小型齿轮加工单元自动上下料系统的设计与实现*

陆 宁，洪荣晶,2，谢 杰

(1. 南京工业大学 机械与动力工程学院，南京 210009；2. 江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室，南京 210009)

0 引言

采用机械手实现自动上下料技术是机器人技术应用的一个重要方面[1]。机器人自动上下料系统具有定位精度高、无疲劳作业、结构简单、便于维护等优点[2]，因此广泛应用于各制造领域。

在小型齿轮加工过程中，大多数中小企业仍采用人工或半自动作业，齿轮的上下料需要重复持续作业，工人劳动强度较大，持续作业的一致性与精准性得不到保证而导致的齿轮质量不合格问题也时有发生。随着用工成本的提高及生产效率提升带来的竞争压力，加工能力的自动化程度及柔性制造能力成为企业竞争力提升的关键[3]。

本文以某企业实际生产需求为研究背景，从改进小型齿轮加工过程中人工上下料存在的不足出发，设计了一套小型齿轮加工单元自动上下料系统。系统以S7-1500PLC为主控制器，综合运用了工业机器人技术、工业以太网技术及传感器技术等，有效的实现了齿轮加工过程中的自动上下料工作。降低了工人劳动强度，保证了产品加工质量，实现了小型齿轮的大批量、自动化生产。

1 系统方案提出

1.1 系统组成、布局确定

此项目要求机器人上下料工件为小型齿轮，如图1所示。工件包括两道加工工序：端面及外圆车削和轮齿加工。

图1 工件实物图

由工件加工工艺分析拟定采用数控车床对齿轮的端面及外圆进行车削。……