臥式加工中心FMS的裝卸臺站設計

劉林

（寧波海天精工股份有限公司沈陽研發中心，沈陽 110002）

1 引言

柔性制造系統簡稱FMS（Flexible Manufacture System），是一組數控機床和其他自動化的工藝設備由計算機信息控制系統和物料自動儲運系統有機結合的整體。柔性制造系統由加工、物流、信息流三個子系統組成，在加工自動化的基礎上實現物料流和信息流的自動化。隨著汽車、內燃機在國內的迅猛發展，發動機殼體等復雜零件的加工往往需要多臺機床、多道工序的加工，而且對精度要求也非常高。這就需要由多臺機床組成的柔性制造系統來完成這類復雜零件的加工。

本文所論述的是柔性制造系統中用于滿足工件裝卸的臺站機構設計。以我廠HMS63 FMS為例，具體說明設計一款符合臥式加工中心的柔性制造單元的工件裝卸臺站所必需具備的功能。其外觀結構緊湊、美觀，與整個制造單元風格協調一致，與其它裝卸臺站比較具有操作方便、安全和可靠性高、安裝和維修方便等優點。

圖1 裝卸臺站外觀圖

2 結構與功能介紹

2.1 工件有無檢測機構

因為FMS 整個系統的工件裝卸都是由運輸小車在系統程序控制下自動完成的，這就需要整個裝卸臺站要具備較高的可靠性，必須具備自動判別裝卸臺站是否有工件存在的功能。如圖2 所示，該結構是通過接近開關1向系統反饋信號來實現的。接觸塊2在拉伸彈簧6的作用下向上運動，當離開接近開關1 時向系統反饋裝卸臺站上無工件，限位塊7 是向上限位作用。如果臺站有臺板時，臺板作用到導向桿3上，導向桿3 通過自潤滑軸承4的導向下運動20mm，接觸塊2 隨導向桿一起向下運動20mm 后，接觸塊2與接近開關1 到達足夠小的距離時，接近開關1 向系統反饋有臺板信號。導向套5在整個運動過程中起到為拉伸彈簧導向的作用。

圖2 臺板有無確認結構圖

2.2 裝卸站旋轉定位機構

如圖3，腳踏板7 與固定塊3 通過鉸鏈連接，同時在拉伸彈簧2的作用下向上運動，向下靠裝卸工腳壓實現。腳踏板7 帶動拉桿6 和定位銷5 實現上下運動，在臺板4 上在4×90°位置上有4個定位孔，有3個淺孔1個深孔，3個淺孔為裝卸卡壓時臨時定位孔；深孔是裝卸工件的定位孔。孔的深淺不同是為了區別其它三點的定位。通過接近開關1 向系統反饋到位信號。支撐板8 靠兩組圓錐滾子支撐軸承支撐。可360°旋轉。臺板裝卸時靠定位銷11 實現工件的定位。在支撐板左右有兩個手柄10 幫助實現工件的旋轉。圓形支撐導軌9 是用來支撐旋轉門的導軌。可以實現旋轉門360°旋轉。在支撐導軌360°上均勻分布12個支撐軸承用于負責旋轉門的支撐。

圖3 裝卸站旋轉定位機構圖

圖4 裝卸站旋轉定位機構圖

2.3 旋轉門機構

圖4為用于裝卸站的旋轉門結構，支撐板是用于旋轉門的上支撐，上面有兩組導向軸承用來對旋轉門實現導向，使旋轉門平穩運轉。旋轉門設計成圓形是為了保證門的剛性和美觀。在門的中間設有觀察玻璃窗用于觀察裝卸臺站內部的運行情況。旋轉門設有安全裝置，用于保證在運輸小車非工作時才可安全打開旋轉門。旋轉180°后可對加工區進行防護，可以避免在運輸小車出現誤操作時對操作者造成傷害。

3 結語

該機床試制完成后，從用戶反饋情況看該結構運轉穩定，可靠性好。完全能夠滿足用戶的需要。該產品現已批量生產，并進行了模塊、系列化設計。