一鍵即可快換,，看夾具系統(tǒng)在自動(dòng)化產(chǎn)線中的作用

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自動(dòng)化大潮下，制造業(yè)都在尋找更優(yōu)質(zhì)的解決方案,，而夾持和抓取系統(tǒng)在構(gòu)建無人化,、柔性化,、全自動(dòng)化生產(chǎn)線中越來越具有舉足輕重的作用，從大企業(yè)的合作中我們或許能窺探出這樣的趨勢,。

廣汽集團(tuán)的傳祺系列是已經(jīng)創(chuàng)造逾50萬輛銷量的明星車型,，對(duì)于全自動(dòng)化生產(chǎn)線的需要也應(yīng)運(yùn)而生。廣汽與馬扎克合作的自動(dòng)化生產(chǎn)線項(xiàng)目,，主要由小巨人生產(chǎn)的FF-5000高速臥式加工中心74臺(tái),、VCS430A高速立式加工中心18臺(tái)、MRT桁架機(jī)器人以及FANUC機(jī)器人9臺(tái)組成,，整體項(xiàng)目具備柔性生產(chǎn)能力,。

為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的快速換型，夾具,、手爪都采用了快換模塊，包括雄克零點(diǎn)定位系統(tǒng)18對(duì),、負(fù)載150 kg的快換機(jī)器人側(cè)9個(gè)與工具側(cè)27個(gè),、機(jī)械手64個(gè)。生產(chǎn)線采用了近400把HSK-A 63液壓刀柄,，以實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵孔的精加工及刀具的高精度快速切換,。

▲ 變速箱殼體生產(chǎn)線

此項(xiàng)自動(dòng)化生產(chǎn)線項(xiàng)目涉及兩個(gè)變速箱殼體（自動(dòng)變速、手動(dòng)變速）生產(chǎn)線,、兩條發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線,、一條連桿生產(chǎn)，每條生產(chǎn)線可進(jìn)行5種不同零件的柔性生產(chǎn),，其中殼體,、缸體線從上料到成品無需任何人工操作（干涉），完全實(shí)現(xiàn)柔性化,、無人化的全自動(dòng)化生產(chǎn),。生產(chǎn)線采用AB線體模式布線，殼體采用地軌式機(jī)器人上下料,，缸體線采用桁架機(jī)械手式上下料,，生產(chǎn)布線中根據(jù)需求設(shè)置機(jī)器人快換、機(jī)械手及夾具子板等待命工位的設(shè)計(jì),。

▲ 機(jī)器人快換裝置

為了實(shí)現(xiàn)在一條自動(dòng)線上實(shí)現(xiàn)多品種兼容生產(chǎn)的要求,，機(jī)器人配置了兩種抓取機(jī)構(gòu)：分別用于抓取工件和夾具。不同品種的工件對(duì)應(yīng)的夾具不同,，因此夾具體被設(shè)計(jì)成子母板結(jié)構(gòu),，有統(tǒng)一的夾具母板，多個(gè)夾具子板對(duì)應(yīng)不同品種的工件,。更換夾具子板時(shí),，機(jī)器人使用的夾具抓取機(jī)構(gòu)配置零點(diǎn)定位雙模塊,，與夾具子板上的定位銷配合夾緊，使其快速移至機(jī)床內(nèi)部,。

機(jī)器人抓取機(jī)構(gòu)的互換由快速換手裝置實(shí)現(xiàn),，由零點(diǎn)定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同夾具子板與母板的快速更換、定位和鎖緊,。

▲ 機(jī)器人通過零點(diǎn)定位系統(tǒng)抓取夾具子板

“快換機(jī)器人側(cè)和工具側(cè)就像是按扣連接方式一樣……實(shí)現(xiàn)電,、氣對(duì)接、鎖緊,�,！边@個(gè)形象的比喻描述出了換手裝置的工作方式，機(jī)器人因此可以快速切換機(jī)械手,、工具端和其他執(zhí)行器等,，能夠大幅減少、甚至完全取代手動(dòng)操作,。

在切換夾具板的過程中,，應(yīng)用零點(diǎn)定位系統(tǒng)只需一次操作就能實(shí)現(xiàn)定位和夾緊，并達(dá)到微米級(jí)的定位精度,。這將有效縮短工件的裝卡時(shí)間,，從而提高機(jī)床利用率，更提高了單批次的生產(chǎn)合理性,。尤其是在多品種工件的生產(chǎn)情況下,，具有明顯的成本優(yōu)勢，最多可以縮短90%的工藝輔助時(shí)間,。零點(diǎn)定位系統(tǒng)融合了兩種基本功能,，通過定位銷實(shí)現(xiàn)中心定位；通過兩個(gè)夾持滑塊實(shí)現(xiàn)鎖定,，很好的平衡了機(jī)床精度和成本,。而在抓取工件時(shí)，為限制工件運(yùn)動(dòng)自由度,，即避免過定位與轉(zhuǎn)動(dòng),，二指和三指機(jī)械手需同時(shí)抓取工件。

▲ 機(jī)械手抓取工件

機(jī)床方面使用了馬扎克專為汽車零部件批量生產(chǎn)設(shè)計(jì)研發(fā)的高速臥式加工中心FF-5000,。該機(jī)床系列結(jié)構(gòu)緊湊,，具有高速進(jìn)給速度和高加速度，從而減少輔助時(shí)間,，同時(shí)設(shè)備具備A軸,、B軸、AB軸選項(xiàng)選擇,，即同規(guī)格設(shè)備3種機(jī)型拓展,。生產(chǎn)線采用A軸,、B軸設(shè)備組合，減少零件轉(zhuǎn)換姿態(tài),，減輕機(jī)器人或機(jī)械手零件姿態(tài)進(jìn)行的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān),，可靈活調(diào)整生產(chǎn)線的機(jī)械布局，簡化兼容性設(shè)計(jì),，優(yōu)化自動(dòng)化機(jī)器人或機(jī)械手執(zhí)行結(jié)構(gòu),。

▲ 液壓刀柄

此項(xiàng)目生產(chǎn)線投入生產(chǎn)后能夠?qū)崿F(xiàn)過程能力1.67的工藝能力，綜合開動(dòng)率達(dá)到88%以上,，這是一個(gè)綜合多方面因素共同努力的結(jié)果,。發(fā)動(dòng)機(jī)工廠的高效管理是保障，高精度,、高可靠的主機(jī)設(shè)備是基礎(chǔ),，而夾具和抓取系統(tǒng)技術(shù)同樣起到了關(guān)鍵的作用。現(xiàn)在只需一鍵切換即可更換夾具,，完全替代了之前需要人工操作的部分,，實(shí)現(xiàn)了全線的無人化、柔性化,、自動(dòng)化以及運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而提升了生產(chǎn)效率與產(chǎn)能,。

結(jié)語

不斷縮短的產(chǎn)品生命周期,，快速擴(kuò)展的產(chǎn)品種類和日益提高的精度要求，以及不斷增長的成本壓力都在影響著現(xiàn)代生產(chǎn)�,，F(xiàn)在的機(jī)械加工行業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需求越來越高,，把握機(jī)械領(lǐng)域夾持技術(shù)的發(fā)展方向，才能不斷滿足產(chǎn)品更換周期較短的需求,。（來源夾具俠）

柳兒xu

遠(yuǎn)祥

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