汽车轮毂智能生产线方案论述

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轮毂是汽车行驶和安全性能方面重要的零部件之一，在行驶过程中能够承受各种负载和高速产生的高温作用，所以轮毂的制造直接影响汽车的舒适性和稳定性（见图1、图2）。

1.生产线方案

（1）生产工序如表1所示。

图1 轮毂实物

图2 轮毂零件

（2）总体布局：该条生产线主要是由3台立车、3台立式加工中心、2台六自由度关节机器人及一些配套设备共同组成（见图3、图4）。

该生产线具有以下功能：①零件上错件报警功能，防止人工误操作。②零件自动检测，核心尺寸全程监测，不合格零件自动甩出功能。③物料缓冲，保证设备利用率。

表1 生产工序

图3 生产线三维模拟

另外，还有一套强大的数据处理系统，该系统具有以下功能：①生产线内主要设备运行状态监控功能。②生产线内主要设备运行参数监控功能。③生产线内主要设备运行故障监控和统计功能。④零件产品质量统计分析功能。⑤刀具寿命管理功能。⑥快速换产程序管理功能。⑦生产线防空运转报警功能。⑧生产线安全防护功能。⑨车序和立加序相对独立运转功能。

（3）生产线运行时序，如图5所示，其中①为机械手搬运，②为吊车搬运。

2.生产线设备

图4 生产线布局

图5 生产线运行时序

图6

（1）机器人夹持系统。该生产线中机械手采用单工位手爪（见图6）实现机床的上下料，根据零件加工工艺的要求，采用机械手三指夹外圆。手指由硬指和软指组成，接触毛坯面为硬指，接触成品面为软指，更能有效的提高夹持力，又不伤害加工后的零件表面。

（2）上料仓、输料道和弃料道均采用滚筒式料道（见图7）。上料仓上有上料检测工位，来准确上料，还可以带有机械纠错功能，一个零件上错报警功能，便于同批次的零件中不能有其他类型的零件（防止人工误操作）。这就大大的提高了该生产线的利用率。

对于输料道和弃料道，机器人将经检测不合格的产品放到弃料道，输送到弃框中；而检测合格的产品放到输料道运送给下一个工位，该输料道有一个特色就是在输料道的末端有一个角向定位功能，用它来辅助机器手夹持零件给立加时，使立加更能准确的定位。输料道的另一个功能能够适当的储存来自上一工位的半成品，提高加工效率。

（3）暂存及翻转工位。关节机器人翻转工件原理：关节机器人机械手部分自身可以旋转，只要一个零件支架（见图8），机械手抓取零件放在支架上，手指松开零件，机械手旋转180°，位于零件底部，手指夹持零件，机械手抓取零件交给下道工序的机床加工（需要注意翻转时避免与支架干涉），同时翻转工位可以作缓存工位。

图7 料仓

（4）清洗机采用的是工业用优质通过负载型MCCS-3000H（见图9），它可以实现清洗的全自动化，提高效率。

（5）检测机。该生产线具有零件自动检测功能，对核心尺寸全程检测，不合格零件自动甩出。设备采用的是测控式轮毂在线全自动综合测量仪（见图10）。

图8 翻转支架

图9

图10 测量仪

（6）外围防护。整个自动生产线采用全防护的形式，以保障生产线的安全生产。外围防护采用“钣金框架＋铁丝网”的形式（见图11），并配备维护门，用于对自动线的维护。

（7）机器人选型。采用166kg关节机器人（见图12、图13），其工作半径2 654m，手腕部可搬运质量166kg，重复定位精度: ±0.1mm。

3. 生产线年产量计算

计算方法描述：根据年工作时间工作日250天，每天16h，设备利用率85%，可得出每年的实际工时（见表2）。

根据生产纲领和单件循环时间，可计算出完成这些工件，需要消耗多少工时。用消耗工时除以上表中的年均实际工时，即可得出所需要的生产线数量（见表3，单件循环时间为单件加工时间与机械手上下料时间之和）。

4.结语

图11 外围防护应用

图12 关节机器人

图13 动作范围示

表 2

表3

此种轮毂智能生产线的规划布局，打破了传统的轮毂制造模式。从轮毂的上料、加工、检测、清洗及下料，到轮毂自动生产线配置软件系统，柔性配套。每一个环节，都作了精细的规划。配置的生产线设备，功能先进，兼容性强，智能化成度高。并且这种智能生产线，可以满足多种类似轮毂的生产加工。