一種DZ8640型電機轉子端板自動化生產線加工方案設計

劉咸超　曾欣　肖善華

摘 要：DZ8640型電機轉子端板是電機生產企業中普遍應用的一類零件。通常在小型沖壓線上生產，目前很多都是人工作業，車間事故率很高，安全隱患大，本文通過以機器人自動化生產替代人工重復勞動，提高了生產效率，解決了工人的安全隱患。

關鍵詞：自動化生產線；機器人；電機轉子端板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.004

現代沖壓技術是集設備、沖壓模具、加工工藝和智能機器人等多種技術于一體的新興技術。DZ8640型電機轉子前蓋端板零件是通過四自由度工業機器人完成抓料、送料、翻轉與取件，配合高精度自動沖床和多工位級進模具，以及質檢生產線、在線檢測裝置等輔助設施，完成制件全自動化生產。

DZ8640型電機轉子端板的圖紙如圖1所示，根據設計的圖紙，對其進行工藝分析，電機轉子端板應經過2次加工工序，并且在加工的時候需要翻轉，從時間上看工序1約為工序2倍。自動化的生產線主要由工業機器人（20kg的最大載荷）、三臺經過改造的機床、在線檢驗工作臺和自動送料機構組成。 其中1和2號機床完成工序1加工，3#機床完成工序2加工。為了提高生產效率，機器人可通過六軸旋轉，可以實現一次完成送料、取件、夾持。

在2、3號機床之間設置在線檢測系統，工件完第一道工序后，由機器人放入在線檢測系統，測量軸承位（Φ69）和止口（Φ109）。檢測合格后由機器人抓取送入3號機床加工第二道工序。

自動料倉負責毛坯件的貯藏和成品件的回收，具有工位轉動和托舉功能，保證機器人每次抓、放工件都在同一位置。同時，為防止因機床和在線檢測裝置出問題而造成大批量的不合格產品，在自動料倉旁設置傳送帶，自動化單元每加工若干個工件（根據現場實際生產情況決定）便經由傳送帶將一個加工完成的工件送出安全圍欄供操作人員進行人工抽檢。同時，自動料倉外側兩個工位位于安全圍欄外側，便于工人在線取出加工完成的工件并重新裝上毛坯件，使整個系統無需停機等待工人換料，可持續生產。

整個系統所有設備都通過上位機進行通訊。上位機同時監視各單位的工作狀態；接收檢測系統檢測的數據反饋給機床進行刀具補償，如果檢測不合格，則整個系統停機并報警通知工作人員對出問題的機床進行檢查和修整后重新啟動。

1 方案布局

整個自動化生產單元的布置如圖2所示，機器人位于各個設備的中央，以機器人為中心，周圍環繞機器人布置了機床、毛坯和成品料倉、在線檢測裝置。工件的轉送由機器人完成。這種布局方式能在很大程度上節省占地面積，同時方便生產和管理，一個師傅可以同時照顧4到8條生產單元的正常運行，較大程度上節省人力成本、提高生產效率。

2 工作流程

本系統工作流程：（1）初始狀態為機器人在毛坯料倉處準備抓取工件，其余均為空置；（2）機器人將毛坯料倉的工件取出1個并傳送到1號機床，1號機床根據數控指令開始生產；（3）機器人將毛坯料倉的工件取出1個并傳送到2號機床，2號機床根據數控指令開始生產；（4）機器人毛坯料倉的工件取出1個，1號機床加工結束后向機器人發出指令；（5）機器人取出1號機床的產品，同時傳送從毛坯料倉取出的未加工件；（6）1號機床開始加工未加工件，機器人將1號機床的產品傳送到在線檢測裝置進行質量檢測；（7）檢測合格的產品由機器人取出翻轉并傳送到3號機床中，3號機床加工；（8）2號機床根據數控指令加工結束后向機器人發出指令，機器人取出2號機床的產品，從毛坯料倉取出1個尚未加工的工件，并放入2號機床；（9）2號機床根據數控指令開始進行加工，機器人將2號機床的產品放入在線檢測裝置；（10）機器人抓取檢測合格后的2號機床的產品，等待3號機床加工；（11）3號機床加工結束，向機器人發出指令，機器人取出3號機床產品，并放入未加工件，將1號成品放入成品料倉，一個生產周期結束，從步驟2開始進行下一個生產周期，如圖2所示。

采用工業機器人自動化生產線取代工人重復勞動，可最大限度利用沖壓設備，優化沖壓工藝。通過對現場沖壓設備重新布局、產品工序流水線輸送設計、工業機器人上下料設計、整個自動化線總控設計。改造后經過合理化的布局和工藝優化，極大提高設備的利用率；機器人替代人的同時也相應的降低了工傷等安全事故。

參考文獻：

[1]張紅霞.國內外工業機器人發展現狀與趨勢研究[J].電子世界，2013（12）.

[2]劉映群.高職院校機器人教育探索與實踐[J].福建電腦，2013（05）.endprint