曲轴自动上下料机器人

一、引言

图1 曲轴零件图

曲轴（图1）作为汽车发动机的重要部件，它的旋转是发动机的动力源，也是整个机械系统的源动力，所以它在汽车传动系统中起着举足轻重的作用。正因为如此，它的加工生产要求很高，对加工工艺要求也很高，但是目前国内生产过程中的人工操纵，人工送料的生产方式已经无法满足该行业的需要。

沈阳莱茵机电设计开发的自动上下料机器人（机械手）代替人工操纵，自动上下料，构成自动化生产单元或组成自动化生产线（从毛坯开始到加工成成品，整套生产线全部采用机械手完成）。此种生产方式是进行高速、高效、高质曲轴生产的有效方式，也是现代加工生产技术的发展方向。

二、自动上下料机器人构成及硬件分析

曲轴自动上下料机器人由供料仓或输送带、旋转手爪、机器人控制系统、机器人防护、自动润滑系统、自动刀具检测系统、吹气自动排削等组成。下面我们就主要的系统部件进行介绍：

供料仓（图2）

为了尽量节省劳动力，节省空间，提高曲轴加工的效率，我们将毛坯或半成品放置在供料仓内。通过抓取机构或者上料机械手直接抓取，放置到指定位置。经过合理的机床排布设计和工艺设计，采用供料仓可以大大节省空间和中间环节的时间，大大提供工作效率。由于工件、加工节拍以及厂家车间规划不同，我们采用多种供料仓结构，例如固定货架、链条传动、移动托盘等结构。

（2）输送带（图3）

图3 曲轴输送带

曲轴机床上下料除了采用供料仓作为供料机构外，还可以采用输送带的方式进行供料。沈阳莱茵根据曲轴的结构特点及加工工艺流程对输送带进行改进，输送带类型以及工件托盘形式采用多种结构，例如摩擦链带，摩擦滚子链，托盘链带等等。工件的托盘结构也采用多点支撑的结构，在保证工件平稳性的同时，也提高了定位精度，同时也考虑手爪抓取方便。

输送带上下料机构可根据生产的需要，在长度和工件摆放上进行设计。按照整套曲轴生产工艺流程，专门设计一套传输装置，在此传输装置上可以对机床进行上料操作，也可以对同一道工序机床进行下料操作。通过传输装置的控制以及料架结构的特殊机械控制，保证上料和下料的协调、合理的运行，不会出现影响机器人上下料的节拍，进而降低生产效率的情况。

（3）X,Z轴机械手（图4）

曲轴从毛坯到成品需要多道加工工序完成，所以我们用机器人完成整套工序的上下料。根据加工工艺和节拍不同，我们可以用一个机器人给一台机床上下料，也可以用一个机器人给2台机床上下料。在保证加工质量和效率的同时也节省了成本，每台机器人即是独立工作，同时也通过接收工序之间的前后关联控制信号，协调工作，完成整套加工工艺。

图4X,Z桁架结构图