YH20603G弧齿锥齿轮自动生产线研制成功天津市精诚机床制造有限公司吴立模，付延军，马健，林汉元，张淑静天津大学机械学院赵臣，洪鹰，王刚，孙泽雷，刘宏业摘要：通过厂校密切合作，自主研制出了国内第一条弧齿锥齿轮自动生产线。该生产线由2台YH603G型数控弧齿锥齿轮加工机床、1台直角坐标机器人及配套的上下料装置组成，节拍为2－5分钟。该生产线属国际先进的第三代柔性制造系统FRS。参加2008年北京数控机床展览会，受到有关领导和媒体的赞扬以及广大用户的关注。上世纪八十年代初期，国外推出以数控机床、数控技术为基础的柔性制造单元（FMC）替代传统的刚性生产线，开创柔性生产线之先河。后来又发展成FMS（柔性制造系统）。由于FMS很复杂，使用维护难度大，价格昂贵，没有普及，而被FTL所代替。近几年又出现第三代柔性制造系统FRS，（FRC），利用机器人操作的新一代柔性制造技术。这种柔性生产线由多个动力头（或多台机床）组成，在动力头上方装有由数控系统控制的悬挂机械手，机械手沿桥式导轨及垂直滑枕作三坐标移动。机械手爪夹持毛坯或加工完的工件，能准确将毛坯定位，或运送到另外一个工位（包括送到中间储料库），机械手的动作程序与机床加工的工步顺序统一由数控系统控制。与过去几代柔性制造系统比FRS机床结构紧凑，占地面积小，不像前两代柔性制造系统有装在机床外侧的工件交换托盘、转台，或运送小车。而FRS轻巧的机械手装在动力头上方，既节省空间，还节省辅助时间，而且造价也便宜很多。天津市精诚机床制造有限公司为国内著名的弧齿锥齿轮机床生产商，其生产的小模数数控弧齿锥齿轮加工机床连续3年排行国内第一位。精诚机床产品远销到德国、美国、日本、韩国等发达国家，在国际上也具有较高的知名度。公司上下积极拼搏，牢记“快鱼吃慢鱼”道理，不断进行技术创新，每年都推出创新产品。2007年下半年，考虑到小模数弧齿锥齿轮加工时间短、需求量大等情况，决定研制一条自动化生产线，以1台三座标机器人为2台机床上下料，既可以有效减少加工辅助时间，提高劳动生产率，也能将操作工人从单调生产劳动中解放出来，提高企业竞争力。该生产线通过厂校合作，不到一年时间研制成功，该生产线属国际先进的第三代柔性制造系统FRS。参加2008年北京数控机床展览会，受到有关领导和媒体的赞扬以及广大用户的关注。一、机器人选型及技术分析为了尽可能节省空间，在集体讨论生产线方案时决定将上下料机器人布置在两台机床上方。由于横向跨度较大，并且上下料时作业空间相当狭窄，决定选用直角坐标机器人结构方案。机器人横向移动为两台机床服务，利用纵轴和垂直滑枕手爪下移到机床芯轴位置并完成上下料作业。拟采用的机器人有两种解决办法，一是购买，二是自己制造。国际上有数家著名的直角坐标机器人生产厂家。德国BAHR公司为世界上著名的直角坐标机器人专业制造厂商，几十年来一直专注于直线定位系统及产品的研究和开发，在业内取得了良好声誉，其产品被广泛应用于诸如汽车、电子、电器、检测、医疗、航天、食品等领域，其型材内部配有特殊的钢轨以保证高的机械强度和平行度，负载从5Kg到3000Kg不等，重复定位精度有±0.2mm、±0.1mm、±0.05mm到±0.01mm。德国BERGERLAHR公司是另一家著名的生产厂商,该公司生产多种规格的直线运动单元/导轨、步进电机、交流伺服电机、直线电机和多轴数控系统，提供各种规格的线性导轨、二维、三维标准机器人及用户专用机器人和生产线。由于其导轨、驱动电机、减速机和控制系统等所有部件均全部自己生产，其机器人具有很高的整体性能。德国roboworker公司是第三家著名的直角坐标机器人供应商，该公司研发和生产多种规格的直线运动单元、各种手爪、伺服电机、控制系统以及图象处理系统等。日本最著名的直角坐标机器人厂商是雅马哈发动机有限公司。其新机型“PHASERMF15”2008年初上市，截面尺寸仅为100×80mm，但可以搬动重达15kg的重物，额定推力达到50N。韩国Dasarobot机器人采用高刚度铝合金机座和防尘用不锈钢机罩，行程最大能达到7000mm，可在洁净度为cleanclass10的环境中工作。国内有能力提供直角坐标机器人的单位主要有3家。哈尔滨工...
