六缸曲軸加工生產線自動化改造與應用

張勇 張守健

摘要：為了滿足曲軸加工的自動化升級要求，改建一條曲軸自動加工生產線，此生產線需根據工藝流程配置曲軸加工設備，生產線設備以數控設備為主，使用桁架機械手運輸物料，并在工序間設置在線檢測單元和相應的緩存站以實現自動化生產加工，提高加工效率，保證產品質量穩定。

關鍵詞：曲軸;自動化加工;生產線方案

中圖分類號：TP278? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0019-02

0? 引言

隨著企業用工成本的逐年上升，以及制造業產業升級的外在要求，目前國內許多機械加工廠都存在生產方式升級的需求;而汽車行業作為自動化程度很高的行業，主機廠對于生產效率以及產品質量的高要求也促使其下游零部件供應商積極實施對生產線的自動化升級及改造，以優化生產管理，提升產品質量，降低人員成本，提高競爭力。本文以遼寧某內燃機配件公司為例，闡述曲軸加工生產線的自動化改造與應用。

1? 設備布局

整線采用直線型布局，全長約170米，上方布置有3套動力單元，分別為H1手、H2手和H3手，其中H1手負責從上料臺到OP70前的空中緩存料道進行上下料動作;H2負責從OP70前的空中緩存料道到OP130的上下料和OP130后緩存站的上料動作;H3手加大了電機和減速機，提高了運行速度，負責從OP130后緩存站的下料到OP210的上下料動作。

機械手H1區域：由一套雙豎梁桁架機械手負責，主要加工設備為2臺OP10油孔加工機床，1臺OP10J油孔相交毛刺檢驗平臺，1臺OP30淬火機床，2臺（OP20和OP40）清洗設備，1臺OP50回火設備，1臺OP60臥式加工中心，1臺OP60J檢測平臺組成。第一臺OP70勇克磨床前的空中緩存料道為H1手和H2手交互區域。

機械手H2區域：由一套雙豎梁桁架機械手負責，主要加工設備為3臺OP70勇克磨床、1臺OP70J檢測平臺、1個可儲存22件曲軸的緩存庫、1臺OP80臥式加工中心、1臺OP90臥式加工中心、1臺OP100清除兩端螺紋孔內鐵屑及檢測平臺、1臺OP110數控斜切磨床、1臺OP120數控斜切磨床、1臺OP120J檢測平臺和1臺OP130油孔拋光平臺。第一臺OP70勇克磨床前的空中緩存料道為H1手和H2手交互區域，OP130后的緩存站為H2手和H3手交互區域。

機械手H3區域：由一套雙豎梁桁架機械手負責，主要加工設備為1臺OP140探傷機、1臺OP150動平衡機、1臺OP160去毛刺平臺（新松提供）、1臺OP170拋光前清洗機、1臺OP180齒輪裝配機床、1臺OP190拋光機、1臺OP200拋光機、1臺OP200J在線最終檢測機和1臺OP210最終清洗機。OP130后的緩存站為H2手和H3手交互區域。

淬火回火區域：該區域包括淬火前清洗設備、淬火機床、淬火后清洗設備和回火設備等組成。工件（曲軸）經過淬火前清洗后，放入淬火機床進行淬火，淬火后的工件再次放入淬火后設備進行清洗，清洗后的工件由機械手H2放入滑動甩料臺。移載機械手A將工件抓取后放入回火設備上料處，進行回火后的工件由移載機械手B從回火設備下料處抓取后放在回火長料道（配置有冷卻風扇）上進行緩慢冷卻，冷卻后的工件由人工進行跳動測量（OP50J），人工將測量后的工件放入回火后短料道，工件在回火后短料道上移動到機械手上料位置，等待機械手抓取進行下一道工序。

2? 工藝流程（表1）

3? 自動化輸送設備

機械手動力頭采用兩個Z軸并聯結構的桁架機械手，如圖1所示。桁架機械手均采用伺服系統驅動，以確保設備的穩定運行和精準定位;X軸模塊采用滾輪式導向，即滾輪軸承在矩形導軌上滾動，這種形式較傳統直線導軌具有高速度、高精度、低噪音和長行程等顯著優點;機械手備有自動潤滑系統，可以對齒輪、齒條起到良好的潤滑作用。

相較于傳統移動運行部件選用直線導軌，在長行程曲軸自動線，桁架機械手通常使用鑲鋼導軌加滾輪的形式，產生的噪音比較低，能承載更大的負載，運行較穩定。

如圖2所示三面滾輪式鑲鋼導軌系統結構，圖中紅色滾輪為承載滾輪，白色滾輪為預緊滾輪。使用滾輪形式要比普通直線導軌滑塊有優勢，如表2所示。

4? 結語

曲軸自動加工線的改造成功使得該廠自動化生產程度大大提升，該生產線工藝流程安排合理，適應性較強，既降低了工人的勞動強度，又確保了產品質量的穩定性;如圖3所示。目前生產線已經投入生產，年產可達4萬根以上，源源不斷的為用戶創造效益。

參考文獻：

[1]李玉榮.工業制動器缸體桁架機械手自動線應用研發[J].制造技術與機床，2012（8）：113.

[2]北京第一通用機械廠.機械工人切削手冊[M].北京：機械工業出版社，2005.

[3]朱耀祥，浦林祥.現代夾具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2009.