坡口機(jī)器人加工耳軸新工藝的制定及應(yīng)用

王曉琴

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坡口機(jī)器人加工耳軸新工藝的制定及應(yīng)用

王曉琴

摘要綜合分析同煤集團(tuán)現(xiàn)有設(shè)備性能及加工能力，結(jié)合液壓支架的耳軸技術(shù)要求，針對(duì)耳軸原有舊的加工工藝，試驗(yàn)制定了“坡口機(jī)器人加工耳軸”的新的加工工藝，提高了耳軸的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞坡口機(jī)器人；耳軸；數(shù)控切割機(jī)；加工工藝

0　引言

液壓支架是煤礦井下常用的支護(hù)設(shè)備，需求量大，修理也較多。液壓支架耳軸作為連接液壓支架和刮板輸送機(jī)的重要部件，是放頂煤液壓支架上拉后溜千斤頂?shù)囊粋€(gè)零件，當(dāng)放頂煤液壓支架推動(dòng)刮板機(jī)前移時(shí)，安裝在液壓支架底梁上的耳軸對(duì)后面的刮板機(jī)進(jìn)行拖拽，從而帶動(dòng)后面刮板機(jī)前移。因此，耳軸是液壓支架極易損壞的工件。

原有的液壓支架耳軸加工工藝較傳統(tǒng)［1-3］，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，舊的加工工藝顯示出諸多的缺點(diǎn)。同煤集團(tuán)中央機(jī)場(chǎng)在試制和批量生產(chǎn)過(guò)程中總結(jié)出一套新的加工工藝，以下將從新舊2種加工工藝的內(nèi)容和特點(diǎn)方面分析耳軸新舊加工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。

1　舊加工工藝

1.1舊加工工藝的內(nèi)容

（1）耳軸的下料加工，一直是在EXA4500數(shù)控火焰切割機(jī)上進(jìn)行。由于耳軸是鍛件見(jiàn)圖1，外形尺寸有差別，只能根據(jù)圖紙要求的尺寸進(jìn)行編程，在實(shí)際加工耳軸外形的時(shí)候首先把耳軸毛坯鍛件固定于自制的工作臺(tái)上，找水平垂直；其次，對(duì)工件進(jìn)行實(shí)際測(cè)量；最后，選用合適的割嘴，調(diào)整風(fēng)線及割嘴離加工面的高度，在耳軸表面空走確定定位是否合適，然后進(jìn)行加工見(jiàn)圖2。

圖1　耳軸毛坯　

圖2　耳軸外形加工

（2）加工耳軸厚度方向的槽見(jiàn)圖3，由于槽的中心線是人為測(cè)量而得，所以加工精度不高，每一件耳軸毛坯的加工都需要測(cè)量找點(diǎn)、劃線，加大了工人工作量，容易出現(xiàn)廢品，降低了工作效率。

圖3　耳軸銑槽加工

（3）耳軸“毛坯”需要加工外型和厚度方向銑槽。因此要經(jīng)常不停調(diào)整耳軸的位置，需用天車，或是兩個(gè)人一起搬，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

（4）由于耳軸鍛件表層氧化皮較厚，數(shù)控火焰切割機(jī)切割嘴壓力不是很大，再加上氧化皮燃點(diǎn)高于其熔點(diǎn)，所以在切割中容易出現(xiàn)切割中斷現(xiàn)象，造成切割質(zhì)量下降和工效降低?；鹧媲懈顧C(jī)雖然對(duì)大厚度碳鋼的切割，切割費(fèi)用低。但切割變形大，精度不高，切割速度低，預(yù)熱穿孔時(shí)間長(zhǎng)。

1.2舊加工工藝特點(diǎn)

數(shù)控火焰切割機(jī)生產(chǎn)耳軸效率低，安全隱患多，加工程度不高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高。

2　新加工工藝

2.1新加工工藝內(nèi)容

2.1.1前期準(zhǔn)備

（1）分析各型號(hào)液壓支架耳軸的加工工藝路線、圖紙技術(shù)要求、切割加工面的尺寸及精度要求等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為編寫(xiě)程序做原始資料做準(zhǔn)備；

（2）下料車間接受的耳軸毛坯，是由廠鍛造車間鍛造出來(lái)的，外形尺寸不一致。圖4所示的尺寸140 mm，實(shí)際毛坯件的尺寸為135 mm～145 mm。對(duì)毛坯逐個(gè)測(cè)繪，把實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)輸入到坡口機(jī)器人數(shù)據(jù)庫(kù)里，這樣形狀尺寸一致的歸為一類，編一組程序，其它尺寸的再重新編另一組程序。

圖4　耳軸尺寸圖

2.1.2機(jī)器人編程

（1）試驗(yàn)。檢查、校正機(jī)器人X、Y、Z三軸運(yùn)動(dòng)靈敏度和精度，建立X、Y、Z坐標(biāo)系確定原點(diǎn)；

（2）沿ABCDEF加工面，選取典型數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)機(jī)器人語(yǔ)言組織結(jié)構(gòu)，編制出ABCDEF加工路線的數(shù)控程序；

（3）自動(dòng)執(zhí)行第2條編寫(xiě)的程序，模擬運(yùn)行，檢驗(yàn)切割軌跡與欲達(dá)到的切割外形是否吻合，如有不符處，在該處重新采集原始數(shù)據(jù)，調(diào)整程序，重新模擬運(yùn)行反復(fù)多次，直到模擬加工軌跡與要求外形尺寸完全符合，達(dá)到圖紙技術(shù)要求，此時(shí)的程序確定為最終執(zhí)行程序；

（4）把耳軸在工作臺(tái)重新定位，采集GHJKLMNQ加工路線的原始數(shù)據(jù)，再用同上述相同的方法，編寫(xiě)好GHJKLMNQ軌跡的最終執(zhí)行程序；

（5）GHJKLMNQ加工面與ABCDEF加工面的不同是前者技術(shù)要求留加工余量（單邊留2 mm加工余量）。

2.1.3試切割加工產(chǎn)品

把耳軸固定操作臺(tái)上后，自動(dòng)執(zhí)行上述第3步編制的程序，調(diào)整火焰風(fēng)線，使其與被切割的耳軸垂直面保持平行，使用7#割嘴，調(diào)整氧氣壓力≥0.65 MPa，燃?xì)獗閴毫Γ?.15 MPa。加工出的首件產(chǎn)品先自檢，再讓專業(yè)驗(yàn)收人員檢驗(yàn)，合格率達(dá)98%以上。

坡口機(jī)器人加工耳軸具有很好的穩(wěn)定性，提高了切割質(zhì)量，保證其一致性。降低對(duì)工人操作技術(shù)的要求，減少了人為誤差。機(jī)器人加工耳軸可以用平衡吊搬運(yùn)及翻轉(zhuǎn)，提高了工作效率及安全系數(shù)。

2.2新加工工藝的特點(diǎn)

廠里應(yīng)用坡口機(jī)器人一直是加工鉚焊結(jié)構(gòu)件的焊接坡口，這次嘗試加工耳軸，拓寬了坡口機(jī)器人的加工能力，提高了設(shè)備使用效率，重要的是新工藝的制定和應(yīng)用，提高了耳軸的加工精度，降低了生產(chǎn)成本。

3　新舊加工工藝的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比（見(jiàn)表1）

表1　新舊加工工藝的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

從上表可看出坡口機(jī)器人加工耳軸無(wú)論從生產(chǎn)周期，加工成本或是尺寸精度和形位精度都優(yōu)于數(shù)控火焰切割機(jī)，達(dá)到生產(chǎn)高效，產(chǎn)品高質(zhì)量的宗旨。按全年耳軸加工約10 000件，坡口機(jī)器人比數(shù)控切割機(jī)年節(jié)約加工費(fèi)用約50萬(wàn)元。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述坡口機(jī)器人加工耳軸優(yōu)于數(shù)控火焰切割機(jī)，用坡口機(jī)器人加工耳軸不但提升了企業(yè)技術(shù)水平、穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量、提高了生產(chǎn)效率，而且減少勞動(dòng)力，降低生產(chǎn)成本。坡口機(jī)器人加工耳軸，經(jīng)過(guò)半年多的逐步完善、改進(jìn)和應(yīng)用，產(chǎn)品全部合格。

參考文獻(xiàn)

［1］南紅艷，馬彪，鄭喜平等.超聲波淬火在30CrMnTi鋼耳軸熱處理中的應(yīng)用［J］.金屬熱處理，2015（2）：35-37.

［2］謝存禧，張鐵.機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［3］王笑天.金屬材料學(xué)［M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，1989.

Formulation and Application of the New Process of Groove Robot Processing Trunnion

Wang Xiaoqin

Abstract：Based on the comprehensive analysis of existing equipment performance and processing capacity，combining with the trunnion technical requirements of hydraulic support，for the old processing technology of trunnion，the new processing technology of“groove robot processing trunnion”is made by test，the machining quality and production efficiency of the trunnion are improved.

Key words：groove robot；trunnion；CNC cutting machine；processing technology

中圖分類號(hào)TH161+.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

文章編號(hào)1000-4866（2016）03-0028-02

作者簡(jiǎn)介

王曉琴，女，1986年出生。2010年畢業(yè)于中北大學(xué)，現(xiàn)就職于大同同煤集團(tuán)中央機(jī)廠下料車間工藝編程組，助理工程師。

收稿日期：2016-04-25