摘 要：齒（chǐ）輪即輪緣上有齒、能連續齧合傳遞運動和動力的機械元（yuán）件，其作（zuò）用一是傳遞動力，二是傳遞（dì）運動，它在機械傳動甚至整個機械領（lǐng）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（mǎn）足逐年增加（jiā）的產量需要，更能節省生產時間、提（tí）高生產效率。現將齒（chǐ）輪加工工藝與工（gōng）業機器人應用相（xiàng）結合，闡述了齒輪自動化生產的新模（mó）式。
 
      關鍵詞：圓柱齒輪；自（zì）動化；機器人
 
      0 引言
   
      本文所述齒輪自動化生產新模式也稱（chēng）為圓柱齒輪加工自動（dòng）化生產線，主要加工設備有數控車床、滾齒機、倒棱機和剃齒（chǐ）機等，配套設備有工業機械手、儲（chǔ）料架、鏈（liàn）板線、孔檢測儀、甩幹（gàn）機等。人工隻需將毛（máo）坯（pī）放到毛坯（pī）儲（chǔ）料（liào）架上，自動線運轉，工業（yè）機（jī）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（yùn）輸，齒（chǐ）輪加工完成後，人工對成品料（liào）架下料即（jí）可。
 
     1 、工業機（jī）器人技術（shù）的應用及發展
 
     工業（yè）機（jī）器人是廣義機器人（rén）的一種，由操（cāo）作機、控製器、伺服驅動係（xì）統和檢測傳感裝置構成（chéng），是一種仿人操作、自動控製、可重（chóng）複性編程的機電一體化的自動化生（shēng）產設備，能夠在三維空間內自動完成各種作業，特別適（shì）合多品種、變批量的柔性生產（chǎn），對改善勞動條件，穩定、提高產（chǎn）品質量，提高生產率，以及（jí）產品的快（kuài）速更新換代有著非常重（chóng）要的作用。在現代製造領域，隨（suí）著工業自動化（huà）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麵與一般的工業數控設備有著明顯的（de）區別。一般來（lái）說，工業機器人有以下幾個方麵的顯著特點：

     （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（zì）適應（yīng）能力（lì）。在（zài）功能上模仿人的腰、臂、手腕、手爪等部位達到工業自動化的（de）目的。
     （2）可編程。工業機器人作為柔性製造係統的重要組成部分（fèn），可編程能力是其適應工作環境改（gǎi）變能（néng）力的一種體現。
     （3）通用性。一般把工業機器人分（fèn）為通用和專用兩類。對於通用性的工業機器人（rén），隻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（jìng）交互性。在沒（méi）有人為（wéi）幹預的條件下，智能（néng）工（gōng）業機器人對工（gōng）作環境有自適應控（kòng）製的能力與自我規劃的能力。
 
     2 、齒輪自動化生（shēng）產模式
 
     以下結合一個大（dà）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（suǒ）示。

     圓柱齒輪加（jiā）工自動化生產線布（bù）局示意圖（tú）如圖1所示。
  
   

    
                圖1 圓柱齒輪加（jiā）工自動化（huà）生產線布局示意圖
  
   
     齒輪加工自動化係（xì）統結構設計如（rú）下：
 
     2.1 毛坯儲料架和成品儲料架
   
     毛（máo）坯人工放至到轉盤（pán）上，此轉盤有12個工（gōng）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（xiè）手Ⅰ的運動範圍內，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，最頂的毛坯被取走後，頂升裝置運轉（zhuǎn），將下一（yī）個毛坯送到頂（dǐng）端，以（yǐ）供機械（xiè）手Ⅰ下一次（cì）取料，如此動作，待此列毛坯被抓取完後，轉盤順時針旋轉一個（gè）角度，將（jiāng）下一列毛坯轉到（dào）機械手（shǒu）Ⅰ的上料位，供（gòng）機械（xiè）手Ⅰ抓取。如（rú）此（cǐ）反複，實現自動上料。成（chéng）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，成品儲料架滿料後，發出信號，人工進行下料動作。

     2.2 鏈板線A和鏈（liàn）板線B
   
    由於數控車床1與數控車床2外形尺寸較大（dà），機械手（shǒu）Ⅰ與機（jī）械手Ⅱ的運動範（fàn）圍有限，故使用（yòng）鏈板線A來實現OP1在它們（men）之間的運輸，機（jī）械（xiè）手Ⅰ將OP1放到鏈板線A的左端，鏈板線A的電機運轉（zhuǎn），帶動其上麵的OP1，將OP1運送至右（yòu）端，此處有定位機構（gòu）實現定位，傳感器檢測物料，發出信號（hào），機械手Ⅱ過來抓取。鏈板線B與鏈板線A的功（gōng）能相似，實現機械手Ⅱ與機械（xiè）手（shǒu）Ⅲ對於OP3的運輸。
 
 
    每個機械（xiè）手執（zhí）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，像人的兩隻手一樣，實現快速上下料。機械（xiè）手Ⅰ相對應數控車床1上下料，機械（xiè）手Ⅱ相對應數控車床（chuáng）2上下料，機械手（shǒu）Ⅲ相對應滾齒機、倒棱機（jī）和剃齒（chǐ）機上下料，其中，滾齒機、倒棱機和剃齒（chǐ）機加工完成後（hòu），需要將工件放在甩（shuǎi）幹機上，進行甩幹後，機械手Ⅲ再對其進行下一道工序（xù）的上下料。
 
    2.3 總控台
 
    針對整套圓（yuán）柱齒輪加工自動化生（shēng）產線的專門定製開發的總控界（jiè）麵，可以（yǐ）實現分係統中各模塊的各狀態信息的顯示和設備（bèi）操作功（gōng）能。可用於由數控機床、機器人組成的自動生產線（xiàn），還可接入工廠局域網，支持遠（yuǎn）程（chéng）設備監控、工藝管理等，實現生（shēng）產自（zì）動化與信息化、網絡化的無縫（féng）結合。
 
    以上所述圓（yuán）柱齒輪（lún）加工自動（dòng）化生（shēng）產線即齒輪加工新模（mó）式，其可根據每一工序的加（jiā）工時間來配置加工設備的數量，如數控（kòng）車床（chuáng）加工時間較長，機械手Ⅱ處可多放置一台（tái）數控車床；機械手Ⅲ對應的加工設備較多（duō），可多建（jiàn）立（lì）幾個單（dān）元，再使用鏈板線進行OP2的輸（shū）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（kě）提高設備使用率及生產效率。
 
     3 結語
 
    齒（chǐ）輪廣泛應用於機械（xiè）工（gōng）業，尤其是在汽車和重型機械領域，齒輪的連續齧合能傳遞運動（dòng）和動力。目前，大多數企業在齒輪倒角加工和（hé）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（hái）存在操作（zuò）者發生（shēng）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（láo）動條件（jiàn），眾多加工製造企業（yè）無一例外地（dì）把目光轉向了工業機器（qì）人。工業機器人是工（gōng）業生產過（guò）程中（zhōng）發展起來（lái）的（de）一種高度自動化和（hé）機械化的機械設備，其實現（xiàn）了（le）自動化和機械化的有機結合，被用於一些工作環境（jìng）差、勞動強度大以及人類（lèi）難以適應的環境中，不僅（jǐn）可以減輕人的勞動強度，還能提高勞動生產率，故而在國（guó）防、醫療、工業生產各（gè）方麵都得到了廣泛應用（yòng）。
 

    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（shí）意義。