曲軸是發(fā)動機(jī)引擎的主要旋轉(zhuǎn)機(jī)件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復(fù))運(yùn)動變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動。是發(fā)動機(jī)上的一個重要的機(jī)件，其材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個重要部位：主軸頸，連桿頸，（還有其他）。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲軸的潤滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤滑和兩頭固定點的潤滑． 曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機(jī)的動力源。也是整個機(jī)械系統(tǒng)的源動力。

　　曲軸粗加工將廣泛采用數(shù)控車床、數(shù)控內(nèi)銑床、數(shù)控車?yán)�床等先進(jìn)設(shè)備對主軸頸、連桿軸頸進(jìn)行數(shù)控車削、內(nèi)銑削、車-拉削加工，以有效減少曲軸加工的變形 量。曲軸精加工將廣泛采用CNC控制的曲軸磨床對其軸頸進(jìn)行精磨加工。此種磨床將配備砂輪自動動平衡裝置、中心架自動跟蹤裝置、自動測量、自動補(bǔ)償裝置、砂輪自動修整、恒線速度等功能要求，以保證磨削質(zhì)量的穩(wěn)定。高精設(shè)備依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，估計短期內(nèi)不會改變。

　　采用機(jī)器人上下料系統(tǒng)具有以下優(yōu)越性：

　�。�1） 生產(chǎn)效率高：要提高生產(chǎn)效率，必須控制生產(chǎn)節(jié)拍。除了固定的生產(chǎn)加工節(jié)拍無法提高外，自動上、下料取代了人工操作，這樣就可以很好的控制節(jié)拍，避免了由于人為因素而對生產(chǎn)節(jié)拍產(chǎn)生的影響，大大提高了生產(chǎn)效率。

　�。�2） 工藝修改靈活：我們可以通過修改程序和手爪夾具，迅速的改變生產(chǎn)工藝，調(diào)試速度快，免去了對員工還要進(jìn)行培訓(xùn)的時間，快速就可投產(chǎn)。

　�。�3） 提高工件出場質(zhì)量：機(jī)器人自動化生產(chǎn)線，從上料，裝夾，下料完全由機(jī)器人完成，減少了中間環(huán)節(jié)，零件質(zhì)量大大提高，特別是工件表面更美觀。
             

　　蘭生機(jī)床上下料機(jī)器人的集成合作伙伴，沈陽萊茵機(jī)電設(shè)計開發(fā)的自動上下料機(jī)器人（機(jī)械手）代替人工操縱，自動上下料，構(gòu)成自動化生產(chǎn)單元或組成自動化生產(chǎn)線（從毛坯開始到加工成成品，整套生產(chǎn)線全部采用機(jī)械手完成）。此種生產(chǎn)方式是進(jìn)行高速、高效、高質(zhì)曲軸生產(chǎn)的有效方式，也是現(xiàn)代加工生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向。 
　　自動上下料機(jī)器人構(gòu)成及硬件分析 
　　曲軸自動上下料機(jī)器人由供料倉或輸送帶、旋轉(zhuǎn)手爪、機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)器人防護(hù)、自動潤滑系統(tǒng)、自動刀具檢測系統(tǒng)、吹氣自動排削等組成。下面我們就主要的系統(tǒng)部件進(jìn)行介紹： 
（1） 供料倉（圖2） 
　　為了盡量節(jié)省勞動力，節(jié)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(nèi)。通過抓取機(jī)構(gòu)或者上料機(jī)械手直接抓取，放置到指定位置。經(jīng)過合理的機(jī)床排布設(shè)計和工藝設(shè)計，采用供料倉可以大大節(jié)省空間和中間環(huán)節(jié)的時間，大大提供工作效率。由于工件、加工節(jié)拍以及廠家車間規(guī)劃不同，我們采用多種供料倉結(jié)構(gòu)，例如固定貨架、鏈條傳動、移動托盤等結(jié)構(gòu)。 

（2）輸送帶（圖3） 

　　曲軸機(jī)床上下料除了采用供料倉作為供料機(jī)構(gòu)外，還可以采用輸送帶的方式進(jìn)行供料。沈陽萊茵根據(jù)曲軸的結(jié)構(gòu)特點及加工工藝流程對輸送帶進(jìn)行改進(jìn)，輸送帶類型以及工件托盤形式采用多種結(jié)構(gòu)，例如摩擦鏈帶，摩擦滾子鏈，托盤鏈帶等等。工件的托盤結(jié)構(gòu)也采用多點支撐的結(jié)構(gòu)，在保證工件平穩(wěn)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(jī)構(gòu)可根據(jù)生產(chǎn)的需要，在長度和工件擺放上進(jìn)行設(shè)計。按照整套曲軸生產(chǎn)工藝流程，專門設(shè)計一套傳輸裝置，在此傳輸裝置上可以對機(jī)床進(jìn)行上料操作，也可以對同一道工序機(jī)床進(jìn)行下料操作。通過傳輸裝置的控制以及料架結(jié)構(gòu)的特殊機(jī)械控制，保證上料和下料的協(xié)調(diào)、合理的運(yùn)行，不會出現(xiàn)影響機(jī)器人上下料的節(jié)拍，進(jìn)而降低生產(chǎn)效率的情況。 
（3）X,Z軸機(jī)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(jī)器人完成整套工序的上下料。根據(jù)加工工藝和節(jié)拍不同，我們可以用一個機(jī)器人給一臺機(jī)床上下料，也可以用一個機(jī)器人給2臺機(jī)床上下料。在保證加工質(zhì)量和效率的同時也節(jié)省了成本，每臺機(jī)器人即是獨立工作，同時也通過接收工序之間的前后關(guān)聯(lián)控制信號，協(xié)調(diào)工作，完成整套加工工藝。 

　　二維機(jī)器手作為獨立單元安裝在桁架橫梁上，可以對機(jī)器手X軸與地面的平行度做調(diào)整，可以對Z軸與地面的垂直度進(jìn)行微調(diào)。避免了其它廠家桁架橫梁就是機(jī)器手的水平軸，現(xiàn)場調(diào)節(jié)很難，橫梁中間會下沉的現(xiàn)象，桁架的高度和長度根據(jù)機(jī)床高度以及加工工藝要求是單臺機(jī)床還是多臺機(jī)床進(jìn)行設(shè)計。 
　　由于水平和垂直軸承受較大負(fù)載，運(yùn)行速度比較高，所以為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們采用德國Roboworker公司的大負(fù)載直線運(yùn)動單元（圖5）。采用齒輪齒條驅(qū)動方式，鋼柱或直線導(dǎo)軌作為支撐，提供足夠的支撐力、足夠的剛性，保證快速移動和快速升降時平穩(wěn)運(yùn)行。 

　　由于存在一臺機(jī)器人給一臺機(jī)床上下料和一臺機(jī)器人給2臺機(jī)床上下料的情況，所以垂直軸采用了2種形式：①單Z軸雙手爪（圖6），②雙Z軸雙手爪（圖7，每個Z軸配一個手爪）。
                             
　　雙手爪所占用的空間比較大，如果有些工序所采用的加工機(jī)床內(nèi)部空間允許，無論是給一臺機(jī)床還是給2臺機(jī)床上下料，我們都可以采用單Z軸雙手爪的結(jié)構(gòu)，這樣就會節(jié)省上下料的時間，提高效率。如果機(jī)床內(nèi)部空間不能放下2個手爪，我們只能采用雙Z軸的結(jié)構(gòu)，每個Z軸配一套手爪，通過節(jié)拍分析，合理安排手爪的運(yùn)動軌跡。 
（3）旋轉(zhuǎn)手爪（圖8）　　　　　　　　　　　　　　　　
　　      

　　手爪在自動上下料生產(chǎn)線中占有重要的地位，設(shè)計好的手爪，可以提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提高效率。根據(jù)曲軸的結(jié)構(gòu)特點，沈陽萊茵設(shè)計專門的氣動手爪，簡單、可靠的手指夾具；保證對工件準(zhǔn)確抓取，氣動傳動機(jī)構(gòu)；提高足夠的夾持力，保證工件運(yùn)動中不脫落，位置檢測開關(guān)；保證工件準(zhǔn)確定位，順利夾持，伺服旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；順序完成上料，卸料二步工序，提高效率。 
（4）機(jī)器人控制系統(tǒng) 
　　機(jī)器人控制系統(tǒng)是整條自動化線的大腦，控制著每部分機(jī)構(gòu)，即可以獨立工作，也可以協(xié)調(diào)合作，順利完成生產(chǎn)。機(jī)器人控制系統(tǒng)功能： ①對機(jī)器人運(yùn)行軌跡進(jìn)行編程；②對各部分機(jī)構(gòu)獨立操作；③ 提供必要的操作指導(dǎo)及診斷信息；④ 能協(xié)調(diào)機(jī)器人與機(jī)床之間的工作過程；⑤ 控制系統(tǒng)具有豐富的I/O口資源，可擴(kuò)展；⑥多種控制模式，如：自動，手動，停止，急停，故障診斷。 
（5）其他 
　　除了上面講到的機(jī)床上下料的主要結(jié)構(gòu)外，還有些輔助的結(jié)構(gòu)，如機(jī)器人防護(hù)、自動潤滑系統(tǒng)、自動刀具檢測系統(tǒng)、吹氣自動排削等，他們在整個機(jī)床上下料系統(tǒng)中同樣發(fā)揮著重要的作用，他們保證著機(jī)床上下料機(jī)構(gòu)可以安全、精確的運(yùn)行。 
　　沈陽萊茵機(jī)電設(shè)計開發(fā)的曲軸自動上下料機(jī)器人具有操作方便，效率高，應(yīng)用廣泛，工件質(zhì)量高等優(yōu)點，同時將操縱工人從繁重，單調(diào)的工作環(huán)境中解救出來，越來越受到曲軸生產(chǎn)廠家的青睞，擁有此套生產(chǎn)線勢必能凸顯企業(yè)生產(chǎn)實力，提高市場的競爭力，是曲軸生產(chǎn)加工的發(fā)展趨勢。