机器人为生产力提高提供助力

作者:RALF HöGEL 文章来源:MM《现代制造》 点击数:387 发布时间:2017-08-10
一家汽车供货商采用了一个方法,使得加工制造8速自动变速器驱动轮的设备生产能力提高了一倍。这是包含了两台机床的三级自动化方案,由3台机器人承担了全部的零件转送工作。
机器人为生产力提高提供助力

图1  在工件完成车加工后,第2台机器人将工件取出并实施接下来的作业步骤

Saarmetall集团的SM France公司作为汽车供货商是一家有名的企业。这家公司位于法国的Sarreguemines,是一家大批量生产汽车变速器结构部件的专业生产厂商。此外,公司还受到ZF腓特烈港的委托生产8速自动变速器的驱动轮。这种驱动轮的加工分为三步:钢制原坯在一个车加工中心进行多种加工;在一台机床上进行内齿轮精准拉削;进行零件清洁。

缩短了机器设备的非生产辅助时间

之前SM France公司的加工机器上安装装置及取走加工工件的工作均是由人工完成。为了实现自动化,SM France公司在两台加工机床上尝试采用了一台适合的系统集成装置。在对相关的各个设备生产厂商提供的潜力技术方案进行分析后,公司最终选择了位于Donaueschingen的EGS自动化公司的建议。

EGS公司的团队研发出使用了3台Yaskawa机器人的量身定制的自动化技术方案,该技术方案能够准确符合SM France公司的要求。实际上,该技术方案由3个部分组成,当第二个部分从机床上取下已加工好的工件并将其进行再堆置时(图1),第一个部分便在为车加工中心加装加工工件(图2)。第三部分则操作搬空机床并将完成加工的驱动轮转送给后方的零件清洁装置。

图2  由一大型带有一个双3截夹具的6轴MH50型6轴机器人往清洁机装和取出加工好的工件

SM France公司须加工的钢制变速器驱动轮坯件最大的重量为6 kg,需加工不同异型部件的外径,其变化范围为90~110 mm,最大长度为130mm。由在1000 mm×1200 mm的托盘内的一个工件托架系统来输送各个位置上的车加工工件,由于工件托架系统很大,所以一个托架系统上可以安装60个驱动轮。与之相适配的带有2个或4个货板的部分可以安置工件,以保证设备多个小时的自动化运行。

  除了为毫无问题的加工机床安置和取出加工工件外,MH50型Motoman机器人还承担其他操作任务

由一台HP20D型Motoman机器人来承担HK-Con 4轴车加工中心的加工工件的安置作业,该机器人在机床工件安置装置上放置了两个毛坯部件(图3)。一台6轴机器人从托盘上连续抓取所需的加工工件,并将其准确的放置在机床交接单元中定义的位置上。在此,关键点是所选择的机器人既要结构紧凑,又要工作半径大。当机床不能按临界循环时间放置加工工件时,那么机床的高效性便仅成为了一个次要因素。

机器人也可以完成工件的清洁和检测工作

部分2始终负责取出工件,这里使用一台HP20D型机器人,此处对机器人的要求更多。该6轴机器人不仅是将进行车加工的工件从机床的交接单元取出并放置在一个空托盘上,而且期间还要运行到2个其他位置。第一站是采用压力空气清洁工件的位置,第二站是完成对工件的全部检测任务,也就是进行检测并打上标记。Röhring表示:“如果没有高性能的HP20D型Motoman机器人,便不可能确保所要求的循环作业时间。”

在完成工件车加工之后,便要进行内齿轮清洁。SM France公司有足够的理由放弃车加工中心与清洁机器的自动化连接。Maul表示:“我们的内齿轮清洁机有3个清洁站点,性能特别好,在预连接的车加工中心满负荷充分利用的情况下,还总是有灵活的生产能力。我们有规律的利用这样的生产能力来完成其他加工作业任务,这样我们便不考虑车加工中心与清洁机的固定连接。”

由此,便确保了EGS公司拥有手工连接机器设备的高度灵活性。为了确保相应的自动化,该公司的工件清洁机有一个用于总共可装240个加工工件的4个托盘的存储器。由一台MH50型Motoman机器人来负责为清洁机安置和取出工件,该机器人带有一对3截夹具,作业方式特别稳定(图4)。由于采用夹具和EGS公司独有的机器设备,所以更换加工工件非常省时,且不存在加工工件的中间摆放过程。各夹具进行气动调节,这样夹具装置便能够自动与工件清洁机的各种不同的分布间隔相匹配,并能够自动与缓冲托盘相匹配。

除了放置清洁机的加工工件外,MH50型Motoman机器人还有一些其他的操作任务(图5)。在变速器驱动轮放在零件清洁网前,带有工件的6轴机器人行至一个离心机和一个压力空气排气装置。Röhring表示:“对我们的综合性加工作业任务来说,MH50型Motoman机器人是很好的机器人。由于该型机器人作用半径大,所以到各个站点毫无问题。”

机器人解决方案使人信心十足

现在,SM France公司的所有生产团队均从所采用的机器人技术解决方案中获益,但也不总是这样。Winfried Maul回忆道:“当带有机器人的机床这一自动化理念刚流行起来时,起初我们企业的员工还是持怀疑态度。他们为工位的安全担心,对操作中出现的问题完全无法理解。但现在这些工作人员对企业设置的机器人保持肯定态度。毫无疑问,他们的工作内容比过去有趣多了,许多工作人员通过他们获得的机器人技术诀窍增长了宝贵技能,现在机器人替代工作人员承担起了繁重的工作。”