摘 要：齒輪即輪緣上有齒、能連續(xù)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(chǎn)，不但可以滿足逐年增加的產(chǎn)量需要，更能節(jié)省生產(chǎn)時間、提高生產(chǎn)效率。現(xiàn)將齒輪加工工藝與工業(yè)機器人應用相結合，闡述了齒輪自動化生產(chǎn)的新模式。

0 引言

本文所述齒輪自動化生產(chǎn)新模式也稱為圓柱齒輪加工自動化生產(chǎn)線，主要加工設備有數(shù)控車床、滾齒機、倒棱機和剃齒機等，配套設備有工業(yè)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(yè)機器人自動完成上下料，鏈板線實現(xiàn)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(yè)機器人技術的應用及發(fā)展工業(yè)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(tǒng)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(chǎn)設備，能夠在三維空間內自動完成各種作業(yè)，特別適合多品種、變批量的柔性生產(chǎn)，對改善勞動條件，穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質量，提高生產(chǎn)率，以及產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代有著非常重要的作用。在現(xiàn)代制造領域，隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展，工業(yè)機器人已經(jīng)成為自動化的核心裝備，它在與工作環(huán)境交互方面與一般的工業(yè)數(shù)控設備有著明顯的區(qū)別。一般來說，工業(yè)機器人有以下幾個方面的顯著特點：

（1）仿人功能。工業(yè)機器人通過各種傳感器感知工作環(huán)境，實現(xiàn)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(yè)自動化的目的。

（2）可編程。工業(yè)機器人作為柔性制造系統(tǒng)的重要組成部分，可編程能力是其適應工作環(huán)境改變能力的一種體現(xiàn)。

（3）通用性。一般把工業(yè)機器人分為通用和專用兩類。對于通用性的工業(yè)機器人，只需要更換不同的末端執(zhí)行器可以完成相對應的生產(chǎn)任務。

（4）良好的環(huán)境交互性。在沒有人為干預的條件下，智能工業(yè)機器人對工作環(huán)境有自適應控制的能力與自我規(guī)劃的能力。

2 齒輪自動化生產(chǎn)模式以下結合一個大車間自動化類的項目對生產(chǎn)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(chǎn)線布局示意圖如圖1所示。齒輪加工自動化系統(tǒng)結構設計如下：

2.1 毛坯儲料架和成品儲料架毛坯人工放到轉盤上，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^頂?shù)囊粋€毛坯取走，該工位下設有頂升裝置，^頂?shù)拿鞅蝗∽吆?，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(xiàn)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(xiàn)機械手Ⅲ的下料動作，成品儲料架滿料后，發(fā)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(shù)控車床1與數(shù)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(xiàn)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運送右端，此處有定位機構實現(xiàn)定位，傳感器檢測物料，發(fā)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(xiàn)機械手Ⅱ與機械手Ⅲ對于OP3的運輸。每個機械手執(zhí)行端都配有兩個手爪，一個手爪負責對加表1 齒輪加工工藝序號 工序內容 設備OP1 車外圓及正端面 數(shù)控車床 1OP2 車內圓及反端面 數(shù)控車床 2OP3 檢測內孔精度 孔檢測儀OP4 滾齒 滾齒機OP5 甩干 甩干機OP6 倒棱邊 倒棱機OP7 甩干 甩干機OP8 剃齒 剃齒機OP9 甩干 甩干機圖1 圓柱齒輪加工自動化生產(chǎn)線布局示意圖◆裝備應用與研究 裝備應用與研究◆機電信息 2016 年第 21 期總第 483 期工設備的上料動作，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(xiàn)快速上下料。機械手Ⅰ相對應數(shù)控車床1上下料，機械手Ⅱ相對應數(shù)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(chǎn)線的專門定制開發(fā)的總控界面，可以實現(xiàn)分系統(tǒng)中各模塊的各狀態(tài)信息的顯示和設備操作功能?？捎糜谟蓴?shù)控機床、機器人組成的自動生產(chǎn)線，還可接入工廠局域網(wǎng)，支持遠程設備監(jiān)控、工藝管理等，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化與信息化、網(wǎng)絡化的無縫結合。以上所述圓柱齒輪加工自動化生產(chǎn)線即齒輪加工新模式，其可根據(jù)每一工序的加工時間來配置加工設備的數(shù)量，如數(shù)控車床加工時間較長，機械手Ⅱ處可多放置一臺數(shù)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(jù)不同情況，配置加工設備與機械手的數(shù)量，靈活布局，可提高設備使用率及生產(chǎn)效率。

3 結語齒輪廣泛應用于機械工業(yè)，尤其是在汽車和重型機械領域，齒輪的連續(xù)嚙合能傳遞運動和動力。目前，大多數(shù)企業(yè)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(fā)生工傷事故的隱患。為了降低生產(chǎn)成本，提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件，眾多加工制造企業(yè)無一例外地把目光轉向了工業(yè)機器人。工業(yè)機器人是工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種高度自動化和機械化的機械設備，其實現(xiàn)了自動化和機械化的有機結合，被用于一些工作環(huán)境差、勞動強度大以及人類難以適應的環(huán)境中，不僅可以減輕人的勞動強度，還能提高勞動生產(chǎn)率，故而在國防、醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)各方面都得到了廣泛應用。本文針對齒輪自動化生產(chǎn)新模式的研究適應時代發(fā)展潮流，具有現(xiàn)實意義。塔式起重機的抗傾覆穩(wěn)定性分析章 倬（江蘇省特種設備監(jiān)督檢驗研究院（無錫分院），江蘇 無錫 214174）摘 要：自改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟規(guī)模的飛速增長，高層建筑的施工也迅猛發(fā)展，塔式起重機作為主要的高層垂直運輸機械廣泛應用于主體工程施工過程中。但與其他類型起重機相比，塔式起重機的重心較高，當起重機整體失去穩(wěn)定時極易產(chǎn)生傾覆事故，從而嚴重威脅人員和設備，因此，如何保證塔式起重機在安裝、運行和拆卸過程中的穩(wěn)定性，使其能夠更好地完成吊裝工作，是目前建筑業(yè)需要解決的一項關鍵問題?，F(xiàn)首先介紹促使塔式起重機傾覆的主要因素，然后針對塔式起重機的抗傾覆穩(wěn)定性驗算方法進行分析，以期為提高塔式起重機提供技術參考。關鍵詞：塔式起重機；抗傾覆；穩(wěn)定性驗算0 引言塔式起重機是一種塔身豎立、起重臂回轉的起重機械，與履帶式起重機相比，塔式起重機具有臂架長度更大、結構更為輕巧、起升高度更高、回轉半徑更大、能夠靠近建筑物且幅度重用率高的優(yōu)點，因此在建筑施工特別是高層建筑施工中使用極為普遍，對加快施工進度、縮短施工周期、保證施工順利進行、降低工程成本起著重要作用。20世紀50年代，我國自前蘇聯(lián)引進塔式起重機的設計和制造技術開始國內生產(chǎn)，經(jīng)過60多年的發(fā)展，我國塔式起重機行業(yè)的規(guī)模不斷擴大，設計和生產(chǎn)技術不斷完善，尤其是改革開放以來，我國的塔式起重機生產(chǎn)進入了高速發(fā)展時期，現(xiàn)已具備完整系列型譜的加工能力，并出口世界各國。據(jù)統(tǒng)計，2014年我國塔式起重機出口數(shù)量為3 928臺，出口金額為462 183千美元。與此同時，伴隨著我國建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，對塔式起重機的需求量也在逐年攀升，預計這種發(fā)展趨勢還將持續(xù)一段時間。但與此同時，塔式起重機的問題也受到了廣泛關注。塔式起重機結構較為復雜，作業(yè)環(huán)境相對惡劣，導致其事故頻發(fā)，在已發(fā)生的塔式起重機事故中，傾覆事故所占比率^高，且造成的人員和經(jīng)濟損失更大，因而備受關注。本文首先介紹了促使塔式起重機傾覆的主要因素，然后針對塔式起重機的抗傾覆穩(wěn)定性驗算方法進行了分析，為從根本上提升塔式起重機的性能提供了技術參考。

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[2]祁行行.工業(yè)機器人運動控制分析與研究[D].秦皇島：燕山大學，2014.收稿日期： 2016-06-29作者簡介： 伍華清（1988—），女，廣東廉江人，助理工程師，研究方向：數(shù)控機床。