生產線自動化改造方案設計

王丹紅 楊海波

【摘 ?要】隨著人力成本的逐年上升以及自動化技術的發展，利用自動化生產線替代人工生產已經是一個不可阻擋的趨勢，但是大多數生產企業一方面面對高額的自動化生產線采購成本望而卻步，另一方面現有傳統設備淘汰造成的浪費也無法避免，因此對現有傳統生產線進行自動化改造成為了市場上大多數生產企業的迫切需求。本文介紹的就是一次對現有傳統設備進行自動化改造，在當今的社會中有著十分重大的經濟及社會效益。

【關鍵詞】生產線;自動化;改造

引 ?言

本生產線自動化改造方案是為某企業用戶的小軸類零件加工而設計，零件分兩序加工，節拍分別為49和59.5秒，節拍比大約為1：1，但存在工件中間部位存在接刀痕。目前采用人工上下料并操作ETC3650h數控車床加工。根據現有的實際情況采用自動化加工單元的方案來解決工件的自動上下料問題。工件的加工要求保證毛坯料表面均勻、無死皮，以保證自動化加工單元上下料動作的可靠性。

1 ?自動上下料方案的設計

由于工件分為兩序加工，節拍比接近1：1，因此采用2臺ETC3650h機床進行加工、1套工業機器人為主組成的RLS25柔性自動上下料系統為其上下料的形式。2臺機床以“L”形式布局，1臺六軸工業機器人布置在加工單元中央，上下料庫布置于工業機器人一側并列擺放。

2 ?自動化加工單元主要模塊介紹

2.1工件料庫

自動線的毛坯料由重力式料庫實現裝載，毛坯料碼放在傾斜軌道中，依靠重力作用自動滾動到上料點。上料時由電機帶動上料撥盤旋轉90度，撥盤上的料槽卡住工件帶動其旋轉。上料點帶有檢測信號，檢測上料點是否有帶取毛坯，如果沒有則電機繼續旋轉直至有毛坯帶動到上料點，工業機器人將毛坯取走后，進入循環。

料庫適應工件外徑為Φ25-50mm，長度為300-500mm（工件圖紙見附件）。料庫長度尺寸不大于1200mm，寬度不大于820mm。上部轉盤與電機連接，通過減速機旋轉，帶動轉盤旋轉實現上料。轉盤上的上料槽要求能夠適應不同外徑尺寸的工件進行上料。料庫有轉盤到位檢測開關，上料位置有工件到位檢測開關和工件有料檢測開關，保證上料位置穩定可靠。料庫的傳動機構有漲緊機構，并且傳動機構有防護，保證安全。

料庫機身采用不銹鋼、支腿采用鋁型材、板等采用碳鋼，碳鋼材質表面全部噴塑處理。機身可在料庫調試完成后，用膨脹螺栓將機身固定。料庫的驅動機構采用臺灣電機，帶抱閘功能，減速比要求較大，使得轉盤轉動速度較慢。

2.2工件抓手模塊

工件抓手模塊由2套氣爪組成雙手爪，通過鏈接件固定在工業機器人的第六軸上，可同步完成上料與下料動作，上下料效率高。抓手夾持外徑為φ20-φ50，要求氣源壓力為0.5MPa以上，單套氣爪抓取工件最大重量為2kg。氣爪為二指氣爪，夾持工件外圓。

3 ?產能計算

注：

1、月產量是按每月26 天、每天兩班16小時，設備運轉率 85%，一組單元，計算的結果

2、以上時間僅供參考，結果為按工藝加工方案中節拍加工工序節拍計算。

4 ?現場環境要求

4.1 環境溫度：5～40℃

4.2 相對濕度：20～90%RH

4.3 電源：三相380V;頻率：50Hz電4.4 壓波動范圍：±10%;容量：70kVA

4.5 壓縮空氣：5kgf/cm2（需濾出水、油）;

4.6 壓力波動范圍：±10%;整機耗氣量：200L/min

4.7 現場無有害氣體，生產線氣動統一進口。

5 ?驗收與培訓

自動化設備改造完畢后應對用戶進行驗收工作和培訓。

5.1 驗收：

驗收在用戶場地進行，由制造方人員指導，自動上下料系統聯機調試，保證設備連續加工一個班次，穩定運行無故障，產品符合圖紙的技術要求，雙方簽訂驗收紀要，即視為終驗收合格，合格后自動線進入質量保證期。

5.2 培訓：

驗收或調試期間制造方對用戶進行自動線編程和操作安排培訓。

參考文獻：

[1]徐灝主編.機械設計手冊.北京：機械工業出版社.1991

作者簡介：

王丹紅 ?女 ?1983年2月7日 ?機械工程師;本科

楊海波 ?男 ?1977年10月12日 ?高級工程師;研究生

（作者單位：歐米瑞（廣東）智能制造有限公司）