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       摘 要：齒輪即輪緣上有齒、能連續嚙合傳遞運動和動力的機械元件，其作用一是傳遞動力，二是傳遞運動，它在機械傳動甚至整個機械領域中的應用極其廣泛。齒輪的大批量、自動化生產，不但可以滿足逐年增加的產量需要，更能節省生產時間、提高生產效率?，F將齒輪加工工藝與工業機器人應用相結合，闡述了齒輪自動化生產的新模式。
 
      關鍵詞：圓柱齒輪；自動化；機器人
 
      0 引言
   
      本文所述齒輪自動化生產新模式也稱為圓柱齒輪加工自動化生產線，主要加工設備有數控車床、滾齒機、倒棱機和剃齒機等，配套設備有工業機械手、儲料架、鏈板線、孔檢測儀、甩干機等。人工只需將毛坯放到毛坯儲料架上，自動線運轉，工業機器人自動完成上下料，鏈板線實現工件在加工設備之間的運輸，齒輪加工完成后，人工對成品料架下料即可。
 
     1 、工業機器人技術的應用及發展
 
     工業機器人是廣義機器人的一種，由操作機、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作、自動控制、可重復性編程的機電一體化的自動化生產設備，能夠在三維空間內自動完成各種作業，特別適合多品種、變批量的柔性生產，對改善勞動條件，穩定、提高產品質量，提高生產率，以及產品的快速更新換代有著非常重要的作用。在現代制造領域，隨著工業自動化的快速發展，工業機器人已經成為自動化的核心裝備，它在與工作環境交互方面與一般的工業數控設備有著明顯的區別。一般來說，工業機器人有以下幾個方面的顯著特點：

     （1）仿人功能。工業機器人通過各種傳感器感知工作環境，實現自適應能力。在功能上模仿人的腰、臂、手腕、手爪等部位達到工業自動化的目的。
     （2）可編程。工業機器人作為柔性制造系統的重要組成部分，可編程能力是其適應工作環境改變能力的一種體現。
     （3）通用性。一般把工業機器人分為通用和專用兩類。對于通用性的工業機器人，只需要更換不同的末端執行器就可以完成相對應的生產任務。
     （4）良好的環境交互性。在沒有人為干預的條件下，智能工業機器人對工作環境有自適應控制的能力與自我規劃的能力。
 
     2 、齒輪自動化生產模式
 
     以下結合一個大車間自動化類的項目對生產模式進行介紹，齒輪加工工藝如表1所示。

     圓柱齒輪加工自動化生產線布局示意圖如圖1所示。
  
   

    
                圖1 圓柱齒輪加工自動化生產線布局示意圖
  
   
     齒輪加工自動化系統結構設計如下：
 
     2.1 毛坯儲料架和成品儲料架
   
     毛坯人工放至到轉盤上，此轉盤有12個工位，每一工位約堆疊毛坯20個左右，轉盤有一個工位（上料位）在機械手Ⅰ的運動范圍內，機械手可以將最頂的一個毛坯取走，該工位下設有頂升裝置，最頂的毛坯被取走后，頂升裝置運轉，將下一個毛坯送到頂端，以供機械手Ⅰ下一次取料，如此動作，待此列毛坯被抓取完后，轉盤順時針旋轉一個角度，將下一列毛坯轉到機械手Ⅰ的上料位，供機械手Ⅰ抓取。如此反復，實現自動上料。成品儲料架與毛坯儲料架結構一樣，動作相反，實現機械手Ⅲ的下料動作，成品儲料架滿料后，發出信號，人工進行下料動作。

     2.2 鏈板線A和鏈板線B
   
    由于數控車床1與數控車床2外形尺寸較大，機械手Ⅰ與機械手Ⅱ的運動范圍有限，故使用鏈板線A來實現OP1在它們之間的運輸，機械手Ⅰ將OP1放到鏈板線A的左端，鏈板線A的電機運轉，帶動其上面的OP1，將OP1運送至右端，此處有定位機構實現定位，傳感器檢測物料，發出信號，機械手Ⅱ過來抓取。鏈板線B與鏈板線A的功能相似，實現機械手Ⅱ與機械手Ⅲ對于OP3的運輸。
 
 
    每個機械手執行端都配有兩個手爪，一個手爪負責對加工設備的上料動作，另一個手爪負責對加工設備的下料動作，像人的兩只手一樣，實現快速上下料。機械手Ⅰ相對應數控車床1上下料，機械手Ⅱ相對應數控車床2上下料，機械手Ⅲ相對應滾齒機、倒棱機和剃齒機上下料，其中，滾齒機、倒棱機和剃齒機加工完成后，需要將工件放在甩干機上，進行甩干后，機械手Ⅲ再對其進行下一道工序的上下料。
 
    2.3 總控臺
 
    針對整套圓柱齒輪加工自動化生產線的專門定制開發的總控界面，可以實現分系統中各模塊的各狀態信息的顯示和設備操作功能?？捎糜谟蓴悼貦C床、機器人組成的自動生產線，還可接入工廠局域網，支持遠程設備監控、工藝管理等，實現生產自動化與信息化、網絡化的無縫結合。
 
    以上所述圓柱齒輪加工自動化生產線即齒輪加工新模式，其可根據每一工序的加工時間來配置加工設備的數量，如數控車床加工時間較長，機械手Ⅱ處可多放置一臺數控車床；機械手Ⅲ對應的加工設備較多，可多建立幾個單元，再使用鏈板線進行OP2的輸送。根據不同情況，配置加工設備與機械手的數量，靈活布局，可提高設備使用率及生產效率。
 
     3 結語
 
    齒輪廣泛應用于機械工業，尤其是在汽車和重型機械領域，齒輪的連續嚙合能傳遞運動和動力。目前，大多數企業在齒輪倒角加工和去毛刺工序中的齒輪送料過程都是人工操作，不僅效率低，而且還存在操作者發生工傷事故的隱患。為了降低生產成本，提高勞動生產率，改善勞動條件，眾多加工制造企業無一例外地把目光轉向了工業機器人。工業機器人是工業生產過程中發展起來的一種高度自動化和機械化的機械設備，其實現了自動化和機械化的有機結合，被用于一些工作環境差、勞動強度大以及人類難以適應的環境中，不僅可以減輕人的勞動強度，還能提高勞動生產率，故而在國防、醫療、工業生產各方面都得到了廣泛應用。
 

    本文針對齒輪自動化生產新模式的研究適應時代發展潮流，具有現實意義。