關(guān)于提高自動(dòng)化設(shè)備加工穩(wěn)定性的問(wèn)題研究

翟曉飛

摘 要： 伴隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，“中國(guó)制造2025”口號(hào)的提出，市場(chǎng)對(duì)加工制造設(shè)備的自動(dòng)化需求也越來(lái)越高，隨之而來(lái)的是對(duì)設(shè)備的各種配置的要求。

關(guān)鍵詞： 自動(dòng)化；穩(wěn)定性

引言

為了保證整個(gè)自動(dòng)化加工過(guò)程穩(wěn)定運(yùn)行，從零件的上下料，換刀，一直到零件加工完成，檢驗(yàn)，每一步都不能出錯(cuò)，這就要求對(duì)每一個(gè)功能模塊都進(jìn)行仔細(xì)研究。

研究背景

圖1.1為浙江臺(tái)州某客戶的齒軸零件加工圖紙，零件材料為20CrMnTiH（TS），加工處最大圓的直徑為67mm，切削參數(shù)為，切深ap=1mm，進(jìn)給f=0.3mm/r，轉(zhuǎn)速v=3.5m/s

加工外圓時(shí)，主切削力的大小為

加工該齒軸所需要的功率為

選用的機(jī)床i5T5.2配置的主電機(jī)型號(hào)為CTB-4011ZGC10 -60M5GP，額定功率為11kW，額定扭矩為130Nm，經(jīng)校核，滿足該零件的加工需求。

要解決的主要技術(shù)難點(diǎn)和問(wèn)題

1.自動(dòng)線相關(guān)功能

1）自動(dòng)線用機(jī)床需反饋對(duì)工件的夾緊，頂緊的信號(hào)。對(duì)一些工件的加工，需配置自動(dòng)對(duì)刀裝置，自動(dòng)檢測(cè)裝置，從而提升自動(dòng)化程度，提升效率；

2）自動(dòng)排屑問(wèn)題。自動(dòng)加工生產(chǎn)線一般為多臺(tái)機(jī)床成組加工，機(jī)床數(shù)量較多，效率加高，各臺(tái)機(jī)床的排屑車需按時(shí)清理，耗費(fèi)人力；

3）自動(dòng)線料倉(cāng)容量問(wèn)題。自動(dòng)加工效率較高，需人工按時(shí)上下料；

4）斷刀問(wèn)題。當(dāng)加工時(shí)發(fā)生刀具破碎等意外情況，機(jī)床及時(shí)報(bào)警，避免連續(xù)加工出不合格工件。

2.加工優(yōu)化，縮短加工時(shí)間，提升加工效果

1）縮短加工時(shí)間。

2）切削各因素持續(xù)優(yōu)化，保證斷屑效果，提升加工質(zhì)量。

3.機(jī)床穩(wěn)定性問(wèn)題，控制關(guān)鍵部件；

解決思路

1.自動(dòng)線相關(guān)功能研發(fā)

1）自動(dòng)線用機(jī)床檢測(cè)問(wèn)題。設(shè)計(jì)卡盤(pán)油缸檢測(cè)，反饋給機(jī)器人工件已夾持刀位信息；根據(jù)尾臺(tái)位置信號(hào)，反饋給機(jī)器人工件頂緊信號(hào)；

2）自動(dòng)線集中自動(dòng)排屑問(wèn)題?？稍O(shè)計(jì)集中自動(dòng)排屑裝置，各機(jī)床將鐵屑集中排到指定位置，避免了人工各臺(tái)機(jī)床傾倒排屑小車的問(wèn)題；

3）自動(dòng)線料倉(cāng)容量問(wèn)題。自動(dòng)線加工效率較高，為避免工人頻繁往料倉(cāng)放置毛坯件，可設(shè)計(jì)大容量料倉(cāng)或采用AGV小車自動(dòng)更換料倉(cāng)托盤(pán)的形式，節(jié)約人工時(shí)間；

4）斷刀檢測(cè)功能。當(dāng)加工時(shí)發(fā)生刀具破碎等意外情況，機(jī)床及時(shí)報(bào)警，避免連續(xù)加工出不合格工件；

2.加工優(yōu)化，縮短加工時(shí)間，提升加工效果

根據(jù)行業(yè)工件，選擇合適的斷屑刀具，設(shè)計(jì)700米高壓斷屑相關(guān)零部件（如下圖2.1），對(duì)不易斷屑的工件，采用高壓斷屑的方式，保證加工效果。

3. 改進(jìn)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)控供應(yīng)商，提升機(jī)床穩(wěn)定性

1）排屑器問(wèn)題改進(jìn)。針對(duì)排屑小車廢屑較高，排屑器回屑卡死問(wèn)題，提升排屑器出屑口高度，避免鐵屑回帶，并在鐵屑提升處變?yōu)榛顒?dòng)蓋板，方便對(duì)內(nèi)部鐵屑進(jìn)行清理；

2）加強(qiáng)主軸防水。由于大部分客戶加工時(shí)，切削液噴灑量較大，為避免切削液或切屑進(jìn)入主軸內(nèi)部，將主軸前側(cè)由之前的擋水環(huán)改為防水罩，提升主軸防水防屑效果（如圖3）。

3）小主軸尾臺(tái)結(jié)構(gòu)改進(jìn)。對(duì)一些較大規(guī)格零件或切削量較大工件，機(jī)床配置小主軸進(jìn)行輔助頂緊，針對(duì)老結(jié)構(gòu)容易發(fā)生進(jìn)水，導(dǎo)致小主軸研損的現(xiàn)象，現(xiàn)對(duì)尾臺(tái)小主軸進(jìn)行了防水性能的改進(jìn)（如圖3.2），

相信隨著這些問(wèn)題的逐步解決，加工制造設(shè)備的穩(wěn)定性會(huì)越來(lái)越高，自動(dòng)化程度也會(huì)越來(lái)越高，實(shí)現(xiàn)真正的智能制造。

參考文獻(xiàn)

[1] 李洪.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2] 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2011.