关于提高自动化设备加工稳定性的问题研究

翟晓飞

摘 要： 伴随着制造业的不断发展，“中国制造2025”口号的提出，市场对加工制造设备的自动化需求也越来越高，随之而来的是对设备的各种配置的要求。

關键词： 自动化；稳定性

引言

为了保证整个自动化加工过程稳定运行，从零件的上下料，换刀，一直到零件加工完成，检验，每一步都不能出错，这就要求对每一个功能模块都进行仔细研究。

研究背景

图1.1为浙江台州某客户的齿轴零件加工图纸，零件材料为20CrMnTiH（TS），加工处最大圆的直径为67mm，切削参数为，切深ap=1mm，进给f=0.3mm/r，转速v=3.5m/s

加工外圆时，主切削力的大小为

加工该齿轴所需要的功率为

选用的机床i5T5.2配置的主电机型号为CTB-4011ZGC10 -60M5GP，额定功率为11kW，额定扭矩为130Nm，经校核，满足该零件的加工需求。

要解决的主要技术难点和问题

1.自动线相关功能

1）自动线用机床需反馈对工件的夹紧，顶紧的信号。对一些工件的加工，需配置自动对刀装置，自动检测装置，从而提升自动化程度，提升效率；

2）自动排屑问题。自动加工生产线一般为多台机床成组加工，机床数量较多，效率加高，各台机床的排屑车需按时清理，耗费人力；

3）自动线料仓容量问题。自动加工效率较高，需人工按时上下料；

4）断刀问题。当加工时发生刀具破碎等意外情况，机床及时报警，避免连续加工出不合格工件。

2.加工优化，缩短加工时间，提升加工效果

1）缩短加工时间。

2）切削各因素持续优化，保证断屑效果，提升加工质量。

3.机床稳定性问题，控制关键部件；

解决思路

1.自动线相关功能研发

1）自动线用机床检测问题。设计卡盘油缸检测，反馈给机器人工件已夹持刀位信息；根据尾台位置信号，反馈给机器人工件顶紧信号；

2）自动线集中自动排屑问题。可设计集中自动排屑装置，各机床将铁屑集中排到指定位置，避免了人工各台机床倾倒排屑小车的问题；

3）自动线料仓容量问题。自动线加工效率较高，为避免工人频繁往料仓放置毛坯件，可设计大容量料仓或采用AGV小车自动更换料仓托盘的形式，节约人工时间；

4）断刀检测功能。当加工时发生刀具破碎等意外情况，机床及时报警，避免连续加工出不合格工件；

2.加工优化，缩短加工时间，提升加工效果

根据行业工件，选择合适的断屑刀具，设计700米高压断屑相关零部件（如下图2.1），对不易断屑的工件，采用高压断屑的方式，保证加工效果。

3. 改进结构，严控供应商，提升机床稳定性

1）排屑器问题改进。针对排屑小车废屑较高，排屑器回屑卡死问题，提升排屑器出屑口高度，避免铁屑回带，并在铁屑提升处变为活动盖板，方便对内部铁屑进行清理；

2）加强主轴防水。由于大部分客户加工时，切削液喷洒量较大，为避免切削液或切屑进入主轴内部，将主轴前侧由之前的挡水环改为防水罩，提升主轴防水防屑效果（如图3）。

3）小主轴尾台结构改进。对一些较大规格零件或切削量较大工件，机床配置小主轴进行辅助顶紧，针对老结构容易发生进水，导致小主轴研损的现象，现对尾台小主轴进行了防水性能的改进（如图3.2），

相信随着这些问题的逐步解决，加工制造设备的稳定性会越来越高，自动化程度也会越来越高，实现真正的智能制造。

参考文献

[1] 李洪.实用机床设计手册[M].机械工业出版社，1999.

[2] 闻邦椿.机械设计手册.机械工业出版社，2011.