G3503A風道盤加工自動線研制

單春哲 吳維宇

摘 要： 文章介紹了一種乘用車剎車盤加工自動線，為自動化技術在剎車盤領域應用提供了一種思路，文章首先介紹了自動化場景下的剎車盤產(chǎn)品加工工藝、加工流程，然后介紹了該自動線的主要組成部分，最后對自動線采用的新工藝、先進技術手段等進行了詳細表述，對這條自動線的先進性和達到的效果進行了總結。

關鍵詞： 剎車盤加工；自動線；新工藝；技術手段

0引言

國內剎車盤加工起源于上世紀八九十年代，開始時是以普通車床，搖臂鉆床、通用磨床為主，隨著我國數(shù)控技術的普及和發(fā)展，經(jīng)濟型數(shù)控車床，專用磨床逐步取代了普通設備成為我國剎車盤加工的主要設備，近年來，上游客戶對剎車盤產(chǎn)品的精度以及產(chǎn)品質量穩(wěn)定性要求日益苛刻，同時行業(yè)發(fā)展趨于飽和，競爭加劇，加工精度和穩(wěn)定性更優(yōu)的斜床身臥式車床、立式車床、立式加工中心成為了剎車盤企業(yè)更新設備的首選，另一方面，隨著我國人口紅利消失、剎車盤加工環(huán)境惡劣，越來越多的剎車盤企業(yè)被用工難的問題困擾，在我國政府大力推進產(chǎn)業(yè)升級、智能制造的大環(huán)境下，在剎車盤加工領域應用自動化技術，成為越來越多剎車盤企業(yè)的切實需求，在這種背景下，沈陽機床G3503A風道盤加工自動線應運而生。該生產(chǎn)線由兩個相同加工單元共用一個檢測單元組成，自動線加工節(jié)拍78s/2件，基本達到毛坯上料，成品下料的全自動加工生產(chǎn)模式。

G3503A風道盤加工自動線是將沈陽機床近年來在自動化應用領域與剎車盤加工領域積累的實踐經(jīng)驗有機結合的產(chǎn)物，在開發(fā)過程中，根據(jù)項目要求， 對剎車盤加工工藝流程進行了重新梳理，并針對自動化要求做出了相應創(chuàng)新性優(yōu)化， 以下是對該自動線的詳細介紹。

1加工工序的確定

1.1加工基準的確定

粗精加工一共分為七序（第一序在鑄造車間完成，自動線內實際是六序），各序基準及傳遞如下：毛坯基準→小外圓粗基準→大外圓精基準→小外圓精基準→加工中心孔基準→小外圓動平衡基準→安裝面與定位面檢測基準。基準安排充分考慮了工藝合理性，盡量做到加工基準和設計基準的統(tǒng)一，其中毛坯基準主要考慮保證第一序加工時B面尺寸和后序A面加工余量的均勻分配； 小外圓精基準主要保證兩剎車面相對基準跳動、平行度等要求；加工中心孔基準主要保證安裝螺栓孔相對于安裝中心孔位置度要求；安裝孔與定位面檢測基準主要保證相對基準要求的各形位公差的測量準確性。

1.2加工工藝流程的制定

區(qū)別與當前普遍應用的粗-精分開加工方式，創(chuàng)新性的簡化粗加工工序，只需對鑄造毛坯的A面（凸臺面）進行簡單粗加工，此加工部位作為進入自動化單元后精加工的基準。根據(jù)加工工藝流程的方式、 加工基準的傳遞路線、 剎車盤加工的內容和生產(chǎn)管理的需要， 整線加工主要包括六臺立式車床、兩臺立式加工中心機、兩臺雙工位全自動平衡機、一臺剎車盤全檢機和五臺六軸關節(jié)機械手，由兩個相同加工單元共用一個檢測單元組成。G3503A風道盤加工流程示意圖如圖 2 所示。

毛坯在進入自動生產(chǎn)線前，需對小外圓及凸臺面進行粗車，以作為自動線一序加工的基準，工人將工件放入料道后，滾動料道轉動將工件傳遞到定位裝置，定位完成后經(jīng)由頂升裝置將工件托舉，等待機器人進行抓取，機械手配合翻轉工作臺實現(xiàn)工件在各設備上下料。第一序采用立式車床粗車剎車面、內孔中心孔、安裝面及粗精車大外圓，為后續(xù)精車保留合適余量同時確立后序加工基準；第二序同樣采用立式車床粗車另一剎車面、精車小外圓及凸臺面、中心孔倒角；第三序使用帶有雙修模塊的數(shù)控立式車床，一次完成安裝面及中心孔、剎車面的車削，實現(xiàn)以車代磨；第四序使用立式加工中心配合定制鉆頭一次進刀完成鉆孔及正反倒角加工；第五序平衡去重；第六序對圖紙要求各關鍵精度檢測，不合格零件導出。

2自動線主要組成部分

根據(jù)項目規(guī)劃要求，確定整線線體主要組成部分的技術方案如下：

（1）主機構成：本自動線配置為4臺i5T6.3智能立式車床，2臺i5T6.3雙刀智能立式車床，2臺i5M4.2-580智能立式加工中心、4臺6軸關節(jié)機器人、2臺全自動平衡機、1臺剎車盤全檢機、2套上料倉、2套下料倉、2套中轉料倉、4套翻面臺。

（2）總控系統(tǒng)：整線采用中央控制， 每個獨立的加工單元可以分段、 獨立控制，同時每臺主機（ 機床） 也可以獨立操作，具有獨立的操作面板。總控面板上可以實時顯示各機床設備運行狀態(tài)、執(zhí)行一鍵啟動及暫停操作、監(jiān)控與總控交互IO信號情況等。

（3）輸送：采用輥子料倉，人工將工件擺放到料道上，滾動料道轉動將工件傳遞到定位裝置，定位完成后經(jīng)由頂升裝置將工件托舉，等待機器人進行抓取。料倉具有滿料和無料報警功能，按照車間尺寸進行規(guī)劃上、下料倉整體儲料10件，中轉儲料6件。

（4）上下料：整線采用6軸工業(yè)機器人實現(xiàn)各設備上下料。各機器人第6軸上配有抓手模塊，工件抓手模塊由2套氣爪組成，可同步完成上料與下料動作，上下料效率高，氣爪為兩指氣爪。工件需要翻面時，在自動線的兩序之間加一個翻轉工位來實現(xiàn)對工件的180°翻轉。

（5）檢測：整線出口處配有一臺剎車盤全檢機，該機型針對剎車盤零件定制化設計，一次裝卡就可以實現(xiàn)所有重要要求精度的檢測，篩選出的不合格品直接導入下層廢料倉，整線還配有激光打標接口，可在工件上雕刻二維碼，通過關聯(lián)該工件全部產(chǎn)品信息，便于實現(xiàn)全生命周期管理。

3 整線研制過程所采用的新工藝方案和先進技術控制手段

本自動線在車序加工工序設計、提升設備利用率、提升加工效率及工件精度等方面采用了較新的工藝方案和先進的技術控制手段。

（1）創(chuàng)新性的將車序分成三序加工。有如下優(yōu)點：a）通過工藝設計可使車序三序間節(jié)拍大致相同，減少設備等待，大幅提升設備利用率；b）剎車盤B面加工實現(xiàn)粗精分開，第三序車序只加工基準中心孔、安裝面、剎車面，從而可以大幅提升中心孔圓度、安裝面平面度、剎面跳動、DTV等剎車盤關鍵精度要求。

（2）本自動線通過應用高級切削材料實現(xiàn)效率與穩(wěn)定性的大幅提升。車序全部使用CBN刀片切削，與傳統(tǒng)硬質合金刀片相比：a）線速度提升3倍以上，大幅縮短加工節(jié)拍；b）CBN刀片單刃加工壽命可達1000件以上，大大縮短了換刀輔助時間，同時提升產(chǎn)品質量穩(wěn)定性、合格率。

（3）本自動線采用兩個相同的加工單元共用一臺檢測設備的布線形式，通過這種有機組合能夠更加有效的提升檢測設備及機器人的利用率，有利于降低組線成本，節(jié)約工廠占地面積。

4 結束語

G3503A 風道盤加工自動線從立項之初就充分考慮在自動化場景下剎車盤加工所要面臨的新的挑戰(zhàn)，尤其是對傳統(tǒng)的單機加工工藝進行了大膽的改良，使整體工藝更滿足自動化的加工要求，從而實現(xiàn)了更高的零件精度、更高的設備利用率，更佳的穩(wěn)定性，這些無疑都為企業(yè)大大節(jié)約了制造成本的同時提升了產(chǎn)品的市場競爭力，整條自動線的技術水準達到國內領先水平。

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