工程機械產品加工中柔性制造系統的實踐探討

熊光軍

摘 要：工程機械產品質量在很大程度上是由加工作業水平決定的，在工程機械產品種類不斷增多的趨勢下，生產模式逐漸有大批量轉向小批量，傳統生產作業系統所暴露出的弊端越來越明顯，已經無法滿足實際生產需求，亟需對工程機械產品生產作業系統進行改進創新。將柔性制造系統應用于工程機械產品加工中，可以使生產作業系統的靈活性得到提升，對提高工程機械產品加工效率和質量具有重要意義，文章對此進行了深入分析。

關鍵詞：工程機械產品加工；柔性制造系統；實踐應用

工程機械產品作為各項工程建設不可或缺的重要設備，是確保工程建設高效進行及順利完成的基礎和前提。要想充分發揮工程機械產品的應用價值，服務于工程建設和經濟發展，就需要從產品質量入手，確保工程機械產品具有良好的工作性能。所以，就應該不斷對工程機械產品加工工藝進行改善，加快生產模式的轉變，為工程機械產品質量的顯著提升提供技術支撐。

1 柔性制造系統介紹

柔性制造系統英文簡稱為FMS，是以成組技術為基礎，將信息技術、自動化技術、機械加工技術等多項技術進行整合的自動化機械制造系統，主要包括加工系統、控制系統、物料儲運系統三個子系統，控制系統根據機械產品加工生產要求，向加工設備發出相應的運行指令，按照標準、規范生產加工流程完成機械產品制造。整個生產過程不需要人工參與，系統會自動裝卸零件，依次在各臺機器上完成機械產品加工制造，可以有效節省大量勞動力，并進行長時間持續作業，經濟效益良好。同時，生產過程因為是由計算機控制，所以可以根據實際生產需求，依據機械產品參數標準的不同，在一定范圍內對生產過程進行調整，進而實現多種機械產品的批量生產，具有較強的靈活性和產品應變能力。并且，機械產品的制造加工都是一次性完成的，生產效率較高，再加上精準化的系統控制，以及較為穩定的系統運行能力，使得產品質量得到了顯著提升。基于柔性制造系統的眾多優點，已經被廣泛應用于機械產品加工行業[ 1 ]。

2 工程機械產品加工中柔性制造系統的實踐應用

某工程機械產品制造廠為提高產品加工質量和生產效率，決定應用柔性制造系統對原來的生產作業系統進行改進。以推土機加工為例，對柔性制造系統在工程機械產品中的實踐應用進行分析。柔性制造系統的核心為焊接生產線，對推土機后橋箱加工流程進行分析后，在原來生產線基礎上進行了改進，實現了設備自動化和工裝柔性化。改進后的焊接柔性生產線如圖1所示，主要包括柔性組合工裝、雙工位機器人作業以及后橋機械人作業三個重要環節。

2.1 柔性組合工裝

柔性組合夾具是柔性組合工裝的核心設備，夾具拆卸比較方便，耗時較短，可以滿足不同型號、種類及形狀的零件加工需求，靈活性較強。柔性組合工裝的主要組成裝置包括三維組合平臺、測量設備、定位設備、調整設備、縮進設備等，零件加工的整個過程基本都是在三維組合平臺上完成的。

三維組合平臺的構成材料為球墨鑄鐵，平臺長度最大為16m，下方安裝有平行導軌和支撐軌，軌道數量分別為2條和1條，平臺表面設有定位孔可定位槽，并標有100mm刻度線，零件在不同加工之間平臺轉移后，仍然可以維持原來狀態，進行準確對位，可以有效保證機械產品加工的精準度，將機械幾何形狀誤差控制在1mm以下[ 2 ]。

2.2 雙工位機器人作業

雙工位機器人作業是焊接作業中重要環節，具體作業方式是使用兩臺焊接裝置同時在兩個工位上制造機械產品。焊接裝置的主要組成包括機械手、控制柜、變位機等，核心構件為機械手，是根據零件焊接需求，通過旋轉完成焊接作業的。

機械手的旋轉動作是由控制柜加以調控的，控制柜在接受到控制系統的運行指令后，會將信號進行放大處理，控制機械進行旋轉，并且，利用控制柜還可以準確找到焊縫的具體位置和方向。而機械零件的準確定位和穩固放置，則是由變位機完成的，可以為零件的精準焊接提供最佳條件。

2.3 后橋機器人作業

后橋機器人的構成部件主要有運動軸、焊槍加持裝置、抱閘釋放開關、防撞開關等，其中運動軸具有可編程性，能夠旋轉多個角度，借助焊槍加持裝置實現不同類型焊縫的焊接作業。后橋機器人作業系統包括焊接系統、控制系統、機器人移動系統、變位機等，焊接系統所用焊接類型為全數字逆變CO2焊機，運行方式為四輪驅動，可以進行持續作業，焊接效率和精準度較高。

控制系統是以PLC程序為核心，結合通信技術實現信號的傳輸，使機器人按照相應的運行指令完成零件焊接作業。機器人移動系統構成方式為龍門式，穩定性較強，可以確保機器人處于平穩移動狀態，進而保證焊接的精準性。變位機類型為L型，可以進行多角度旋轉，滿足不同類型焊縫焊接需求，

3 總結

將柔性制造系統應用于工程機械加工中，可以實現對原有生產作業流程的優化，既可以提高產品質量，又可以提高生產效率，還可以降低生產成本，為加快工程機械產品加工企業的轉型，促進其良好發展提供了有力支撐，具有較高的推廣應用價值。

參考文獻：

[1] 李德明，孫世超，王彩鳳.柔性制造系統在工程機械產品制造中的應用[J].工程機械，2014（11）：50-54.

[2] 張淼.工程機械產品制造中柔性制造系統的應用[J].工程技術：全文版，2016（11）：238-238.