曲軸自動上下料機器人

一、引言

圖1 曲軸零件圖

曲軸（圖1）作為汽車發動機的重要部件，它的旋轉是發動機的動力源，也是整個機械系統的源動力，所以它在汽車傳動系統中起著舉足輕重的作用。正因為如此，它的加工生產要求很高，對加工工藝要求也很高，但是目前國內生產過程中的人工操縱，人工送料的生產方式已經無法滿足該行業的需要。

沈陽萊茵機電設計開發的自動上下料機器人（機械手）代替人工操縱，自動上下料，構成自動化生產單元或組成自動化生產線（從毛坯開始到加工成成品，整套生產線全部采用機械手完成）。此種生產方式是進行高速、高效、高質曲軸生產的有效方式，也是現代加工生產技術的發展方向。

二、自動上下料機器人構成及硬件分析

曲軸自動上下料機器人由供料倉或輸送帶、旋轉手爪、機器人控制系統、機器人防護、自動潤滑系統、自動刀具檢測系統、吹氣自動排削等組成。下面我們就主要的系統部件進行介紹：

供料倉（圖2）

為了盡量節省勞動力，節省空間，提高曲軸加工的效率，我們將毛坯或半成品放置在供料倉內。通過抓取機構或者上料機械手直接抓取，放置到指定位置。經過合理的機床排布設計和工藝設計，采用供料倉可以大大節省空間和中間環節的時間，大大提供工作效率。由于工件、加工節拍以及廠家車間規劃不同，我們采用多種供料倉結構，例如固定貨架、鏈條傳動、移動托盤等結構。

（2）輸送帶（圖3）

圖3 曲軸輸送帶

曲軸機床上下料除了采用供料倉作為供料機構外，還可以采用輸送帶的方式進行供料。沈陽萊茵根據曲軸的結構特點及加工工藝流程對輸送帶進行改進，輸送帶類型以及工件托盤形式采用多種結構，例如摩擦鏈帶，摩擦滾子鏈，托盤鏈帶等等。工件的托盤結構也采用多點支撐的結構，在保證工件平穩性的同時，也提高了定位精度，同時也考慮手爪抓取方便。

輸送帶上下料機構可根據生產的需要，在長度和工件擺放上進行設計。按照整套曲軸生產工藝流程，專門設計一套傳輸裝置，在此傳輸裝置上可以對機床進行上料操作，也可以對同一道工序機床進行下料操作。通過傳輸裝置的控制以及料架結構的特殊機械控制，保證上料和下料的協調、合理的運行，不會出現影響機器人上下料的節拍，進而降低生產效率的情況。

（3）X,Z軸機械手（圖4）

曲軸從毛坯到成品需要多道加工工序完成，所以我們用機器人完成整套工序的上下料。根據加工工藝和節拍不同，我們可以用一個機器人給一臺機床上下料，也可以用一個機器人給2臺機床上下料。在保證加工質量和效率的同時也節省了成本，每臺機器人即是獨立工作，同時也通過接收工序之間的前后關聯控制信號，協調工作，完成整套加工工藝。

圖4X,Z桁架結構圖