半軸精車、鉆孔、孔倒角自動化設計

本項目設計為兩組品字形設備排布，每組品字形主要是一臺關節機器人負責三臺機床上下料，設備有一臺七關節機器人、一臺數控車床、兩臺自制數控鏜床、一套雙層上下料架，一套手動上下料吊具供兩組品字形設備上下工件。自動上下料機構是本次設計中的一個重要部分，所謂上料、下料機構是指在加工過程中實現自動給料和自動出料的機械裝置，最終實現自動工作循環。自動化工序主要包括精車法蘭盤、鉆孔、盤孔內外端面倒角，年產能可達30萬件，比原有生產線每班節省7人，年節省計件工資126萬元。

產品結構圖

首先簡單介紹一下我公司的一種法蘭盤產品結構，具體產品結構如圖1所示。主要加工尺寸：外圓直徑

221mm，盤厚15mm，中心距為

190mm，共計10個孔，孔徑為16.3

mm，孔相對于半軸兩端中心孔的位置度為

0.2mm，加工法蘭盤外圓、內外端面，鉆法蘭盤孔，內外端面孔倒角。

生產線原有加工方式

原有生產線存在很多缺點與不足，如圖2所示。生產線加工為單機加工，工序為鉆孔(立鉆或組合鉆、普車精車盤、鏜孔、內外端面倒角，每臺機床一名操作者，具有機床分布零散、工序多、運輸距離遠、用人多、人工成本高等缺點。

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自動線改造設計——改善措施

此自動化設計選擇了區域化設計方案，總體結構采用品字形設計，一個區域采用兩組品字形結構，對稱布置，進出料口在兩組品字形的中間位置，由于進出料口在同一側，上、下工件由一人操作即可，減少一名操作者，如圖3所示。此自動化設計替代了傳統的單機手動操作，一個品字形的設備組成：自制的鉆孔機床2臺，型號ZTMK6100-260/YF；數控斜軌車床1臺，型號SL-36150；FANUC七軸機器人1臺，型號2000iB-210F；一套平衡吊及吊具承擔兩套品字形的上、下工件工作；上下工件工裝為雙層上下料架。以上設備及工裝組建成了精車→鉆孔→倒角自動線，單班產能300件，單班節省7人，大大降低人工成本，由于工序少，運行穩定，產品質量一致可靠。

整線動作邏輯關系

三是民生水利設施條件不斷改善。重點推進小農水重點縣和現代農業縣節水灌溉項目以及大中型灌區配套改造，全年新增節水灌溉面積達到300萬畝（20萬hm2）。截至10月底，今年已解決638萬人飲水安全問題，完成250座重點小（2）型水庫和120座一般小（2）型水庫除險加固任務。95個中小河流治理項目全部完工。下達各類水庫移民后期扶持資金6億多元，較大改善了庫區群眾生產生活條件。

自動線組成結構

平衡吊及吊具

于是，各種理論紛紛與“核心素養”對接，各級專家紛紛對“核心素養”作出個性化的解讀，各類名師紛紛呈現了“基于核心素養”的語文課堂……

上料方式采用平衡吊，臂展半徑3200mm，前端夾具位置可直接與地面接觸。抓取料工裝為自行設計的手動夾具，夾具為折臂杠桿形式，抓取時采取雙手聯動方式。由于轉序半軸為瑪蓮朵擺放，桿與桿緊挨著，大多數沒有縫隙，夾具設計前端為尖角便于抓取工件。抓取動作雙手握住夾具手柄，夾具靠自重下落變形張開，前端尖角部位插入工件桿部縫隙中，抓料后操控手動開關提升工件，放入料架后手拉懸臂桿，脫開掛鉤，打開夾具，完成上料動作。此上下料夾具主要解決工件桿與桿之間緊湊無縫隙、難抓取的問題，如圖4所示。

雙層上下料架

⑴機器人：本次方案選用日系發那科機器人，型號定為R-2000iC，此型號機器人為通用機型，性價比高。機器人如圖6所示，本體參數：最大工作半徑2655mm，負載(指第6軸最前端負載)210kg，動軸數為6關節，加地軌為7關節，重復定位精度±0.05mm，本體重量為1090kg。

機器人及手爪

雙層料架是自動送料的機械裝置，最終實現自動工作循環。雙層上料架上層可裝載6件工件，下層可裝載4件工件。工人用吊具取料放到V形塊上，靠近盤桿部及花鍵桿部各有一信號，到位信號燈會亮起，依次擺放；當頂層裝滿6件半軸后，氣缸定位，花鍵端面與定位塊靠嚴，此時工件信號全部到位，上層料架推進送料區待加工；上層料架的工件全部加工完后再退回到原有位置卸下工件；下層料架裝滿4件工件再以同樣的方式輸送到待加工區，實現自動循環加工。整個上下料過程如圖5所示。

由于本方案自動線為獨立單元，整個單元有安全圍欄防護(圖9)。安全圍欄為方形網格篩，用方管與鋼筋焊接完成，此方案圍欄未配置安全鎖，在整線加工時操作人員會先鎖好圍欄再進行加工，防止對人員造成傷害。

人工操作吊具取料到料架→頂層料架輸送到加工區→機器人取第一件到車床上料→機器人取第二件到車床、翻轉手爪取下車床加工好的第一件、上料第二件→機器人抓取第一件到一號鉆孔機床上料→機器人取第三件到車床、翻轉手爪取第二件、上第三件→機器人抓取第二件到二號鉆孔機床上料→機器人到一號鉆孔機床取第一件回料架為一組完整加工狀態，以此類推順序完成頂層料架所有產品的加工，當頂層料架擺滿加工完的成品后料架會退出，底層料架會進入程序形成一個互相交替的動作，最終完成自動循環不停機。

數控車床及鉆孔機床

數控車床與鉆孔機床為標準機型，鉆孔裝夾方式與車床基本相同不再詳細介紹，如圖8所示。

安全圍欄

⑵機械手爪：機器人手爪為2套相同手爪并列布局，實現上下料切換，如圖7所示。手爪為氣動結構，手指為仿形設計，可穩定抓取工件桿部。本方案手爪采用杠桿原理，配置缸徑

160mm氣缸，通過拉緊松開杠桿，實現手爪開合抓取工件動作，抓取范圍直徑

45～

65mm。

加工后的產品如圖10所示，表面光亮，尺寸精確，符合要求。

加工后的產品狀態

對比實施前、實施后的清洗質量、包裝質量和滅菌質量，后者96.0%、98.0%、98.0%高于前者60.0%、64.0%和64.0%，組間數據比對；差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

宋代嚴羽在《滄浪詩話》中說：“詩有別趣，非關理也。”從心理學角度講，人的情感達到一定強度，理性的認識和判斷便會減弱。當情感進一步加強，達到臨界點時，人便進入一種物我融合、主客一體、亦真亦幻、不辨真假、美丑不分的心理狀態。這大概就是“無理”產生的心理原因。“反常”是詩的魅力所在，“合道”是一種理解方式，而不同的讀者會根據自身的經驗閱歷，產生獨特的審美感受，盡管“道”不盡相同，“合道”卻是公認的。

總結

⑴自動生產線按規定的程序或指令自動進行操作或控制，其目的是降低產品成本、提升產品質量。

⑵此自動線技術較先進，產品質量穩定、可靠，序間無在制品、無磕碰。

⑶有力改善了勞動條件，采用自動生產線可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來。

⑷縮減生產占地面積，產品是在生產線上運作，不會占用多余的位置。