一种DZ8640型电机转子端板自动化生产线加工方案设计

刘咸超　曾欣　肖善华

摘 要：DZ8640型电机转子端板是电机生产企业中普遍应用的一类零件。通常在小型冲压线上生产，目前很多都是人工作业，车间事故率很高，安全隐患大，本文通过以机器人自动化生产替代人工重复劳动，提高了生产效率，解决了工人的安全隐患。

关键词：自动化生产线；机器人；电机转子端板

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

现代冲压技术是集设备、冲压模具、加工工艺和智能机器人等多种技术于一体的新兴技术。DZ8640型电机转子前盖端板零件是通过四自由度工业机器人完成抓料、送料、翻转与取件，配合高精度自动冲床和多工位级进模具，以及质检生产线、在线检测装置等辅助设施，完成制件全自动化生产。

DZ8640型电机转子端板的图纸如图1所示，根据设计的图纸，对其进行工艺分析，电机转子端板应经过2次加工工序，并且在加工的时候需要翻转，从时间上看工序1约为工序2倍。自动化的生产线主要由工业机器人（20kg的最大载荷）、三台经过改造的机床、在线检验工作台和自动送料机构组成。 其中1和2号机床完成工序1加工，3#机床完成工序2加工。为了提高生产效率，机器人可通过六轴旋转，可以实现一次完成送料、取件、夹持。

在2、3号机床之间设置在线检测系统，工件完第一道工序后，由机器人放入在线检测系统，测量轴承位（Φ69）和止口（Φ109）。检测合格后由机器人抓取送入3号机床加工第二道工序。

自动料仓负责毛坯件的贮藏和成品件的回收，具有工位转动和托举功能，保证机器人每次抓、放工件都在同一位置。同时，为防止因机床和在线检测装置出问题而造成大批量的不合格产品，在自动料仓旁设置传送带，自动化单元每加工若干个工件（根据现场实际生产情况决定）便经由传送带将一个加工完成的工件送出安全围栏供操作人员进行人工抽检。同时，自动料仓外侧两個工位位于安全围栏外侧，便于工人在线取出加工完成的工件并重新装上毛坯件，使整个系统无需停机等待工人换料，可持续生产。

整个系统所有设备都通过上位机进行通讯。上位机同时监视各单位的工作状态；接收检测系统检测的数据反馈给机床进行刀具补偿，如果检测不合格，则整个系统停机并报警通知工作人员对出问题的机床进行检查和修整后重新启动。

1 方案布局

整个自动化生产单元的布置如图2所示，机器人位于各个设备的中央，以机器人为中心，周围环绕机器人布置了机床、毛坯和成品料仓、在线检测装置。工件的转送由机器人完成。这种布局方式能在很大程度上节省占地面积，同时方便生产和管理，一个师傅可以同时照顾4到8条生产单元的正常运行，较大程度上节省人力成本、提高生产效率。

2 工作流程

本系统工作流程：（1）初始状态为机器人在毛坯料仓处准备抓取工件，其余均为空置；（2）机器人将毛坯料仓的工件取出1个并传送到1号机床，1号机床根据数控指令开始生产；（3）机器人将毛坯料仓的工件取出1个并传送到2号机床，2号机床根据数控指令开始生产；（4）机器人毛坯料仓的工件取出1个，1号机床加工结束后向机器人发出指令；（5）机器人取出1号机床的产品，同时传送从毛坯料仓取出的未加工件；（6）1号机床开始加工未加工件，机器人将1号机床的产品传送到在线检测装置进行质量检测；（7）检测合格的产品由机器人取出翻转并传送到3号机床中，3号机床加工；（8）2号机床根据数控指令加工结束后向机器人发出指令，机器人取出2号机床的产品，从毛坯料仓取出1个尚未加工的工件，并放入2号机床；（9）2号机床根据数控指令开始进行加工，机器人将2号机床的产品放入在线检测装置；（10）机器人抓取检测合格后的2号机床的产品，等待3号机床加工；（11）3号机床加工结束，向机器人发出指令，机器人取出3号机床产品，并放入未加工件，将1号成品放入成品料仓，一个生产周期结束，从步骤2开始进行下一个生产周期，如图2所示。

采用工业机器人自动化生产线取代工人重复劳动，可最大限度利用冲压设备，优化冲压工艺。通过对现场冲压设备重新布局、产品工序流水线输送设计、工业机器人上下料设计、整个自动化线总控设计。改造后经过合理化的布局和工艺优化，极大提高设备的利用率；机器人替代人的同时也相应的降低了工伤等安全事故。

参考文献：

[1]张红霞.国内外工业机器人发展现状与趋势研究[J].电子世界，2013（12）.

[2]刘映群.高职院校机器人教育探索与实践[J].福建电脑，2013（05）.endprint