实施现状

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1) 单机自动化
机加工设备是生产线的主体,是实现自动化、数字化、智能化的基础;在产品的研发过程中,秦川设备成套服务有限公司从最初的直接增加自动上下料装备,逐步发展到集成加工工艺、刀具监控、工装改造、在线检测、工件识别、物流方式,机床改造等诸多元素的一体化设计,在实际生产中满足了机床上线的功能需求,为原本“呆头呆脑”的设备实现智能制造创造了无限可能。
A. YK7230磨齿机自动上下料
秦川YK7230是近年研发的一款高端数控蜗杆砂轮磨齿机,机床本体自动化程度较高,带有自动对刀、余量分配、砂轮自动修整、工艺参数优化等功能,配备的自动上下料系统由机械手、回转料仓、自动门三部分组成,各传感器信号和动作信息通过预留的IO接口与机床进行信息交互。



· 机械手采用拐臂式结构,放置于机床右侧,通过水平、竖直两个伺服轴将工件快速准确的送入机床内部的加工区域,在拐臂末端带有一个回转轴,配备两只气动抓手,可以在一次行程完成工件下料、上料两个动作。
· 回转料仓采用摩擦履带结构,配备有工装以存储工件,在上料、下料位设有传感器和辅助定位装置,以配合机械手完成上下料动作。
· 自动门采用气缸与导轨的组合结构,设在机床右侧罩壳处,两侧的位置传感器确保机械手的安全动作。
B. YK7236磨齿机智能化改造
YK7236是秦川老一代经典机型,为了使其满足上线需求,散发新的青春与活力,我们对其实施了智能化改造方案,主要包括自动对刀、AE声发射、自动余量分配、自动夹具、切向位移自动补偿、自动门等项目,并且用改造后的机床,完成了一条齿轮加工生产线的建设。



C. YK7632摆线磨齿机自动上下料
秦川YK7632是新研发的一款高端摆线磨齿机,在秦川最新研发的机床中,设计者都愈发重视智能制造的概念,自动化、信息化、数字化功能越来越完善。为这台机床配备的自动上下料系统由桁架机械手和回转料仓、吹气清洁、自动门组成。



· 机械手采用悬臂桁架式结构,由水平、竖直两个伺服轴和一个摆动轴组成,能稳定可靠地完成上下料姿态的切换,将工件从正上方快速安全的进入加工区域。

· 回转料仓采用定间距传送链结构,传送链上固定的工装设计为可调整式,能够满足多种工件的存储和运送,工装下方装有滚子轴承支撑,上、下料位置装有辅助定位装置,使得料仓运行更加平稳精确。
D. YK3132滚齿机自动上下料
秦川YK3132在设计时没有充分考虑到自动上下料,因此,我们在为其配备自动上下料系统时,对机床内小立柱进行了再次的加工和改造,在立柱上增加了一套回转机械手来搬运工件,并在机床外侧设置了一套小型桁架手作为辅助。



· 回转机械手采用精密齿轮传动配合机械定位完成工件位置的对调,手抓的设计最大限度的考虑了工件规格的可扩展性。
· 外置小型桁架式机械手用负责工件在回转机械手与料仓之间的运送,水平、竖直轴采用高度集成化的电缸驱动,结构精巧,动作迅速。
2) 自动化单元
自动化单元是单机功能的扩展,单台机床通常只能完成一道工序的加工,而通过机械手、料仓等辅助装置将两台甚至更多的机床连接起来,使这组机床配合完成更多的工艺需求,提高机床利用率,提高生产效率。
A. MKE1620A外圆磨加工单元
该加工单元由两台MKE1620A外圆磨组成,加工工件为轴齿,两台机床各完成工件一端的磨削,由机械手完成搬运和工件姿态的调整,使两台机床相互配合在工艺上形成一个整体。



· 桁架机械手配置一个水平轴和两个竖直轴,通过竖直轴的依次动作完成上、下料动作,其中一个竖直轴末端配有180°回转机构,使工件调头后进入第二台机床,实现工艺要求。
· 加工单元配有两台回转料仓,分别用于工件的上料和下料,料仓的储料量约为2小时,极大的减少的人工上下料的时间和劳动强度。
B. 车-滚加工单元
该单元由一台韩国斗山车床和一台YK3132滚齿机组成,能够完成齿轮从精车到滚齿的两道工艺流程,该加工单元配备一组桁架机械手和一台回转料仓,在桁架立柱上配置了姿态调整装置,使得加工单元的空间占用极度精简。



· 桁架机械手横跨车床,左端与滚齿机上方有一部分重叠,使得机械手可以直接与滚齿机单机回转机械手对接,由于车、滚工艺工件姿态不同,在立柱上设有调头装置。
· 加工单元只有一个回转料仓,用于存储毛坯,精车成品,滚齿成品三种工件,故该料仓中有一个特殊的机构用来识别三种工件,以确保加工单元的正常运转。

3) 智能生产线
智能生产线是自动化单元的扩展和延伸,通过一系列工件运送装置和控制系统,将一组或多组自动机床和辅助设备按照工艺流程连接起来,自动完成产品全部或部分的制造过程。在生产线上,大量运用新型传感器及其系统、智能控制系统、精密仪器、工业机械人、液气元件等技术手段,将各个单元的工件、夹具、刀具、量具、工艺、状态、物流等信息采集处理,由上位机做出安排或者判断,优化整线的制造过程,是智能制造的基础。
 
A. 液压油泵齿轮生产线
针对油泵齿轮的工艺特点,分为热前、热后两条线,热前线由车削单元、滚齿单元、清洁机组成,热后线由外圆磨单元、磨齿单元、内齿珩、清洁机组成,线上配备有质量监控体系、射频识别系统,码垛系统等辅助设备,以提高生产线的自动化水平。



B. YK7236磨齿机生产线
通过对YK7236磨齿机的改造,使其满足上线要求,由四台YK7236磨齿机、两台回转料仓、一套桁架式工业机器人组成一条磨齿加工线。这条生产线可以同时加工两种规格的齿轮,由一台六自由度工业机器人完成狭小机床内部不规则路径的抓取,由于用户工件规格较小,整线节拍只有45S,对桁架高速动作、快速对刀提出了更高的要求,为了优化机械手运行路径,生产线增加了预判定系统,能够感知机床加工进度,从而判断最优上下料顺序。另外,由于YK7236结构限制,机床内工件的位置随切向位移不断变化,通过增加磁栅尺和位置传感器,使工件的位置实时反馈到机械手的控制系统中,由系统做出判断对每台机床的抓取位置进行自动补偿。



C. 刹车盘生产线
这是一条用于加工汽车刹车盘的车削生产线,主要由两台EMG倒立车、机械手、辊道、辅助设备组成,由于倒立车的上料方式与以往不同,我们做了大量的工作,集思广益,取得突破,这条线由秦川设备成套服务有限公司总包集成,其生产能力相当于用户老车间中8台车床的工作量,而只需要2人轮流监管,受到了用户的好评。



D. 气阀先导头自动组装线
自动组装线是秦川设备成套服务有限公司新进研发的项目,由流体类阀体的自动组装为切入点。这台先导头自动组装线分为三个单元,分别组装塑料件、铜管和铁芯三个部件,最终由传送带和辅助机械手完成先导头的总装。这条组装线以精巧为主,通过多个气缸的组合动作完成小零件的组装,加入了振动盘、分割器、色标传感器等新元素,整线节拍只有3S,8小时产量9600套,年产300万套,单班节约15人,使传统组装的产量和质量有了质的飞跃,目前塑料件单元和铜管单元的实施已经进入了最后阶段。




E. 汽车变速器生产线
秦川设备成套服务有限公司通过对已有设备进行改造,设计并组成七条生产线。项目完成后满足6AT自动变速器前壳体15万件/年、主壳体15万件/年、中间阀体30万件/年、下阀体30万件/年的生产任务。 主要实施内容有:二手CNC机床(合计62台)恢复精度、工装夹具制造、新增打码机/试漏机/打标机、精度检测设备、工位看板、辊道的制造、上下料机构制造、生产线设计及连线、生产线信息采集控制系统等。

生产线采用半自动化(人工拖动+单机自动上下料)的方式运行,首尾分别设有上料暂存区、成品暂存区;通过实施信息采集控制系统,对加工数据、检测数据、刀具数据等进行搜集和统计,分析后对生产线形成有效的反馈,实现智能化功能,布局严格按照厂房布局的占地面积和尺寸,对机床、料道、清洗机等模型按1:1的比例建模,以三维草绘软件进行生产线的布局,四种零件生产线的总占地为148米
×50米。





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