關(guān)于軸承座數(shù)字化加工技術(shù)的研究

郭鐸 翟曉

摘要：本文針對機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動單元中典型支撐部件軸承座的智能化加工技術(shù)開展研究，建立了智能化加工生產(chǎn)線，主要研究成組加工技術(shù)、智能化車間管理技術(shù)和智能化信息集成技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，并通過柔性制造生產(chǎn)線、智能化在線檢測裝置、物流及倉儲、信息化生產(chǎn)管理系統(tǒng)等先進(jìn)的制造技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)的需求。

關(guān)鍵詞：軸承座;智能化加工;MES;自動立體倉庫

1引言

隨著市場競爭越來越激烈，人工成本不斷攀升，企業(yè)為了降低制造成本，必須采用先進(jìn)的智能加工的模式來應(yīng)對復(fù)雜的生產(chǎn)需求，如多品種中小批量零件的生產(chǎn)等。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動單元主要包括：運(yùn)動部件、伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌和滾珠絲杠，其中滾珠絲杠的軸承座，作為絲杠的安裝定位和支撐部分，直接影響進(jìn)給運(yùn)動單元的精度和能效。

2.軸承座加工現(xiàn)狀分析

軸承座類產(chǎn)品零件特點(diǎn)主要包含：形位公差等級高;表面粗糙度要求高，軸承支持座的關(guān)鍵特征面、軸承安裝孔、軸承安裝孔底面、軸承壓蓋安裝端面、軸承支座底面、軸承支座側(cè)基準(zhǔn)面、電機(jī)安裝孔、電機(jī)安裝端面，粗糙度為Ra1.6?;尺寸公差等級高，一般軸承支撐座的軸承安裝孔直徑，尺寸公差等級為IT6級。

軸承座常規(guī)的加工工藝路線為：1、劃線2、臥銑粗銑面3、臥鏜粗鏜孔4、臥加銑面→5、臂鉆鉆沉頭孔6、平磨精磨基準(zhǔn)面7、臥鏜精鏜軸承孔，常規(guī)加工流程已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化制造中的低成本、高效率、高精等要求。

軸承座智能化加工技術(shù)針對軸承座的零件特點(diǎn)對其加工工藝流程進(jìn)行優(yōu)化梳理，采用柔性加工方法，建立智能化車間，解決目前該類零件加工成本高、耗時(shí)多、效率低，質(zhì)量不可控的問題，為高精數(shù)控機(jī)床的制造提供優(yōu)質(zhì)的部件。

3.軸承座智能化加工工藝分析

軸承座智能化加工技術(shù)采用工序集中原則，減少物流環(huán)節(jié)，提高效率;工藝方案從毛坯開始加工，粗精工序在同一設(shè)備上進(jìn)行，一次裝夾完成多個(gè)加工工序。

為了減少產(chǎn)線數(shù)量，降低設(shè)備成本，軸承座智能化生產(chǎn)線采用工藝方案：能夠針對同一軸承孔徑的零件組，進(jìn)行成組混流加工模式。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，工藝方案須在保證軸承支座設(shè)計(jì)精度的前提下，留有30%的精度儲備。

為提高設(shè)備開動率，工藝方案需要協(xié)調(diào)各設(shè)備的切削加工時(shí)間，使其達(dá)到均衡，保證與生產(chǎn)線節(jié)拍匹配。在軸承座進(jìn)入智能化車間之前，對軸承座的工藝面進(jìn)行加工，完成進(jìn)線準(zhǔn)備工作，對軸承座背面做基準(zhǔn)面加工，為隨行夾具提供安裝面，對軸承座背面上加工2-4個(gè)螺紋工藝孔，作為與隨行夾具的結(jié)合螺孔，具體生產(chǎn)線加工流程如下：

P1：夾具機(jī)械手將隨行夾具置于裝配工位上，裝配機(jī)械手將軸承座結(jié)合在隨行夾具上。

P2：上下料機(jī)械手將隨行夾具連同軸承座一起抓起，放置于臥式車削中心的液壓夾盤上，并夾緊。保證軸承座的姿態(tài)，底面與銑軸垂直。

P3：清洗、檢測及打標(biāo)。

P4：拆卸機(jī)械手將隨行夾具卸下，軸承座成品放入成品料籃中，隨行夾具被夾具機(jī)械手送回夾具庫。

4.軸承座智能化加工技術(shù)整體方案

軸承座智能化加工技術(shù)是基于某國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的車間整體智能化解決方案，包含多套智能管理系統(tǒng)，如PDM、ERP、CRM等，構(gòu)成車間的全生命周期，從圖紙管理、物料管理、車間規(guī)劃、車間建造、客戶管理、運(yùn)行控制及優(yōu)化，再到遠(yuǎn)程維護(hù)/監(jiān)控等各個(gè)階段。

軸承座智能化加工自動線采用了6臺車削中心和8臺臥式加工中心作為智能化車間的加工設(shè)備。其中，臥式加工中心配高精分度的回轉(zhuǎn)工作臺、液壓自動夾具（帶夾緊松開狀態(tài)檢測）、刀庫;車削中心也采用某公司i5數(shù)控系統(tǒng)，配主軸分度C軸、動力銑頭、動力刀塔、液壓自動夾具（帶夾緊松開狀態(tài)檢測）。

物流設(shè)備采用了智能立體倉庫、AGV搬運(yùn)機(jī)器人、關(guān)節(jié)機(jī)械手等智能物流設(shè)備。智能立體倉庫由貨架、出入站工作臺、巷道式堆垛機(jī)與智能操作控制系統(tǒng)組成;AGV搬運(yùn)機(jī)器人，具有托盤取送裝置，可攜帶兩個(gè)托盤;關(guān)節(jié)機(jī)械手可在直線軌道上運(yùn)動，圓周360°旋轉(zhuǎn)，末端有2個(gè)可180°旋轉(zhuǎn)的手爪。整套智能系統(tǒng)，通過iBOX進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，采用分布式控制模式，同平臺智能設(shè)備，底層無障礙對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、毫秒級數(shù)據(jù)交互速度，實(shí)現(xiàn)智能高效控制。

智能化車間的物流設(shè)備主要包括智能立體庫、AGV搬運(yùn)機(jī)器人、關(guān)節(jié)機(jī)械手等。主要過程如圖4所示。

在軸承座智能化加工自動線系統(tǒng)中，采用WIS智能車間管理系統(tǒng)對生產(chǎn)線進(jìn)行管理，以計(jì)劃管理為龍頭，以現(xiàn)場制造數(shù)據(jù)采集為關(guān)鍵，以作業(yè)執(zhí)行為主線，以生產(chǎn)進(jìn)度為控制點(diǎn)，綜合考慮車間設(shè)備、刀具、人員等資源，基于車間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理，涵蓋了車間生產(chǎn)的方方面面，實(shí)現(xiàn)了車間內(nèi)部數(shù)據(jù)的全面集成。

5.結(jié)語

本文通過軸承座智能化加工技術(shù)的研究建立柔性智能加工線的整體方案，從而采用成組加工的模式來完成多品種中小批量零件的生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)多品種的混流生產(chǎn)，同時(shí)利用先進(jìn)的智能化管理技術(shù)來減少不同品種產(chǎn)品直接帶來的生產(chǎn)不平衡問題。通過研究智能化制造的關(guān)鍵技術(shù)，集成中高檔數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)、機(jī)床典型零件智能化加工工藝方法、可以通過對生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，智能化技術(shù)準(zhǔn)確的分析和評價(jià)零件和產(chǎn)品的可靠性，提高加工效率，控制制造周期并節(jié)約生產(chǎn)成本，從而完成提高零件的加工質(zhì)量，提升產(chǎn)品的質(zhì)量并優(yōu)化制造系統(tǒng)運(yùn)行性能。

作者簡介：

郭鐸，男，供職于優(yōu)尼斯工業(yè)服務(wù)有限公司沈陽分公司，2011年9月入廠，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)，產(chǎn)品編程，加工工藝制作等工作。

（作者單位：1優(yōu)尼斯工業(yè)服務(wù)有限公司沈陽分公司;2沈陽機(jī)床股份有限公司齒輪分公司）