關(guān)于激光切管機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)可行性研究

么嘉祥

（天津市勇猛機(jī)械股份有限公司，天津 301800）

1 上料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)上料機(jī)構(gòu)的方案目標(biāo)整捆上料、8小時(shí)無人值守和上料長度的自動(dòng)調(diào)節(jié)等關(guān)鍵點(diǎn)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行技術(shù)分析。

（1）總體方案制訂。現(xiàn)狀分析：上料管材為140×80×8的無縫冷拔矩形管，管材材質(zhì)為16Mn，整捆狀態(tài)捆狀態(tài)為3×3共計(jì)9根的疊放；端采用扁平金屬扎帶捆綁；目前需要操作員工在來料存放區(qū)解開扎帶，利用車間橋式起重機(jī)和相應(yīng)吊具單根吊裝到設(shè)備上，吊裝過程需為了設(shè)備安全，只能停機(jī)操作，單根吊裝時(shí)間2 min；單根平均純加工時(shí)間為25 min；方案設(shè)計(jì)：根據(jù)方案目標(biāo)和現(xiàn)狀分析制定以下技術(shù)方案；整個(gè)上料機(jī)構(gòu)采用備料庫、取料三軸機(jī)器人、輸送定位裝置和上料裝置組成。

（2）上料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。料庫設(shè)計(jì)：根據(jù)來料的結(jié)構(gòu)形式和平均加工節(jié)拍，將備料庫容量定為兩捆即18根；備料方式采用起重機(jī)分兩次吊裝就位，就位后要求能方便人工解開扎帶，需留出取扎帶空間，防止壓死無法取出，同時(shí)根據(jù)取料機(jī)器人的取料精度要求，必須使備料庫碼放整齊。

取料機(jī)器人：依據(jù)上料機(jī)構(gòu)整體布置方案，取料機(jī)器人采用三加一軸機(jī)器人，能實(shí)現(xiàn)X、Y、Z和X1軸的移動(dòng)；備料庫的兩段各設(shè)計(jì)一個(gè)取料機(jī)器人，兩機(jī)器人協(xié)同工作完成將原材料從備料庫移動(dòng)到輸送機(jī)構(gòu)上；取料方式采用X軸的銷手機(jī)構(gòu)插入到管材兩端的內(nèi)孔中，通過兩機(jī)器人的配合實(shí)現(xiàn)抓取；抓取后將管材放置于輸送機(jī)構(gòu)上，完成動(dòng)作。

輸送定位裝置：輸送裝置的目的為了將管材從備料庫端輸送到激光切管機(jī)的上料區(qū)；并訂好位置和位姿，確保上料時(shí)管材位置和姿勢的正確，此裝置應(yīng)用了氣動(dòng)定位，實(shí)現(xiàn)管材的位置正確；應(yīng)用了滾輪輸送裝置，實(shí)現(xiàn)管材的輸送到位；

上料裝置：機(jī)構(gòu)目的是為了將管材以平動(dòng)形勢從輸送裝置轉(zhuǎn)移到設(shè)備本體上，實(shí)現(xiàn)工件的上料交付。對于此動(dòng)作采用了平行四邊形的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)工件的機(jī)構(gòu)的平動(dòng)，以達(dá)到搬運(yùn)目的，過程設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)主要是考慮到與機(jī)床動(dòng)作的配合，避免干涉和碰撞。

2 下料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

（1）總體方案制訂。現(xiàn)狀分析：根據(jù)激光切管機(jī)的加工能力以及目前加工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工完成后的成品件的最小長度為700 mm，最大長度為8000 mm；而且同一長度上由于孔位不同又分為不同的件；根據(jù)最小加工節(jié)拍，即直接切斷無孔位加工時(shí)間為1 min；所以下料機(jī)構(gòu)的節(jié)拍不能大于1 min；方案設(shè)計(jì)：根據(jù)方案目標(biāo)和現(xiàn)狀分析制定以下技術(shù)方案；下料機(jī)構(gòu)采用絎架機(jī)器人和分類貨架組成；由于各成品的長度不同，利用傳感器技術(shù)識別工件的長度，然后進(jìn)行分類；再針對不同長度工件，通過與機(jī)床通信或手工編程方式實(shí)現(xiàn)同一種部件的識別和分類；整機(jī)下料采用絎架機(jī)器人技術(shù)，抓取下料，絎架機(jī)器人機(jī)構(gòu)可以將分類的工件準(zhǔn)確的放到分類貨架上。

（2）下料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。絎架機(jī)器人裝置：根據(jù)加工后的成品長度為700～8000 mm整體范圍比較大，最大工件重量為200 kg，絎架機(jī)器人采用雙抓手機(jī)構(gòu)，針對70 mm小工件使用單機(jī)械手抓持；根據(jù)成品件的最小加工節(jié)拍為1 min；因此絎架機(jī)器人的下料節(jié)拍最大不能大于1 min。

3 激光切管機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益

激光切管機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)以其工序少、效率高、成本低。質(zhì)量有保障的優(yōu)勢占據(jù)整個(gè)工業(yè)市場的一席之地，相比于其他切割機(jī)器來說，激光切管機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)在環(huán)保和安全，方便快捷上都有著很大優(yōu)勢，在生產(chǎn)材料加工，切割上更能夠被人們所使用，因?yàn)椴僮鞑粡?fù)雜，程序不繁亂，在講究效率和質(zhì)量的機(jī)器設(shè)備上來說，是使得人們更偏向于選擇激光切管機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)原因之一。

4 結(jié)語

激光切管機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)技術(shù)在很多領(lǐng)域都有運(yùn)用到，在曾經(jīng)還是用人工器械的時(shí)代，是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事，不僅要耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力，還面臨著一旦返工就需要付出更多的代價(jià)，并且在切割的過程還有可能保證不了質(zhì)量，這是一個(gè)大問題。但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在切割，技術(shù)上有了激光切管機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)，這對于提高工作效率，降低成本，以及保證切割精度和切割質(zhì)量上做出了巨大貢獻(xiàn)，有著重要的作用和價(jià)值意義。