六缸曲轴加工生产线自动化改造与应用
2021-09-10张勇张守健
张勇 张守健
摘要：为了满足曲轴加工的自动化升级要求，改建一条曲轴自动加工生产线，此生产线需根据工艺流程配置曲轴加工设备，生产线设备以数控设备为主，使用桁架机械手运输物料，并在工序间设置在线检测单元和相应的缓存站以实现自动化生产加工，提高加工效率，保证产品质量稳定。
关键词：曲轴;自动化加工;生产线方案
中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）15-0019-02
0 引言
随着企业用工成本的逐年上升，以及制造业产业升级的外在要求，目前国内许多机械加工厂都存在生产方式升级的需求;而汽车行业作为自动化程度很高的行业，主机厂对于生产效率以及产品质量的高要求也促使其下游零部件供应商积极实施对生产线的自动化升级及改造，以优化生产管理，提升产品质量，降低人员成本，提高竞争力。本文以辽宁某内燃机配件公司为例，阐述曲轴加工生产线的自动化改造与应用。
1 设备布局
整线采用直线型布局，全长约170米，上方布置有3套动力单元，分别为H1手、H2手和H3手，其中H1手负责从上料台到OP70前的空中缓存料道进行上下料动作;H2负责从OP70前的空中缓存料道到OP130的上下料和OP130后缓存站的上料动作;H3手加大了电机和减速机，提高了运行速度，负责从OP130后缓存站的下料到OP210的上下料动作。
机械手H1区域：由一套双竖梁桁架机械手负责，主要加工设备为2台OP10油孔加工机床，1台OP10J油孔相交毛刺检验平台，1台OP30淬火机床，2台（OP20和OP40）清洗设备，1台OP50回火设备，1台OP60卧式加工中心，1台OP60J检测平台组成。第一台OP70勇克磨床前的空中缓存料道为H1手和H2手交互区域。
机械手H2区域：由一套双竖梁桁架机械手负责，主要加工设备为3台OP70勇克磨床、1台OP70J检测平台、1个可储存22件曲轴的缓存库、1台OP80卧式加工中心、1台OP90卧式加工中心、1台OP100清除两端螺纹孔内铁屑及检测平台、1台OP110数控斜切磨床、1台OP120数控斜切磨床、1台OP120J检测平台和1台OP130油孔抛光平台。第一台OP70勇克磨床前的空中缓存料道为H1手和H2手交互区域，OP130后的缓存站为H2手和H3手交互区域。
机械手H3区域：由一套双竖梁桁架机械手负责，主要加工设备为1台OP140探伤机、1台OP150动平衡机、1台OP160去毛刺平台（新松提供）、1台OP170抛光前清洗机、1台OP180齿轮装配机床、1台OP190抛光机、1台OP200抛光机、1台OP200J在线最终检测机和1台OP210最终清洗机。OP130后的缓存站为H2手和H3手交互区域。
淬火回火区域：该区域包括淬火前清洗设备、淬火机床、淬火后清洗设备和回火设备等组成。工件（曲轴）经过淬火前清洗后，放入淬火机床进行淬火，淬火后的工件再次放入淬火后設备进行清洗，清洗后的工件由机械手H2放入滑动甩料台。移载机械手A将工件抓取后放入回火设备上料处，进行回火后的工件由移载机械手B从回火设备下料处抓取后放在回火长料道（配置有冷却风扇）上进行缓慢冷却，冷却后的工件由人工进行跳动测量（OP50J），人工将测量后的工件放入回火后短料道，工件在回火后短料道上移动到机械手上料位置，等待机械手抓取进行下一道工序。
2 工艺流程（表1）
3 自动化输送设备
机械手动力头采用两个Z轴并联结构的桁架机械手，如图1所示。桁架机械手均采用伺服系统驱动，以确保设备的稳定运行和精准定位;X轴模块采用滚轮式导向，即滚轮轴承在矩形导轨上滚动，这种形式较传统直线导轨具有高速度、高精度、低噪音和长行程等显著优点;机械手备有自动润滑系统，可以对齿轮、齿条起到良好的润滑作用。
相较于传统移动运行部件选用直线导轨，在长行程曲轴自动线，桁架机械手通常使用镶钢导轨加滚轮的形式，产生的噪音比较低，能承载更大的负载，运行较稳定。
如图2所示三面滚轮式镶钢导轨系统结构，图中红色滚轮为承载滚轮，白色滚轮为预紧滚轮。使用滚轮形式要比普通直线导轨滑块有优势，如表2所示。
4 结语
曲轴自动加工线的改造成功使得该厂自动化生产程度大大提升，该生产线工艺流程安排合理，适应性较强，既降低了工人的劳动强度，又确保了产品质量的稳定性;如图3所示。目前生产线已经投入生产，年产可达4万根以上，源源不断的为用户创造效益。
参考文献：
[1]李玉荣.工业制动器缸体桁架机械手自动线应用研发[J].制造技术与机床，2012（8）：113.
[2]北京第一通用机械厂.机械工人切削手册[M].北京：机械工业出版社，2005.
[3]朱耀祥，浦林祥.现代夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2009.
