客戶是專業(yè)生產(chǎn)汽車曲軸的廠家。目前曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由數(shù)控車床和專用機(jī)床組成，自動線上設(shè)備有車床、磨床，滾壓機(jī)，平衡機(jī)，拋光機(jī)、清洗機(jī)和曲軸系列專機(jī)等先進(jìn)設(shè)備對主軸頸、連桿軸頸進(jìn)行數(shù)控車削、磨削等加工，整條生產(chǎn)線工人較多，由于工件較重，體積也較大，因此人工搬運(yùn)十分費(fèi)勁，工人的勞動強(qiáng)度較大，而長時(shí)間的作業(yè)容易疲勞，影響工效，也不便于工廠管理。

　　所以客戶希望對曲軸粗加工線上的數(shù)控加工能夠用機(jī)器人替代操作工，實(shí)現(xiàn)大批量自動化加工，以節(jié)省勞務(wù)成本，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

　　這是一個(gè)自動化改造項(xiàng)目解決方案。蘭生公司根據(jù)曲軸工件的加工工序較多，數(shù)控機(jī)床設(shè)備品種不同，而工件單一，車間場地有限制等特殊情況。提出了這個(gè)自動化改造項(xiàng)目的框架設(shè)計(jì)：

　　一、機(jī)器人的選型：采用桁架式機(jī)器人。

　　英國的龍門式機(jī)器人橫梁采用冷拉鋁型材，根據(jù)跨距行程及抓取能力， 來設(shè)計(jì)橫梁的截面形狀；重型龍門式機(jī)器人橫梁采用方鋼管。為了保證實(shí)現(xiàn)0.1mm的定位精度，80m/min以上的運(yùn)行速度及5m/s2的加速度，對橫梁自身的靜態(tài)性能、動態(tài)性能，都提出了十分苛刻的制造要求，橫梁導(dǎo)軌、齒條安裝面的直線度、平行度保證不大于0.10mm/4000mm。在裝配方面要求導(dǎo)軌、齒條安裝在橫梁后，直線度、平行度不大于0.06mm/4000mm，足夠的支撐力、足夠的剛性，保證快速移動和快速升降時(shí)平穩(wěn)運(yùn)行，節(jié)省了場地和空間。

　　二、機(jī)器人在生產(chǎn)線上的安裝：

　　自動線上的各個(gè)加工單元的機(jī)床設(shè)備，按照“一”字排列放置，桁架式機(jī)器手作為獨(dú)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(jì)。

　　三、送料系統(tǒng)的配置：根據(jù)生產(chǎn)線的各個(gè)加工單元，配備帶工裝輸送料道以及在線檢測工位、翻轉(zhuǎn)工位、角向定位，物料在線監(jiān)控設(shè)備等。

　　四、抓手設(shè)計(jì)制造：根據(jù)客戶的工件形狀、重量，為客戶獨(dú)立設(shè)計(jì)氣動外夾式的三手指抓手。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，②雙Z軸雙手爪（每個(gè)Z軸配一個(gè)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(shí)間，提高效率。如果機(jī)床內(nèi)部空間不能放下2個(gè)手爪，我們只能采用雙Z軸的結(jié)構(gòu)，每個(gè)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。

　　五、生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)：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)，協(xié)調(diào)機(jī)器人、各個(gè)切削單元的機(jī)床設(shè)備、物料系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)之間的相互合作，順利完成自動化上下料機(jī)器人應(yīng)用。其中各部分機(jī)構(gòu)獨(dú)立操作，提供必要的操作指導(dǎo)及診斷信息，控制系統(tǒng)具有豐富的I/O口資源，可擴(kuò)展。