【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 科技動態(tài)】用“方蜀漢相攻，權(quán)在將軍，舉足左右，便有輕重”來形容夾持和抓取系統(tǒng)在構(gòu)建無人化、柔性化、全自動化生產(chǎn)線中的作用并不為過。在位于塞上江南銀川的寧夏小巨人有限公司工廠內(nèi)，有五條正處于預(yù)驗收階段的全自動化生產(chǎn)線就將雄克(SCHUNK)產(chǎn)品的這一特質(zhì)詮釋得。
 

　　該自動化生產(chǎn)線是廣汽乘用車與馬扎克合作項目的一部分，此項目處于預(yù)驗收階段，預(yù)計將于2017年底完全交付。鑒于廣汽傳祺系列乘用車截止到目前，已經(jīng)創(chuàng)造逾50萬輛的銷售新高，該項目順應(yīng)而生。在該項目的競標(biāo)中，寧夏小巨人機(jī)床有限公司以其強(qiáng)大的產(chǎn)能(產(chǎn)能1500臺/年)與性價比更優(yōu)的設(shè)計方案終拔得頭籌。項目主要由小巨人生產(chǎn)的FF-5000高速臥式加工中心74臺、VCS430A高速立式加工中心18臺、MRT桁架機(jī)器人以及FANUC機(jī)器人9臺組成，整體項目具備柔性生產(chǎn)能力。為實現(xiàn)生產(chǎn)線的快速換型，夾具、手爪采用快換模塊，包括雄克零點定位系統(tǒng)18對、負(fù)載150?kg的快換機(jī)器人側(cè)9個與工具側(cè)27個、機(jī)械手64個。生產(chǎn)線采用了近400把HSK-A 63液壓刀柄，以實現(xiàn)對關(guān)鍵孔的精加工及刀具的高精度快速切換。“這是雄克為國內(nèi)汽車行業(yè)的單個項目提供如此大批量的液壓刀柄。”雄克精密機(jī)械貿(mào)易(上海)有限公司銷售經(jīng)理朱建坤先生表示?？v觀雄克的發(fā)展歷程不難發(fā)現(xiàn)，液壓刀柄有著舉足輕重的地位，而今雄克成功地將其推向市場，并實現(xiàn)了液壓刀柄的產(chǎn)業(yè)化。
 

雄克機(jī)器人快換裝置
 

　　除了液壓刀柄，雄克的夾持技術(shù)和抓取系統(tǒng)在該項目中得到了良好運(yùn)用，正因如此，本文開頭所提到的全自動化生產(chǎn)線才得以實現(xiàn)高度柔性化與無人化。“在以前倘若要加工不同工件，更換夾具大概需要1～2天，現(xiàn)在不僅可以實現(xiàn)0.5?h單元化換型，而且還可以達(dá)到微米級的定位精度。”朱經(jīng)理說道。隨后，在該生產(chǎn)線的總設(shè)計師李玉榮先生，同時也是寧夏小巨人機(jī)床有限公司工程技術(shù)部的專家級工程師的帶領(lǐng)下，筆者有幸近距離接觸到這條生產(chǎn)線。
 

　　雄克夾持技術(shù)和抓取系統(tǒng)在加工中配合
 

　　據(jù)李專家介紹，此次項目涉及兩個變速箱殼體(自動變速、手動變速)生產(chǎn)線、兩條發(fā)動機(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)，完全實現(xiàn)了柔性化、無人化的全自動化生產(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。
 

機(jī)器人通過零點定位系統(tǒng)抓取夾具子板
 

　　為了滿足客戶在一條自動線上實現(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。不同品種的工件對應(yīng)的夾具不同，因此夾具體被設(shè)計成子母板結(jié)構(gòu)，有統(tǒng)一的夾具母板，多個夾具子板對應(yīng)不同品種的工件。更換夾具子板時，機(jī)器人使用的夾具抓取機(jī)構(gòu)配置了雄克VERO-S零點定位雙模塊，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)的互換由雄克SWS快速換手裝置實現(xiàn)，由零點定位系統(tǒng)實現(xiàn)不同夾具子板與母板的快速更換、定位和鎖緊。小巨人機(jī)床有限公司自動化事業(yè)部專家級工程師吳衛(wèi)天先生對此進(jìn)行了詳細(xì)介紹。實際上，此項目生產(chǎn)線投入生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)過程能力1.67的工藝能力，綜合開動率達(dá)到88%以上，這是一個綜合多方面因素共同努力的結(jié)果。其中廣汽乘用車發(fā)動機(jī)工廠管理是保障，小巨人生產(chǎn)的高精度、高可靠的設(shè)備是基礎(chǔ)，當(dāng)然雄克的產(chǎn)品和技術(shù)同樣起到了關(guān)鍵的作用?，F(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，實現(xiàn)了全線的無人化、柔性化、自動化以及運(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。
 

變速箱殼體生產(chǎn)線
 

　　實現(xiàn)微米級定位精度
 

　　整個加工過程非常連貫，這得益于機(jī)床、機(jī)器人與夾具間的配合，來自于雄克的機(jī)器人快換、零點定位系統(tǒng)以及機(jī)械手的靈活銜接和定位。“快換機(jī)器人側(cè)和工具側(cè)就像是按扣連接方式一樣……實現(xiàn)電、氣對接、鎖緊。”李專家通過形象的比喻向筆者描述雄克SWS換手裝置的工作方式，“機(jī)器人快換可以快速切換機(jī)械手、工具端和其他執(zhí)行器等，能夠大幅減少、甚至完全取代手動操作。”朱經(jīng)理補(bǔ)充說。
 

雄克二指機(jī)械手和三指機(jī)械手正在抓取工件
 

　　在切換夾具板的過程中，雄克的零點定位系統(tǒng)起到了類似機(jī)械手的抓取作用。通過VERO-S零點定位系統(tǒng)，只需要一次操作就能實現(xiàn)定位和夾緊，并達(dá)到微米級的定位精度。這將有效縮短工件的裝卡時間，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，多可以縮短90%的工藝輔助時間。朱經(jīng)理表示：“零點定位系統(tǒng)融合了兩種基本功能，通過定位銷實現(xiàn)中心定位;通過兩個夾持滑塊實現(xiàn)鎖定，是機(jī)床精度和成本的結(jié)合。”
 

　　而在抓取工件時，為限制工件運(yùn)動自由度，即避免過定位與轉(zhuǎn)動，二指和三指機(jī)械手需同時抓取工件。“這個項目選用PGN-plus二指和PZN-plus三指機(jī)械手，該系列采用了雄克的多齒導(dǎo)軌，可以獲得更大的抓取力和更高的力矩。”朱經(jīng)理介紹道，“項目中選用了防塵和密封設(shè)計，根據(jù)具體需求還可以提供耐高溫、耐腐蝕的機(jī)械手選型。”
 

　　在這個項目中，小巨人公司使用了馬扎克專為汽車零部件批量生產(chǎn)設(shè)計研發(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，從而減少輔助時間，同時設(shè)備具備A軸、B軸、AB軸選項選擇，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，優(yōu)化自動化機(jī)器人或機(jī)械手執(zhí)行結(jié)構(gòu)。這都是FF-5000系列化設(shè)計的功勞，為生產(chǎn)線而生。”李專家介紹說道。
 

雄克為該項目提供了大批量的HSK-A 63液壓刀柄
 

　　暢談未來合作
 

　　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)。在回憶當(dāng)初選擇雄克作為此次項目的合作伙伴時，李專家表示：“雄克能夠準(zhǔn)確把握機(jī)械領(lǐng)域夾持需求的方向，完全滿足現(xiàn)今產(chǎn)品更換周期較短的需求，還可以將技術(shù)人員所想甚至未想到的想法變?yōu)楝F(xiàn)實，而且在夾持技術(shù)和抓取系統(tǒng)領(lǐng)域頗受客戶青睞。” 豐富的標(biāo)準(zhǔn)模塊程序、定制解決方案方面的寶貴經(jīng)驗，以及只有雄克可以提供的夾持技術(shù)和夾持系統(tǒng)的獨(dú)特結(jié)合，為用戶帶來了巨大的利益。
 

　　其實，馬扎克與雄克之間一直以來都保持著良好的合作關(guān)系，汽車行業(yè)更是雙方都關(guān)注的重點。擁有共同的客戶群體，這必然驅(qū)使兩者之間的合作越來越緊密。談及未來的合作前景，李專家表示：“現(xiàn)在的機(jī)械加工行業(yè)對自動化的需求越來越高，而雄克在夾持技術(shù)和抓取系統(tǒng)領(lǐng)域擁有非常全面的體系，其產(chǎn)品的精度與耐用性在業(yè)內(nèi)，相信未來我們會有更為深入的合作。”
 

　　(原標(biāo)題：夾具自動化 一鍵切換 快而)