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忠孝仁义是大丈夫所为我愿一辈子遵守这样的守则,富贵不淫贫贱不移威武不屈,任何伤害击倒不了我,我站起来的每一天都是胜利在召唤,我重视情感,因为那是生存的目的,我永远会珍惜。感恩感谢生命中所拥有的一切美好事和物,它们点亮了我生命的旅程,让我历经黑暗后能拥抱每一个灿烂的黎明在不屈中还能保持着一颗勇敢的心。

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有没有能让中小企业也能买得起用得起的自动化解决方案呢?  

2016-02-24 11:41:16|  分类: 汽车车身制造工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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有没有能让中小企业也能买得起用得起的自动化解决方案呢?


文章附图

当下,劳动力价格急剧上涨,一线操作工人的敬业精神也无法和十年前相比,这意味着中国制造业的“人口红利”在消失。劳动力紧缺和如何把人从简单乏味的重复劳动中解脱出来,是当前制造业面临的两大难题。以现代化、自动化的装备提升传统产业,推动技术红利替代人口红利,成为中国制造产业优化升级和经济持续增长的必然之选,以“机器换人”为核心的智能自动化制造已经逐步成为企业的选择。


自动化虽好,但是很多自动化方案造价昂贵,维护费用同样高居不下。举个例子,某汽车厂一条车身焊接自动化生产线,6台焊接机械手,造价1400万,工程集成实施费用150万,每年的维护费用70万。


有没有能让中小企业也能买得起用得起的自动化解决方案呢?


数控车床加工是制造业工厂非常常见的加工工序。今天,我们就来探讨数控车床加工的低成本自动化。


虽说数控车床已是自动化程度较高的现代化装备,但操作岗位依然很难招工。究其原因,直接创造价值的工件切削运动,已完全由机床来完成,数控编程大多由工艺部门或者车间级技术部门来承担,数控车床操作工的工作只剩下简单的送料和接料工作。


低成本自动化是中小企业梦寐以求的生产模式


某种程度上说,这种乏味的工作,是对人聪明才智的摧残,在劳动力紧张的当下,已经很难吸引到满怀梦想的年轻人的青睐,这也是数控车床操作工奇缺的根本原因。


在数控车床上配装自动送料和自动接料系统,是提高机床自动化程度的一种方式,可以立竿见影解决难招操作工的问题。部分工厂没有实施自动化的理由是产品利润微薄,无法支撑实施自动化的巨大投入,或者是工厂缺乏自动化的管理实施人才。数控车床自动化一定需要巨大的投入和管理费用吗?不一定,具体情况具体分析,因地制宜、量体裁衣实施自动化,完全有可能做到低成本的自动化。


数控车床的自动接料比较简单,一个气缸、一个料斗、一条传输带就可以完成全部的动作,本文不做详细介绍。而数控车床的自动送料很复杂,不同的毛坯材料形状、材质、长短、重量,都会有不同的送料方式。针对用户量最大的圆形钢件做了可行性研究,根据毛坯材料长短的区别,把送料方法分为长料自动送料和短料自动送料两大类。


数控车床长料自动送料的方法可分为推料法和拉料法两种。推料指的是推料设备位于数控车床外,用推力把长棒料从主轴通孔推入机床;拉料指的拉料装置位于机床内,用拉力把长棒料从主轴通孔拉入机床。推料法有成熟的商品化设备,如可以放置多根棒料的储料式长棒料自动送料机、放置单根棒料的单管油浴式长棒料送料机和重锤式长棒料送料机,经过制造厂商的商品化推广,在工厂中的认知度比较高,应用也比较广泛。


拉料法投入很小,因商业化的价值不高,研究和推广的人都很少,但拉料法自动送料装置的使用效果不亚于推料法的送料机,投资少、见效快,非常值得在工厂推广。


提起短料自动送料,大家比较熟悉的有关节式机械手、桁架式机械手等商品化的自动送料设备。这些机械手投资较高,柔性较好,但对于大批量的单一产品,存在着运动行程过大导致效率较低、占地面积较大导致的空间浪费、安装调试复杂、后期使用费用高等现象。很多工厂希望使用一种结构简单、投资较小、针对性强、效率高的短料自动送料装置,既要马儿跑的快,还要马儿少吃草,可以做到吗?


回答是可以做到。经过大量的工厂实践、调研、试验,通过汇总、总结、研究、改进,推出了四种投资在千元级、简易可靠的自动送料方法,在部分工厂得到了应用并得到了广泛好评。其中三种为拉料法长料自动送料,一种为短料自动送料。这四种方法可适用于任何配备自动夹紧机构的数控车床,气动夹紧、液压夹紧、电动夹紧均可,而且适合在数控车床上进行改造,改造周期短,基本不影响工厂原有的生产条件。如果目标数控车床不带自动夹紧机构,需要同时改造夹紧系统,这种情况下投资就过万了。


假设我们现在拥有一台带液压卡盘的排刀式数控车床,液压卡盘和液压油缸为中空,可穿过主轴的最大棒料直径为45毫米。现以这台数控车床作为参照物,来描述四种自动送料方法的原理和优缺点。


①拉钩式拉料器实现长料自动送料


首先需要自制一套毛坯长棒料支撑装置,针对的毛坯长棒料长度不超过2.5米。方法是:测量毛坯棒料直径和车床主轴拉管内径,车削5-10只尼龙套,尼龙套的外径小于主轴拉管内径、内径略大于棒料外径,将尼龙套放置于车床主轴拉管内,目的是为了防止长棒料在主轴内甩动;用角钢焊接一个三脚架,三脚架上安装一个轴承座,调整轴承座的中心高和车床的主轴孔中心高一致,车削一只尼龙套,尼龙套的外径等于轴承座的内孔尺寸、内径略大约棒料尺寸,把尼龙套镶嵌入轴承座,目的是为了防止长棒料在机床主轴外的部分甩动。


然后制作一个拉料钩,拉料钩的宽度不大于2毫米,将拉料钩安装在排刀座上。


自动送料实现方法:先将毛坯棒料穿过轴承座,穿过主轴拉管通孔,露出待加工的部分;对刀,卡盘夹紧,车削第一个工件,切断已经完成加工的工件,然后用切槽刀在毛坯待加工表面割一个小于2.5毫米的浅槽,车床主轴停止;拉料钩Z向进给到浅槽处,X向进给至槽底,卡盘松开;拉料钩将棒料拉到待加工位置,卡盘夹紧,主轴转动,继续加工。周而复始,直至棒料用完,重新换棒料加工。


这种拉料方法的优点是没有技术门槛,投资非常的少,改造周期非常短,对棒料的重量不敏感,缺点是如果切削屑卡入浅槽,拉出棒料的长度可能不会很准确。


②弹簧式两爪拉料器实现长料自动送料


首先自制一套①中的毛坯长棒料支撑装置。然后自制一只弹簧式两爪拉料器,也可直接购买尺寸适合的商品化机械两爪,安装在排刀座上,测量棒料直径,把拉料器两爪的间距调整为小于棒料直径0.5-0.8毫米。


自动送料实现方法:先将毛坯棒料穿过轴承座,穿过主轴拉管通孔,露出待加工的部分;对刀,夹紧卡盘,车削第一个工件,切断已经完成加工的工件,主轴停止;然后将弹簧式两爪拉料器Z向进给推到棒料上,利用弹簧压力夹住棒料,卡盘松开;弹簧式两爪拉料器将棒料拉到待加工位置,卡盘夹紧,主轴转动,继续加工。周而复始,直至棒料用完,重新换棒料加工。


这种拉料方法的优点是没有技术要求,投资较少,改造周期非常短,缺点是如果棒料重量过大,弹簧力的夹紧力不够,会出现拉不动的现象。


③三爪手指气缸实现长料自动送料


首先自制一套①中的毛坯长棒料支撑装置。购买一只小直径的三爪/两爪手指气缸,接上气管,用数控系统的I/O输出来控制气缸,同时设定M代码定义。将三爪手指气缸安装在排刀座上。


自动送料实现方法:先将毛坯棒料穿过轴承座,穿过主轴拉管通孔,露出待加工的部分;对刀,夹紧卡盘,车削工件,切断已经完成加工的工件,主轴停止;三爪手指气缸夹住棒料,卡盘松开;弹簧式两爪拉料器将棒料拉到待加工位置,卡盘夹紧,主轴旋转,继续加工。周而复始,直至棒料用完,重新换棒料加工。


这种拉料方法的优点是投入少,改造周期短,夹紧力较大,拉出棒料的长度比较精准,缺点是需要用户对数控系统和电气有相当的了解,并具备一定的电气调试能力。


④普通气缸结合三爪手指气缸实现短料自动送料


首先购买一只小直径的三爪手指气缸,接上气管,用数控系统的I/O输出来控制气缸,同时设定M代码定义,将三爪手指气缸安装在排刀座上;然后在车床主轴一侧的钣金上开一个孔,孔的高度和三爪手指气缸的中心高一致,孔上安装一根直滑道,滑道末端安装一个普通小直径气缸,同时安装一根斜滑道到车床外部,和一个振动盘的轨道对接,用数控系统的I/O输出来控制该气缸,同时设定M代码定义。


自动送料实现方法:通过振动盘将短坯料排序到斜滑道,通过重力滑到直滑道处;三爪手指气缸移动到直滑道的出口处,普通气缸将工件推入三爪手指气缸,三爪手指气缸夹紧工件;车床卡盘松开,三爪手指气缸将工件递入卡盘,卡盘夹紧,主轴旋转,开始加工,周而复始。


这种拉料方法的优点是投入不大,效率高于关节式和桁架式机械手,配上①中的毛坯长棒料支撑装置即可兼容长料自动送料,缺点是需要对数控系统和电气有相当的了解,并具备设备的调试改造能力,改造周期相对较长,有些数控车床上不一定有改造的空间,比较适合在机床厂家推广此技术。


通过合适的方法和部分自制件来实施数控车床自动化,可以有效降低投资成本,减少维护难度和使用费用,何乐不为?


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