原来20分钟现在20秒,机器人上下料让生产效率翻番

——记首都航天机械公司机器人上下料系统开发应用
发布时间 : 2018-01-05     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  前不久,在中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)所属首都航天机械公司阀门生产车间的生产线上,多了一台用于上下料的机器人。它只要20秒,便可完成原来至少需要20分钟才能完成的上料、下料等一系列工序,使车间生产效率翻了一番。

 

订制“航天版机器人”

 
  以前,阀门壳体类产品加工过程中,人工操作占据了一半时间,且一天的产能只有10件,与型号要求的生产效率相差甚远。
  着眼未来型号研制需求及智能制造发展趋势,首都航天机械公司计划在生产中引进机器人。在批量大、加工时间短的中小零件加工方面,机器人上下料具有十分明显的优势,但航天产品品种多、批量小,是机器人应用的难点。对此,车间进行了大量的攻关工作,避免机器人“水土不服”。
  机器人由机械臂和机械手抓组成。公司与厂家合作,首先购买了机械臂,而机械手抓由于需要实现的功能多且复杂,一般无法直接购买,必须根据加工特点研制而成。于是,公司开始自己确定机械手抓的方案。
  考虑到车间主要产品有圆柱形和方形两大类,于是,车间设计了两只不同装卡方式的“手”,一只是两爪的,用来抓取圆柱形产品;另一只则是三爪的,用来抓取方形产品。
  机械手抓上安装了工业摄像机,它相当于机器人的眼睛,在装卡产品时,可识别出产品的外形和位置,并将数据传递给机器人的操控系统,从而指挥机器人用哪只“手”在哪个位置抓取零件。此外,车间还给两只手都安装了保护垫,避免在抓取过程中对产品造成损伤。除了核心功能的开发,车间还研发了气动设备、传感器、机械部件、多余物自动吹除等功能。
  这台按照产品特点量身打造的“航天版”机器人,已经可以代替人完成加工前的准备工作。

 
打造机器人专用机床

 
  机器人上线后,可以省去大量的上料、下料人工操作,然而对于整个上下料系统而言,这只完成了一半的工程。要真正提高生产效率,实现阀门加工单元内的流水作业,还必须打造一台能够自动化快速装卡的机床,与机器人无缝对接、携手合作。
  “机器人将产品送到机床上后,还要将产品与工装和机床工作台进行装卡、找正和固定。”车间工艺员张军介绍说,“以前,为保证装卡精度,需要反复拆卸夹盘找正,耗费很长时间。”对机床进行自动化装卡改造,势在必行。
  车间围绕类似的自动化装置,进行了广泛的市场调研。但是,由于产品复杂、对机床要求较高,市场上无法购置现成的产品。
  车间攻关小组经过不懈努力,研制出自动夹盘、装夹工装,两者一结合,机床便可根据机器人指令,实现产品自动夹紧、松开和装夹定位等功能。
  至此,无论是机器人,还是机床,都已能够满足生产需要。机器人上下料系统上线后,车间每天产能由原来的10件提高到25件,生产效率大幅提升,有力保障了型号研制进度。
  机器人上下料系统用于航天型号生产线还只是开始,未来,在通往智能制造的路上,相信还会有更多的惊喜与突破。

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