軸承柔性裝配自動化設備

胡永剛

摘要：工業領域各行各業發展都離不開傳動，提到傳動就必然會用到軸承。軸承采用柔性裝配自動化設備具有生產效率高，出錯率極低，大范圍尺寸型號共線的特點。設備的設計制造與產品質量以及投資成本息息相關。本文介紹了一條軸承柔性裝配線，包括軸承內圈，外圈自動緩存，自動匹配，以及輸送。整個緩存，匹配過程可以做到無人化，在匹配完內外圈以后，由人工裝入滾動體。

關鍵詞：自動化、軸承裝配 、柔性、輸送

軸承作為工業自動化各領域最常用的標準件用量特別大，所以需要高效率的生產，以及保證高合格率的質量。加工完成的軸承內圈，外圈以及滾動體要進行公差匹配，三者的公差滿足一定的關系才能配合出規定的軸承游隙。本線的使用廠家由其他分廠加工不同公差帶的滾動體，自己加工內外圈并裝配。裝配時，根據滾動體的公差來選擇內外圈配合以后的公差。以往人工裝配的時候由于人員技能差異，責任心差異，頻繁換型等，生產效率低，出錯率高，為了彌補這些問題，設計了一套自動化的柔性裝配線，提高了生產率，基本不會出現裝配錯誤。

一、裝配線適用軸承尺寸范圍

1、外徑：260mm- 460mm；

2、內徑：120mm- 340mm；

3、厚度：42mm- 120mm；

4、重量：外圈最重42Kg，內圈最重32Kg。

5、前期為調心滾子軸承，后期會增加其他類型軸承。

二、設計要點

1、軸承的內圈和外圈加工完畢以后要在側面打二維碼標記，包含型號以及公差信息，所以進入到裝配線以后，要能夠讀取這個二維碼，獲取型號及公差信息，進行分組以及全程監測。

2、裝配臺高度符合人機工程學，人員在舒適的位置進行裝配。

3、根據滾動體的公差，系統自動選擇一套公差帶合適的內圈和外圈到裝配臺。可以在手觸屏輸入新投產的軸承型號以及公差匹配規則。

4、進入裝配線的內圈和外圈都是加工完畢的，在輸送過程中不允許劃傷表面，所以與之接觸的都是軟性的聚四氟乙烯和尼龍材料。

5、設備布置使操作者不需要進入危險隱患區域，在適當位置設置安全圍欄，以及相應的急停按鈕。

6、出于節省空間的需求考慮，外圈采取直立輸送，因內圈的外圓是滾動體溝槽，所以采用平放輸送。圖1。

三、設備簡介

1、簡介。

A1- A6設備用于內圈的入料，讀取信息，緩存，提取；

B1- B7設備用于外圈的入料，讀取信息，緩存，提取；

C1- C2設備用于裝配以及裝配成品的輸出。

2、內圈區。

A1：一段網帶輸送機，用于接取加工區過來的成品內圈；

A2：在這里內圈停止，進行中心定位，上部的讀碼頭沿內圈旋轉兩周，通過讀取二維碼獲取型號及公差信息；

A3：穿梭車輸送機，相當于一個X，Y兩軸輸送，接取獲取信息的內圈，輸送到A4緩存區對應公差帶的網帶輸送機；

A4：是緩存區，根據內圈公差信息，分成7個緩存區。由七條網帶輸送機組成；

A5：穿梭車輸送機，相當于一個X，Y兩軸輸送，根據滾動體公差選擇一對內圈和外圈，內圈被輸送到操作者旁邊。有兩個下件位，對應兩個裝配工位；

A6：內圈放置臺，選擇好的內圈被輸送到這兩個放置臺的對應位置。

3、外圈區。

B1：一段網帶輸送機，用于接取加工區過來的成品外圈；

B2：在這里外圈停止，進行中心定位，上部的讀碼頭沿外圈旋轉兩周，通過讀取二維碼獲取型號及公差信息；

B3：翻轉機，外圈由B2被推至翻轉機，然后翻轉90度，外圈由平放變為直立；

B4：桁架機械手，X、Y、Z三軸輸送，將獲取信息的外圈，搬運至B5緩存區相應公差帶的網帶輸送機；

B5：是緩存區，根據內圈公差信息，分成6個緩存區。由七條V型塊網帶輸送機組成；

B6：桁架機械手，X、Y、Z三軸輸送，根據滾動體公差選擇一對內圈和外圈，外圈被搬運到操作者旁邊的下料道內；

B7：下料道，搬運來的外圈被放在下料道內，外圈在重力作用下，滾動到操作工位的中間，兩個裝配位置共用同一個下料道；

4、裝配區。

C1：裝配臺，中間放置由叉車搬運來的滾動體箱子，上方放置著保持架，根據系統自動選擇來的內圈和外圈，操作者將三者裝配起來。同時裝配臺上設置自由轉動臺，可以裝配完測試軸承轉動靈活性。

C2：裝配完以后，將成品推入內圈放置臺下方的下料網帶輸送機，輸送出裝配區。

5、后續工位。

在C2網帶輸送機將成品輸送出系統以后，還要經過稱重工位，來確定是否有滾動體漏裝，以及包裝。這條線前期主要作為調心滾子軸承的裝配，若后期生產深溝球軸承則要增加注潤滑油工位。最后經過包裝工位下線。

四、經驗心得

1、自動化是工業的趨勢，可以大大減輕人的負荷與疲勞，同時不存在人工的主觀失誤；

2、在工業4.0的大背景下，更多的自動化裝備存在需求，對從事自動化裝備的從業者來說既是機遇，也是挑戰。經過一段時間的市場需求整合，必定有一些會脫穎而出，有一些被淘汰。

3、國內人力成本不斷上漲，自動化設備能夠降低成本，一次投資永久受益，而且不會因人員流動而產生影響。

4、國內的自動化設備行業起步較國外還是晚，我們還需要通過實踐不斷積累經驗。

5、隨著科技的發展，工業化越來越含有較高的科技含量，需要不斷的學習前沿技術，掌握新的工業品使用技巧。科技的發展已經超過了我們常規的學習速度，所以需要不間斷學習。

參考文獻

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