沈文磊

沈陽精銳數(shù)控機(jī)床有限公司 遼寧沈陽 110000

柔性制造技術(shù)作為制造領(lǐng)域的核心技術(shù)，優(yōu)勢(shì)突出，不僅高效，且靈活，目前在諸多領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用，柔性制造技術(shù)已逐漸成為精益生產(chǎn)和智能制造的前提和基礎(chǔ)。在汽車行業(yè)中，柔性化生產(chǎn)主要表現(xiàn)為將平臺(tái)化和模塊化生產(chǎn)結(jié)合，并使用最簡單的工裝夾具，充分提高工裝設(shè)備的利用率。汽車加工柔性化制造主要通過設(shè)備及加工主線實(shí)現(xiàn)，汽車加工柔性化制造中較為關(guān)鍵的是將工裝夾具進(jìn)行柔性化設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)方式大概有以下幾種：第一，利用氣缸平移定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行加工，從而避免了不同規(guī)格型號(hào)零部件加工的難度；第二，利用同一支座，將兩組甚至多組定位組件放置于支座上進(jìn)行加工。人工加工主要通過人工對(duì)夾具位置進(jìn)行確認(rèn)，而自動(dòng)生產(chǎn)線中，主要通過信號(hào)檢測就可以判斷夾具的位置是否正確。文章從零點(diǎn)定位系統(tǒng)出發(fā)，結(jié)合加工柔性化生產(chǎn)做具體介紹[1]。

1 零點(diǎn)定位系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國學(xué)者阮婷和彭志華早在2016 年就在其研究中指出了零點(diǎn)定位系統(tǒng)在變速器鋁殼體生產(chǎn)線中的應(yīng)用，并提出零點(diǎn)定位系統(tǒng)主要由工作臺(tái)卡盤、護(hù)板等構(gòu)成，零點(diǎn)定位系統(tǒng)主要目的是實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)的精準(zhǔn)定位。學(xué)者劉志強(qiáng)、王東在2015 年提出零點(diǎn)定位系統(tǒng)的定位塊較多，至少有4 個(gè)精度極高的定位塊，且定位塊間的位置公差在φ0.01mm 內(nèi)，托盤與工作臺(tái)間的重復(fù)定位精度可以達(dá)到±0.002mm。零點(diǎn)定位系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，夾具被牢牢固定在工作臺(tái)上，從而保證位置坐標(biāo)不變，托盤位于機(jī)床外，可以實(shí)現(xiàn)裝夾等操作，當(dāng)工件坐標(biāo)位置固定時(shí)，可直接實(shí)現(xiàn)零件加工無需二次找正。零點(diǎn)定位系統(tǒng)有利于提高加工效率和質(zhì)量，將誤差嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)，進(jìn)一步提升加工產(chǎn)品的品質(zhì)[2]。

2 零點(diǎn)定位系統(tǒng)在柔性生產(chǎn)線中應(yīng)用

2.1 零點(diǎn)定位系統(tǒng)

為保證定位和鎖緊操作的同步進(jìn)行，可采用通用夾頭的鎖緊模塊。根據(jù)定位原理圖可知，零點(diǎn)定位系統(tǒng)分為三個(gè)模塊，1 號(hào)模塊是系統(tǒng)零點(diǎn)，2 號(hào)模塊是調(diào)節(jié)模塊，3 號(hào)模塊則是鎖緊模塊。其中，2 號(hào)模塊的調(diào)節(jié)主要是保證重復(fù)定位精度，通常將精度控制在±0.002mm 以內(nèi)；3 號(hào)模塊實(shí)現(xiàn)鎖緊功能，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其最大的作用力約為140000N。

2.2 專用夾具運(yùn)行系統(tǒng)

整車生產(chǎn)的柔性線主要采用組合式定位夾具。其中，一臺(tái)轎車的車身總成夾具有四個(gè)模塊，前段夾具包含1、2 模塊，后段夾具包含3、4 模塊。

通過預(yù)裝將轎車的下車體、左右側(cè)圍總成后以及后橫梁和頂蓋前拼接后，再調(diào)節(jié)滾床高度，將滑撬進(jìn)車體結(jié)構(gòu)內(nèi)。在滾床的過程中，車身通過滑撬從預(yù)拼工位到達(dá)合并工位，感應(yīng)器對(duì)滑撬的位置移動(dòng)作出感應(yīng)后，滾床開始下降，由此白車身自動(dòng)落入主拼工位。夾具的四個(gè)模塊主要通過換槍盤和機(jī)器人連接。柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的機(jī)械臂將將模塊1、2 與上端的兩個(gè)零點(diǎn)定位系統(tǒng)進(jìn)行組合，使它們組成一個(gè)整體。模塊1、2 組合后，同時(shí)進(jìn)行下降和上升操作，當(dāng)操作高度到位后，則1、2 模塊會(huì)與下方的4 個(gè)零點(diǎn)定位系統(tǒng)結(jié)合，通過鎖緊功能將其固定到定位夾板上。

圖1 夾具運(yùn)行系統(tǒng)

2.3 零點(diǎn)定位系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析

零點(diǎn)定位系統(tǒng)具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，特別是在組合式夾具應(yīng)用方面，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，將專用夾具進(jìn)行拆分，將原來的夾具分為兩個(gè)部分，避免了單個(gè)夾具重量過大，并且固定效果明顯提高，通過機(jī)器人實(shí)現(xiàn)切換，極大的提高了切換效率，結(jié)合多車型柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，使得整個(gè)生產(chǎn)線切換更加簡便。第二，單一模塊進(jìn)行拆分后體積變小，存儲(chǔ)空間也相應(yīng)減少，使生產(chǎn)廠的場地變得更加富余。第三，很好的降低了成本?？紤]到零點(diǎn)定位的特殊優(yōu)勢(shì)，還要加強(qiáng)車體自身的零件精度以及定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性，才能更好的發(fā)揮作用[3]。

3 結(jié)語

結(jié)合零點(diǎn)定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的柔性加工件生產(chǎn)線，能極大的簡化工作流程，提高工作效率，使零件加工的各個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化[4]。零點(diǎn)定位系統(tǒng)在柔性生產(chǎn)線中優(yōu)勢(shì)突出，在實(shí)際應(yīng)用中要充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更好更快的發(fā)展，提升企業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和精準(zhǔn)生產(chǎn)，從而幫助企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。