會出現(xiàn)影響機器人上下料的節(jié)拍，進而降低生產(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(jù)加工工藝和節(jié)拍不同，我們可以用一個機器人給一臺機床上下料，也可以用一個機器人給2臺機床上下料。在保證加工質(zhì)量和效率的同時也節(jié)省了成本，每臺機器人即是獨立工作，同時也通過接收工序之間的前后關(guān)聯(lián)控制信號，協(xié)調(diào)工作，完成整套加工工藝。

圖4X,Z桁架結(jié)構(gòu)圖