一鍵即可快換，看夾具系統(tǒng)在自動化產(chǎn)線中的作用

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自動化大潮下，制造業(yè)都在尋找更優(yōu)質(zhì)的解決方案，而夾持和抓取系統(tǒng)在構(gòu)建無人化、柔性化、全自動化生產(chǎn)線中越來越具有舉足輕重的作用，從大企業(yè)的合作中我們或許能窺探出這樣的趨勢。

廣汽集團的傳祺系列是已經(jīng)創(chuàng)造逾50萬輛銷量的明星車型，對于全自動化生產(chǎn)線的需要也應(yīng)運而生。廣汽與馬扎克合作的自動化生產(chǎn)線項目，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桁架機器人以及FANUC機器人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、手爪都采用了快換模塊，包括雄克零點定位系統(tǒng)18對、負載150 kg的快換機器人側(cè)9個與工具側(cè)27個、機械手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。

▲ 變速箱殼體生產(chǎn)線

此項自動化生產(chǎn)線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)動機缸體生產(chǎn)線、一條連桿生產(chǎn)，每條生產(chǎn)線可進行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)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，殼體采用地軌式機器人上下料，缸體線采用桁架機械手式上下料，生產(chǎn)布線中根據(jù)需求設(shè)置機器人快換、機械手及夾具子板等待命工位的設(shè)計。

▲ 機器人快換裝置

為了實現(xiàn)在一條自動線上實現(xiàn)多品種兼容生產(chǎn)的要求，機器人配置了兩種抓取機構(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，機器人使用的夾具抓取機構(gòu)配置零點定位雙模塊，與夾具子板上的定位銷配合夾緊，使其快速移至機床內(nèi)部。

機器人抓取機構(gòu)的互換由快速換手裝置實現(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。

▲ 機器人通過零點定位系統(tǒng)抓取夾具子板

“快換機器人側(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。”這個形象的比喻描述出了換手裝置的工作方式，機器人因此可以快速切換機械手、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。

在切換夾具板的過程中，應(yīng)用零點定位系統(tǒng)只需一次操作就能實現(xiàn)定位和夾緊，并達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，最多可以縮短90%的工藝輔助時間。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，很好的平衡了機床精度和成本。而在抓取工件時，為限制工件運動自由度，即避免過定位與轉(zhuǎn)動，二指和三指機械手需同時抓取工件。

▲ 機械手抓取工件

機床方面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。該機床系列結(jié)構(gòu)緊湊，具有高速進給速度和高加速度，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)，減輕機器人或機械手零件姿態(tài)進行的設(shè)計結(jié)構(gòu)負擔，可靈活調(diào)整生產(chǎn)線的機械布局，簡化兼容性設(shè)計，優(yōu)化自動化機器人或機械手執(zhí)行結(jié)構(gòu)。

▲ 液壓刀柄

此項目生產(chǎn)線投入生產(chǎn)后能夠?qū)崿F(xiàn)過程能力1.67的工藝能力，綜合開動率達到88%以上，這是一個綜合多方面因素共同努力的結(jié)果。發(fā)動機工廠的高效管理是保障，高精度、高可靠的主機設(shè)備是基礎(chǔ)，而夾具和抓取系統(tǒng)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、自動化以及運行的穩(wěn)定性和可靠性，從而提升了生產(chǎn)效率與產(chǎn)能。

結(jié)語

不斷縮短的產(chǎn)品生命周期，快速擴展的產(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)�，F(xiàn)在的機械加工行業(yè)對自動化的需求越來越高，把握機械領(lǐng)域夾持技術(shù)的發(fā)展方向，才能不斷滿足產(chǎn)品更換周期較短的需求。（來源夾具俠）

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