關(guān)于提高自動化設(shè)備加工穩(wěn)定性的問題研究

翟曉飛

摘 要： 伴隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，“中國制造2025”口號的提出，市場對加工制造設(shè)備的自動化需求也越來越高，隨之而來的是對設(shè)備的各種配置的要求。

關(guān)鍵詞： 自動化；穩(wěn)定性

引言

為了保證整個自動化加工過程穩(wěn)定運行，從零件的上下料，換刀，一直到零件加工完成，檢驗，每一步都不能出錯，這就要求對每一個功能模塊都進行仔細研究。

研究背景

圖1.1為浙江臺州某客戶的齒軸零件加工圖紙，零件材料為20CrMnTiH（TS），加工處最大圓的直徑為67mm，切削參數(shù)為，切深ap=1mm，進給f=0.3mm/r，轉(zhuǎn)速v=3.5m/s

加工外圓時，主切削力的大小為

加工該齒軸所需要的功率為

選用的機床i5T5.2配置的主電機型號為CTB-4011ZGC10 -60M5GP，額定功率為11kW，額定扭矩為130Nm，經(jīng)校核，滿足該零件的加工需求。

要解決的主要技術(shù)難點和問題

1.自動線相關(guān)功能

1）自動線用機床需反饋對工件的夾緊，頂緊的信號。對一些工件的加工，需配置自動對刀裝置，自動檢測裝置，從而提升自動化程度，提升效率；

2）自動排屑問題。自動加工生產(chǎn)線一般為多臺機床成組加工，機床數(shù)量較多，效率加高，各臺機床的排屑車需按時清理，耗費人力；

3）自動線料倉容量問題。自動加工效率較高，需人工按時上下料；

4）斷刀問題。當加工時發(fā)生刀具破碎等意外情況，機床及時報警，避免連續(xù)加工出不合格工件。

2.加工優(yōu)化，縮短加工時間，提升加工效果

1）縮短加工時間。

2）切削各因素持續(xù)優(yōu)化，保證斷屑效果，提升加工質(zhì)量。

3.機床穩(wěn)定性問題，控制關(guān)鍵部件；

解決思路

1.自動線相關(guān)功能研發(fā)

1）自動線用機床檢測問題。設(shè)計卡盤油缸檢測，反饋給機器人工件已夾持刀位信息；根據(jù)尾臺位置信號，反饋給機器人工件頂緊信號；

2）自動線集中自動排屑問題。可設(shè)計集中自動排屑裝置，各機床將鐵屑集中排到指定位置，避免了人工各臺機床傾倒排屑小車的問題；

3）自動線料倉容量問題。自動線加工效率較高，為避免工人頻繁往料倉放置毛坯件，可設(shè)計大容量料倉或采用AGV小車自動更換料倉托盤的形式，節(jié)約人工時間；

4）斷刀檢測功能。當加工時發(fā)生刀具破碎等意外情況，機床及時報警，避免連續(xù)加工出不合格工件；

2.加工優(yōu)化，縮短加工時間，提升加工效果

根據(jù)行業(yè)工件，選擇合適的斷屑刀具，設(shè)計700米高壓斷屑相關(guān)零部件（如下圖2.1），對不易斷屑的工件，采用高壓斷屑的方式，保證加工效果。

3. 改進結(jié)構(gòu)，嚴控供應商，提升機床穩(wěn)定性

1）排屑器問題改進。針對排屑小車廢屑較高，排屑器回屑卡死問題，提升排屑器出屑口高度，避免鐵屑回帶，并在鐵屑提升處變?yōu)榛顒由w板，方便對內(nèi)部鐵屑進行清理；

2）加強主軸防水。由于大部分客戶加工時，切削液噴灑量較大，為避免切削液或切屑進入主軸內(nèi)部，將主軸前側(cè)由之前的擋水環(huán)改為防水罩，提升主軸防水防屑效果（如圖3）。

3）小主軸尾臺結(jié)構(gòu)改進。對一些較大規(guī)格零件或切削量較大工件，機床配置小主軸進行輔助頂緊，針對老結(jié)構(gòu)容易發(fā)生進水，導致小主軸研損的現(xiàn)象，現(xiàn)對尾臺小主軸進行了防水性能的改進（如圖3.2），

相信隨著這些問題的逐步解決，加工制造設(shè)備的穩(wěn)定性會越來越高，自動化程度也會越來越高，實現(xiàn)真正的智能制造。

參考文獻

[1] 李洪.實用機床設(shè)計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1999.

[2] 聞邦椿.機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，2011.