工程機(jī)械產(chǎn)品加工中柔性制造系統(tǒng)的實(shí)踐探討

熊光軍

摘 要：工程機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量在很大程度上是由加工作業(yè)水平?jīng)Q定的，在工程機(jī)械產(chǎn)品種類不斷增多的趨勢(shì)下，生產(chǎn)模式逐漸有大批量轉(zhuǎn)向小批量，傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)所暴露出的弊端越來(lái)越明顯，已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，亟需對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。將柔性制造系統(tǒng)應(yīng)用于工程機(jī)械產(chǎn)品加工中，可以使生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的靈活性得到提升，對(duì)提高工程機(jī)械產(chǎn)品加工效率和質(zhì)量具有重要意義，文章對(duì)此進(jìn)行了深入分析。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械產(chǎn)品加工；柔性制造系統(tǒng)；實(shí)踐應(yīng)用

工程機(jī)械產(chǎn)品作為各項(xiàng)工程建設(shè)不可或缺的重要設(shè)備，是確保工程建設(shè)高效進(jìn)行及順利完成的基礎(chǔ)和前提。要想充分發(fā)揮工程機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值，服務(wù)于工程建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，就需要從產(chǎn)品質(zhì)量入手，確保工程機(jī)械產(chǎn)品具有良好的工作性能。所以，就應(yīng)該不斷對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品加工工藝進(jìn)行改善，加快生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，為工程機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的顯著提升提供技術(shù)支撐。

1 柔性制造系統(tǒng)介紹

柔性制造系統(tǒng)英文簡(jiǎn)稱為FMS，是以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行整合的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)，主要包括加工系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品加工生產(chǎn)要求，向加工設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的運(yùn)行指令，按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范生產(chǎn)加工流程完成機(jī)械產(chǎn)品制造。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不需要人工參與，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)裝卸零件，依次在各臺(tái)機(jī)器上完成機(jī)械產(chǎn)品加工制造，可以有效節(jié)省大量勞動(dòng)力，并進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)作業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益良好。同時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程因?yàn)槭怯捎?jì)算機(jī)控制，所以可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，依據(jù)機(jī)械產(chǎn)品參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不同，在一定范圍內(nèi)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多種機(jī)械產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，具有較強(qiáng)的靈活性和產(chǎn)品應(yīng)變能力。并且，機(jī)械產(chǎn)品的制造加工都是一次性完成的，生產(chǎn)效率較高，再加上精準(zhǔn)化的系統(tǒng)控制，以及較為穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行能力，使得產(chǎn)品質(zhì)量得到了顯著提升。基于柔性制造系統(tǒng)的眾多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品加工行業(yè)[ 1 ]。

2 工程機(jī)械產(chǎn)品加工中柔性制造系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用

某工程機(jī)械產(chǎn)品制造廠為提高產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，決定應(yīng)用柔性制造系統(tǒng)對(duì)原來(lái)的生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。以推土機(jī)加工為例，對(duì)柔性制造系統(tǒng)在工程機(jī)械產(chǎn)品中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行分析。柔性制造系統(tǒng)的核心為焊接生產(chǎn)線，對(duì)推土機(jī)后橋箱加工流程進(jìn)行分析后，在原來(lái)生產(chǎn)線基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動(dòng)化和工裝柔性化。改進(jìn)后的焊接柔性生產(chǎn)線如圖1所示，主要包括柔性組合工裝、雙工位機(jī)器人作業(yè)以及后橋機(jī)械人作業(yè)三個(gè)重要環(huán)節(jié)。

2.1 柔性組合工裝

柔性組合夾具是柔性組合工裝的核心設(shè)備，夾具拆卸比較方便，耗時(shí)較短，可以滿足不同型號(hào)、種類及形狀的零件加工需求，靈活性較強(qiáng)。柔性組合工裝的主要組成裝置包括三維組合平臺(tái)、測(cè)量設(shè)備、定位設(shè)備、調(diào)整設(shè)備、縮進(jìn)設(shè)備等，零件加工的整個(gè)過(guò)程基本都是在三維組合平臺(tái)上完成的。

三維組合平臺(tái)的構(gòu)成材料為球墨鑄鐵，平臺(tái)長(zhǎng)度最大為16m，下方安裝有平行導(dǎo)軌和支撐軌，軌道數(shù)量分別為2條和1條，平臺(tái)表面設(shè)有定位孔可定位槽，并標(biāo)有100mm刻度線，零件在不同加工之間平臺(tái)轉(zhuǎn)移后，仍然可以維持原來(lái)狀態(tài)，進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)位，可以有效保證機(jī)械產(chǎn)品加工的精準(zhǔn)度，將機(jī)械幾何形狀誤差控制在1mm以下[ 2 ]。

2.2 雙工位機(jī)器人作業(yè)

雙工位機(jī)器人作業(yè)是焊接作業(yè)中重要環(huán)節(jié)，具體作業(yè)方式是使用兩臺(tái)焊接裝置同時(shí)在兩個(gè)工位上制造機(jī)械產(chǎn)品。焊接裝置的主要組成包括機(jī)械手、控制柜、變位機(jī)等，核心構(gòu)件為機(jī)械手，是根據(jù)零件焊接需求，通過(guò)旋轉(zhuǎn)完成焊接作業(yè)的。

機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作是由控制柜加以調(diào)控的，控制柜在接受到控制系統(tǒng)的運(yùn)行指令后，會(huì)將信號(hào)進(jìn)行放大處理，控制機(jī)械進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且，利用控制柜還可以準(zhǔn)確找到焊縫的具體位置和方向。而機(jī)械零件的準(zhǔn)確定位和穩(wěn)固放置，則是由變位機(jī)完成的，可以為零件的精準(zhǔn)焊接提供最佳條件。

2.3 后橋機(jī)器人作業(yè)

后橋機(jī)器人的構(gòu)成部件主要有運(yùn)動(dòng)軸、焊槍加持裝置、抱閘釋放開關(guān)、防撞開關(guān)等，其中運(yùn)動(dòng)軸具有可編程性，能夠旋轉(zhuǎn)多個(gè)角度，借助焊槍加持裝置實(shí)現(xiàn)不同類型焊縫的焊接作業(yè)。后橋機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)包括焊接系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機(jī)器人移動(dòng)系統(tǒng)、變位機(jī)等，焊接系統(tǒng)所用焊接類型為全數(shù)字逆變CO2焊機(jī)，運(yùn)行方式為四輪驅(qū)動(dòng)，可以進(jìn)行持續(xù)作業(yè)，焊接效率和精準(zhǔn)度較高。

控制系統(tǒng)是以PLC程序?yàn)楹诵模Y(jié)合通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，使機(jī)器人按照相應(yīng)的運(yùn)行指令完成零件焊接作業(yè)。機(jī)器人移動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成方式為龍門式，穩(wěn)定性較強(qiáng)，可以確保機(jī)器人處于平穩(wěn)移動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而保證焊接的精準(zhǔn)性。變位機(jī)類型為L(zhǎng)型，可以進(jìn)行多角度旋轉(zhuǎn)，滿足不同類型焊縫焊接需求，

3 總結(jié)

將柔性制造系統(tǒng)應(yīng)用于工程機(jī)械加工中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原有生產(chǎn)作業(yè)流程的優(yōu)化，既可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，又可以提高生產(chǎn)效率，還可以降低生產(chǎn)成本，為加快工程機(jī)械產(chǎn)品加工企業(yè)的轉(zhuǎn)型，促進(jìn)其良好發(fā)展提供了有力支撐，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李德明，孫世超，王彩鳳.柔性制造系統(tǒng)在工程機(jī)械產(chǎn)品制造中的應(yīng)用[J].工程機(jī)械，2014（11）：50-54.

[2] 張淼.工程機(jī)械產(chǎn)品制造中柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用[J].工程技術(shù)：全文版，2016（11）：238-238.