《機(jī)電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng)》課件第8章

8.1概述8.2自動(dòng)化加工設(shè)備8.3工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)8.4檢驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化8.5輔助設(shè)備8.6自動(dòng)化制造系統(tǒng)的控制系統(tǒng)8.7計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)第8章生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù) 8.1概述

8.1.1基本概念

生產(chǎn)過(guò)程是指生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)與受控的物料流、信息流和能量流相關(guān)的加工、儲(chǔ)運(yùn)、檢驗(yàn)和裝配過(guò)程。生產(chǎn)過(guò)程示意圖如圖8－1所示。圖8－1生產(chǎn)過(guò)程示意圖由上圖可見(jiàn)，生產(chǎn)過(guò)程中始終伴隨著物料流、信息流和能量流，因此，生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化就是要在有序信息流的控制下，實(shí)現(xiàn)物料流及物料處理系統(tǒng)自動(dòng)化和能量流自動(dòng)化。

物料流系統(tǒng)包括工件流、刀具流、工裝夾具流和切屑流。

物料處理系統(tǒng)包括加工設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備、清洗設(shè)備、熱處理設(shè)備和裝配設(shè)備等。

信息流則存在于廣義生產(chǎn)過(guò)程的全部過(guò)程中；能量流為物料流過(guò)程提供能量，以維持系統(tǒng)的運(yùn)行。我們討論的是狹義的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，因此重點(diǎn)放在自動(dòng)化制造系統(tǒng)的研究上。8.1.2自動(dòng)化制造系統(tǒng)的常見(jiàn)類(lèi)型

自動(dòng)化制造系統(tǒng)主要有十二種基本形式，其特點(diǎn)及適用范圍如下：

1.剛性半自動(dòng)化單機(jī)

除上、下料外，機(jī)床可以自動(dòng)完成單個(gè)工藝過(guò)程的加工循環(huán)，這樣的機(jī)床稱(chēng)為剛性半自動(dòng)化單機(jī)。剛性半自動(dòng)化單機(jī)實(shí)現(xiàn)的是加工自動(dòng)化的最低層次，但其投資少、見(jiàn)效快，適用于產(chǎn)品品種變化范圍和生產(chǎn)批量都較大的制造系統(tǒng)。剛性半自動(dòng)化單機(jī)的缺點(diǎn)是調(diào)整工作量大，加工質(zhì)量較差，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。

2.剛性自動(dòng)化單機(jī)

剛性自動(dòng)化單機(jī)是在剛性半自動(dòng)化單機(jī)的基礎(chǔ)上增加自動(dòng)上下料裝置而形成的自動(dòng)化機(jī)床。剛性自動(dòng)化單機(jī)常用于品種變化很小，但生產(chǎn)批量特別大的場(chǎng)合。其特點(diǎn)是投資少、見(jiàn)效快，但通用性差，是大量生產(chǎn)最常見(jiàn)的加工設(shè)備。

3.剛性自動(dòng)線

把機(jī)床按工藝順序依次排列，用自動(dòng)輸送裝置和其它輔助裝置將它們聯(lián)系起來(lái)，使之成為一個(gè)整體，并用液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)將各個(gè)部分的動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)，使其按照規(guī)定的程序自動(dòng)地進(jìn)行工作,使原料、毛坯或半成品（在裝配時(shí)是零部件）根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，以一定節(jié)拍、按工藝順序自動(dòng)地經(jīng)過(guò)各工位，完成預(yù)定的工藝過(guò)程，最后成為合乎設(shè)計(jì)要求的制品，這種自動(dòng)工作的機(jī)床系統(tǒng)就稱(chēng)為剛性自動(dòng)線。剛性自動(dòng)線的特點(diǎn)是具有統(tǒng)一的控制系統(tǒng)和嚴(yán)格的生產(chǎn)節(jié)拍，與剛性自動(dòng)化單機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，完成的加工工序多，生產(chǎn)率很高，是少品種、大量生產(chǎn)必不可少的加工設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)周期短，中間庫(kù)存少，物料流程短，占地面積少，改善了勞動(dòng)條件，便于管理。但其存在投資大，系統(tǒng)調(diào)整周期長(zhǎng)，更換產(chǎn)品不方便等缺點(diǎn)。

4.剛性綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

剛性綜合自動(dòng)化系統(tǒng)指包括零件制造、熱處理、鍛壓、焊接、裝配、檢驗(yàn)、噴漆甚至包裝在內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率極高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資強(qiáng)度大，建線周期長(zhǎng)，更換產(chǎn)品困難。

5.一般數(shù)控機(jī)床

一般數(shù)控機(jī)床分為硬件數(shù)控機(jī)床與計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床兩種。它用于完成零件一個(gè)工序的自動(dòng)化循環(huán)加工，常用于零件復(fù)雜程度不高，品種多變、批量中等的生產(chǎn)場(chǎng)合。

6.加工中心

加工中心是在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上增加刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置而形成的一類(lèi)更復(fù)雜、用途更廣、效率更高的數(shù)控機(jī)床。它分銑削加工中心與車(chē)削加工中心兩類(lèi)。銑削加工中心一般用于箱體類(lèi)零件及其他異形類(lèi)零件加工，而車(chē)削加工中心一般用于回轉(zhuǎn)體零件的加工。

7.混合成組制造單元

混合成組制造單元是指采用成組技術(shù)原理來(lái)布置加工設(shè)備，包括成組單機(jī)、成組單元和成組流水線。在混合成組制造單元中，數(shù)控設(shè)備與普通加工設(shè)備并存，各自發(fā)揮其最大作用。

8.分布式數(shù)控系統(tǒng)（DNC）

分布式數(shù)控系統(tǒng)采用一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制若干臺(tái)CNC機(jī)床，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的計(jì)劃調(diào)度和控制功能，對(duì)物料流與刀具流的自動(dòng)化并不要求。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活性大、可靠性高、投資小，以軟件取勝，注重對(duì)設(shè)備的優(yōu)化利用。

9.柔性制造單元（FMC）

柔性制造單元是指由1～3臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心所組成，單元中配備有某種形式的托盤(pán)交換裝置或工業(yè)機(jī)器人，由單元計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序編制和分配、負(fù)荷平衡和作業(yè)計(jì)劃控制的一類(lèi)加工系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不很復(fù)雜，成本較低，投資較小，可靠性較高，使用及維護(hù)均較簡(jiǎn)單，常用于品種變化不是很大，生產(chǎn)批量中等的生產(chǎn)規(guī)模。

10.柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)由四部分組成：兩臺(tái)以上的數(shù)控加工設(shè)備，一個(gè)自動(dòng)化的物料及刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，若干臺(tái)輔助設(shè)備（如清洗機(jī)、測(cè)量機(jī)、排屑裝置、冷卻潤(rùn)滑裝置等），一個(gè)由多級(jí)計(jì)算機(jī)組成的控制和管理系統(tǒng)。FMS內(nèi)有兩類(lèi)不同性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)：一類(lèi)是系統(tǒng)的信息流；一類(lèi)是系統(tǒng)的物料流，物料流受信息流的控制。柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，可以減少機(jī)床操作人員；

（2）由于配有質(zhì)量檢測(cè)和反饋控制裝置，因而零件的加工質(zhì)量很高；

（3）工序集中，可以有效減少生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的面積；

（4）與立體倉(cāng)庫(kù)相配合，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)工作；

（5）由于是集中作業(yè)，因而可以減少加工時(shí)間；

（6）易于與計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)、技術(shù)信息系統(tǒng)和質(zhì)量信息系統(tǒng)結(jié)合形成更高級(jí)的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是：

（1）系統(tǒng)投資大，投資回收期長(zhǎng)；

（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)操作人員的要求很高；

（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜使得系統(tǒng)的可靠性較差。

柔性制造系統(tǒng)適用于品種變化不大、200～2500件的中等批量生產(chǎn)。

11.柔性制造線

柔性制造線與柔性制造系統(tǒng)之間的界限很模糊，兩者的主要區(qū)別是：前者像剛性自動(dòng)線，具有一定的生產(chǎn)節(jié)拍，工件沿一定的方向順序傳送；后者則沒(méi)有一定的生產(chǎn)節(jié)拍，工件輸送方向也是隨機(jī)的。柔性制造線主要適用于品種變化不大的中批和大批量生產(chǎn)，線中的機(jī)床主要是多軸主軸箱的換箱式和轉(zhuǎn)塔式加工中心。在工件變換以后，各機(jī)床的主軸箱可自動(dòng)進(jìn)行更換，同時(shí)調(diào)入相應(yīng)的數(shù)控程序，生產(chǎn)節(jié)拍也會(huì)作相應(yīng)的調(diào)整。柔性制造線具有剛性自動(dòng)線的絕大部分優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)批量不很大時(shí)，生產(chǎn)成本比剛性自動(dòng)線低得多；當(dāng)品種改變時(shí)，系統(tǒng)所需的調(diào)整時(shí)間又比剛性自動(dòng)線少得多，但建立系統(tǒng)的總費(fèi)用卻比剛性自動(dòng)線高得多。

12.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)主要強(qiáng)調(diào)的是信息集成，而不是制造過(guò)程物料流的自動(dòng)化。它的主要特點(diǎn)是系統(tǒng)十分龐大，包括的內(nèi)容很多，要在一個(gè)企業(yè)內(nèi)完全實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，難度很大。

8.2自動(dòng)化加工設(shè)備

8.2.1組合機(jī)床

組合機(jī)床一般是針對(duì)某一種零件或某一組零件設(shè)計(jì)、制造的，常用于箱體、殼體和雜件類(lèi)零件的平面、各種孔和孔系的加工，往往能在一臺(tái)機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行多刀、多軸、多面和多工位加工。

組合機(jī)床是一種以通用部件為基礎(chǔ)的專(zhuān)用機(jī)床。組成組合機(jī)床的通用部件有床身、底座、立柱、動(dòng)力箱、主軸箱、動(dòng)力滑臺(tái)等。絕大多數(shù)通用部件是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造的，主軸箱雖然不能做成完全通用的，但某些組成零件（如主軸、中間軸和齒輪等）是通用的。

組合機(jī)床的主要特點(diǎn)是：

（1）工序集中，多刀同時(shí)切削加工，生產(chǎn)效益高。

（2）采用專(zhuān)門(mén)夾具和刀具（如復(fù)合刀具、導(dǎo)向套），加工質(zhì)量穩(wěn)定。

（3）常用液壓、氣動(dòng)裝置對(duì)工件進(jìn)行定位、夾緊和松開(kāi)，實(shí)現(xiàn)工件裝夾自動(dòng)化。

（4）常用隨行夾具，以方便工件的裝卸和輸送。

（5）更換主軸箱可適應(yīng)同組零件的加工，有一定的柔性。

（6）采用可編程控制器PLC控制，可與上層控制計(jì)算機(jī)通信。

（7）機(jī)床主要由通用部件組成，設(shè)計(jì)、制造周期短，系統(tǒng)的建造速度快。8.2.2一般數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床是一種由數(shù)字信號(hào)控制其動(dòng)作的新型自動(dòng)化機(jī)床，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床常采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制（即CNC）。數(shù)控機(jī)床是組成自動(dòng)化制造系統(tǒng)的重要設(shè)備。

一般，數(shù)控機(jī)床通常是指數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床等。它們的下述特點(diǎn)對(duì)其組成自動(dòng)化制造系統(tǒng)是非常重要的：

（1）柔性高。數(shù)控機(jī)床按照數(shù)控程序加工零件，當(dāng)加工零件改變時(shí)，一般只需更換數(shù)控程序和配備所需的刀具，不需要靠模、樣板、鉆鏜模等專(zhuān)用工藝裝備。數(shù)控機(jī)床可以很快地從加工一種零件轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸ち硪环N零件，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，適合于多品種、小批量生產(chǎn)。（2）自動(dòng)化程度高。數(shù)控程序是數(shù)控機(jī)床加工零件所需的幾何信息和工藝信息的集合。幾何信息有走刀路徑、插補(bǔ)參數(shù)、刀具長(zhǎng)度半徑補(bǔ)償值；工藝信息有刀具、主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度，切削液開(kāi)／關(guān)等。在切削加工過(guò)程中，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)變換切削速度和進(jìn)給速度，自動(dòng)開(kāi)／關(guān)切削液，數(shù)控車(chē)床自動(dòng)轉(zhuǎn)位換刀。操作者的任務(wù)是裝卸工件、換刀、操作按鍵、監(jiān)視加工過(guò)程等。（3）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床裝備有CNC數(shù)控裝置和新型伺服系統(tǒng)，具有很高的控制精度，普遍達(dá)到1μm，高精度數(shù)控機(jī)床可達(dá)到0.2μm。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制，可對(duì)反向間隙和絲杠螺距誤差以及刀具磨損進(jìn)行補(bǔ)償，因而數(shù)控機(jī)床能達(dá)到較高的加工精度。對(duì)中、小型數(shù)控機(jī)床，定位精度普遍可達(dá)到0.03mm,重復(fù)定位精度可達(dá)到0.01mm。數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)都具有很高的剛度和穩(wěn)定性，制造精度也比普通機(jī)床高。當(dāng)數(shù)控機(jī)床有3～5軸聯(lián)動(dòng)功能時(shí)，可加工各種復(fù)雜曲面，并能獲得較高精度。由于按照數(shù)控程序自動(dòng)加工，避免了人為的操作誤差，因而同一批加工零件的尺寸一致性好，加工質(zhì)量穩(wěn)定。（4）生產(chǎn)效率較高。零件加工時(shí)間由機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間組成，數(shù)控機(jī)床加工的機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間比普通機(jī)床明顯減少。數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速范圍和進(jìn)給速度范圍比普通機(jī)床大，主軸轉(zhuǎn)速范圍通常為10～6000r/min，高速切削加工時(shí)可達(dá)15000r/min；進(jìn)給速度范圍上限可達(dá)10～12m/min，高速切削加工進(jìn)給速度甚至超過(guò)30m/min，快速移動(dòng)速度超過(guò)30～60m/min。主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般為無(wú)級(jí)變速，每道工序都能選用最有利的切削用量，空行程時(shí)間明顯減少。數(shù)控機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力比同規(guī)格的普通機(jī)床大，機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度高，有的數(shù)控機(jī)床能進(jìn)行強(qiáng)力切削，有效地減少了機(jī)動(dòng)時(shí)間。（5）具有刀具壽命管理功能。構(gòu)成FMC和FMS的數(shù)控機(jī)床具有刀具壽命管理功能，可對(duì)每把刀的切削時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)達(dá)到給定的刀具耐用度時(shí)，自動(dòng)換下磨損刀具，并換上備用刀具。

（6）具有通信功能。現(xiàn)代CNC數(shù)控機(jī)床一般都具有通信接口，可以實(shí)現(xiàn)上層計(jì)算機(jī)與CNC之間的通信，也可以實(shí)現(xiàn)幾臺(tái)CNC之間的數(shù)據(jù)通信，同時(shí)還可以直接對(duì)幾臺(tái)CNC進(jìn)行控制。通信功能是實(shí)現(xiàn)DNC、FMC、FMS的必備條件。8.2.3車(chē)削中心

車(chē)削中心比數(shù)控車(chē)床的工藝范圍寬，工件一次安裝，幾乎能完成所有表面的加工，如內(nèi)外圓表面、端面、溝槽、內(nèi)外圓及端面上的螺旋槽、非回轉(zhuǎn)軸心線上的軸向孔、徑向孔等。

車(chē)削中心回轉(zhuǎn)刀架上可安裝如鉆頭、銑刀、鉸刀、絲錐等回轉(zhuǎn)刀具，它們由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，也稱(chēng)自驅(qū)動(dòng)刀具。在車(chē)削中心上用自驅(qū)動(dòng)刀具對(duì)工件的加工分為兩種情況：一種是主軸分度定位后固定，對(duì)工件進(jìn)行鉆、銑、攻螺紋等加工；另一種是主軸運(yùn)動(dòng)作為一個(gè)控制軸（C軸），C軸運(yùn)動(dòng)和X、Z軸運(yùn)動(dòng)合成為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，銑刀在工件表面上銑削各種形狀的溝槽、凸臺(tái)、平面等。在很多情況下，工件無(wú)需專(zhuān)門(mén)安排一道工序，單獨(dú)進(jìn)行鉆、銑加工，從而消除了二次安裝引起的同軸度誤差，縮短了加工周期。車(chē)削中心回轉(zhuǎn)刀架通常可裝12～16把刀具，這對(duì)無(wú)人看管的柔性加工來(lái)說(shuō)，刀架上的刀具數(shù)是不夠的。因此，有的車(chē)削中心裝備有刀庫(kù)，刀庫(kù)有筒形或鏈形，刀具更換和存儲(chǔ)系統(tǒng)位于機(jī)床一側(cè)。刀庫(kù)和刀架間的刀具交換由機(jī)械手或?qū)ｉT(mén)機(jī)構(gòu)來(lái)完成。

車(chē)削中心采用可快速更換的卡盤(pán)和卡爪，普通卡爪的更換時(shí)間需要20～30min，而快速更換卡盤(pán)、卡爪的時(shí)間可控制在2min以?xún)?nèi)?？ūP(pán)有3～5套快速更換卡爪，以適應(yīng)不同直徑的工件。如果工件直徑變化很大，則需要更換卡盤(pán)。有時(shí)也采用人工在機(jī)床外部用卡盤(pán)夾持好工件，用夾持有新工件的卡盤(pán)更換已加工的工件卡盤(pán)，工件—卡盤(pán)系統(tǒng)更換常采用自動(dòng)更換裝置。由于工件裝卸在機(jī)床外部完成，實(shí)現(xiàn)了輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間的重合，因而幾乎沒(méi)有停機(jī)時(shí)間。8.2.4加工中心

加工中心通常是指鏜銑加工中心，主要用于加工箱體及殼體類(lèi)零件，工藝范圍廣。加工中心具有刀具庫(kù)及自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、交換工作臺(tái)等，有的加工中心還具有可交換式主軸頭或臥—立式主軸頭。加工中心目前已成為一類(lèi)廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化加工設(shè)備，它們可作為單機(jī)使用，也可作為FMC、FMS中的單元加工設(shè)備。加工中心有立式和臥式兩種基本形式，前者適合于平面形零件的單面加工，后者特別適合于大型箱體零件的多面加工。加工中心除了具有一般數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)外，它還具有其自身的特點(diǎn)。加工中心必須具有刀具庫(kù)及刀具自動(dòng)交換機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式和布局是多種多樣的。刀具庫(kù)通常位于機(jī)床的側(cè)面或頂部。刀具庫(kù)遠(yuǎn)離工作主軸的優(yōu)點(diǎn)是少受切屑液的污染，使操作者在加工過(guò)程中調(diào)換庫(kù)中刀具時(shí)免受傷害。FMC和FMS中的加工中心通常需要大量刀具，除了滿(mǎn)足不同零件的加工外，還需要后備刀具，以實(shí)現(xiàn)在加工過(guò)程中實(shí)時(shí)更換破損刀具和磨損刀具，因而要求刀庫(kù)的容量較大。換刀機(jī)械手有單臂機(jī)械手和雙臂機(jī)械手，180°布置的雙臂機(jī)械手的應(yīng)用最為普遍。加工中心刀具的存取方式有順序方式和隨機(jī)方式，刀具隨機(jī)存取是最主要的方式。隨機(jī)存取就是在任何時(shí)候可以取用刀庫(kù)中的任一把刀，選刀次序是任意的，可以多次選取同一把刀，從主軸卸下的刀允許放在不同于先前所在的刀座上，CNC可以記憶刀具所在的位置。采用順序存取方式時(shí)，刀具嚴(yán)格按數(shù)控程序調(diào)用刀具的次序排列。程序開(kāi)始時(shí)，刀具按照排列次序一個(gè)接著一個(gè)取用，用過(guò)的刀具仍放回原刀座上，以保持確定的順序不變。正確地安放刀具是成功執(zhí)行數(shù)控程序的基本條件?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)是臥式加工中心實(shí)現(xiàn)B軸運(yùn)動(dòng)的部件。B軸的運(yùn)動(dòng)可作為分度運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)有兩種結(jié)構(gòu)形式：僅用于分度的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)用鼠齒盤(pán)定位，分度前工作臺(tái)抬起，使上、下鼠齒盤(pán)分離，分度后落下定位，上、下鼠齒盤(pán)嚙合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械剛性連接；用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用回轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器檢測(cè)及定位，并控制回轉(zhuǎn)速度，它也被稱(chēng)為數(shù)控工作臺(tái)。數(shù)控工作臺(tái)和X、Y、Z軸及其它附加運(yùn)動(dòng)構(gòu)成4～5軸輪廓控制，可加工復(fù)雜輪廓表面。臥式加工中心可對(duì)工件進(jìn)行4面加工，帶有臥—立式主軸的加工中心可對(duì)工件進(jìn)行5面加工。臥—立式主軸采用正交的主軸頭附件，可以改變主軸角度方位90°，因而得到用戶(hù)的普遍認(rèn)可和歡迎。另外，由于它減少了機(jī)床的非加工時(shí)間和單件工時(shí)，因而提高了機(jī)床的利用率。

加工中心的交換工作臺(tái)和托盤(pán)交換裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)了工件的自動(dòng)更換，從而縮短了消耗在更換工件上的輔助時(shí)間。 8.3工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)

8.3.1存儲(chǔ)設(shè)備

為了使自動(dòng)線能在各工序的節(jié)拍不平衡的情況下連續(xù)工作一段較長(zhǎng)的時(shí)間，或者在某臺(tái)機(jī)床更換、調(diào)整刀具或發(fā)生故障而停歇時(shí)，保證其他機(jī)床仍能正常工作，必須在自動(dòng)線中設(shè)置必要的儲(chǔ)料裝置，以保持工序間（或工段間）具有一定的工件儲(chǔ)備量。

儲(chǔ)料裝置通常可以布置在自動(dòng)線的各個(gè)分段之間，也有布置在每臺(tái)機(jī)床之間的。對(duì)于加工某些小型工件或加工周期較長(zhǎng)的工件的自動(dòng)線，工序間的儲(chǔ)備量也常建立在連接工序的輸送設(shè)備上（例如輸料槽、提升機(jī)構(gòu)及輸送帶）。根據(jù)被加工工件的形狀大小、輸送方式及要求的儲(chǔ)備量的大小不同，儲(chǔ)料裝置的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的。但不論何種型式的儲(chǔ)料裝置，都有下列共同要求：

（1）結(jié)構(gòu)緊湊。在保證所要求的儲(chǔ)存量的條件下，使體積最小、占地面積最少。

（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。如果儲(chǔ)料裝置本身易出故障，就起不了應(yīng)起的作用。

1.通用和專(zhuān)用機(jī)床自動(dòng)線的儲(chǔ)料裝置

由通用機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床組成的自動(dòng)線中，儲(chǔ)料裝置常用于儲(chǔ)存圓柱形、環(huán)形、盤(pán)形和軸類(lèi)等旋轉(zhuǎn)體工件。圖8－2(a)是一種最簡(jiǎn)單的Z形儲(chǔ)料器，它的進(jìn)口和出口與輸料槽相連接。儲(chǔ)存量要求較大時(shí)，可以做成如圖8－2(b)所示的形式。它可以按兩種不同的方式工作。一種是“通過(guò)式”的，即從一臺(tái)機(jī)床送來(lái)的每一個(gè)工件都要從儲(chǔ)料器中通過(guò)，再輸送到下一臺(tái)機(jī)床。另一種是“倉(cāng)儲(chǔ)式”的，即在儲(chǔ)料器的進(jìn)、出口都有活門(mén)控制，輸料槽分兩條通路，一條通向儲(chǔ)料器進(jìn)口，一條直接通向下一臺(tái)機(jī)床，在正常情況下，工件從上一臺(tái)機(jī)床直接送向下一臺(tái)機(jī)床，當(dāng)某一臺(tái)機(jī)床發(fā)生故障而停歇時(shí)，儲(chǔ)料器的進(jìn)口或出口活門(mén)打開(kāi)以接收或送出工件。圖8－2

Z形儲(chǔ)料器圖8－3為圓盤(pán)式儲(chǔ)料器，廣泛應(yīng)用于加工滾動(dòng)軸承環(huán)的自動(dòng)線中。儲(chǔ)料器具有多層圓盤(pán)1，圓盤(pán)上具有平面螺旋滾道，工件可在其中滾動(dòng)。垂直軸2上裝有十字形支架4，在支架上裝有毛刷或橡皮，當(dāng)軸2被電動(dòng)機(jī)3（通過(guò)減速器5及聯(lián)軸節(jié)6）帶著轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，毛刷或橡皮借摩擦力驅(qū)動(dòng)工件沿螺旋滾道從圓盤(pán)外周滾到內(nèi)周，然后從缺口落下，經(jīng)料槽8進(jìn)入下一層圓盤(pán)的外周滾道內(nèi)。經(jīng)過(guò)最下一層圓盤(pán)從出口流出的工件從輸料槽7送到下一工序。這種儲(chǔ)料器的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)存量較大，工件屬?gòu)?qiáng)迫運(yùn)送，但在發(fā)生堵塞現(xiàn)象時(shí)又不會(huì)損傷任何機(jī)構(gòu)。圖8－3圓盤(pán)式儲(chǔ)料器在某軸承自動(dòng)化車(chē)間中，采用了另一種多行料槽式儲(chǔ)料器，在相同的儲(chǔ)存量下其體積更小。如圖8－4所示，在儲(chǔ)料柜1里有十二行平行的料槽8，頂部用支架2支承著輸料糟3。輸料槽3的底部開(kāi)有十二個(gè)可容工件落下的口，每一開(kāi)口用料槽7與柜中相應(yīng)的料槽8相連接。在開(kāi)口的上部有活動(dòng)隔板6，此隔板在彈簧12的作用下將十二個(gè)開(kāi)口遮住，隔板中部與由電磁鐵4控制的杠桿5相連。當(dāng)工件（軸承環(huán)）逐個(gè)從輸料糟進(jìn)入料槽3后，在隔板6的上面順次累積起來(lái)，一直等到第十二個(gè)工件送到，使行程開(kāi)關(guān)13動(dòng)作，接通電磁鐵4，拉動(dòng)杠桿5時(shí)隔板6向外抽出，十二個(gè)工件便分別同時(shí)落入相應(yīng)的料槽8中，為了減小工件下落時(shí)的沖擊，將料槽8做成折線形。圖8－4多行料槽式儲(chǔ)料器在儲(chǔ)料柜的下部有十二個(gè)撥料鼓輪9，它們裝在同一根軸14上。各鼓輪的撥料口彼此錯(cuò)開(kāi)，按十二等份均布在軸14的圓周上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)11通過(guò)減速器10和皮帶傳動(dòng)使撥料鼓輪旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，就順序?qū)⑹€(gè)工件送出儲(chǔ)料柜外。

2.組合機(jī)床自動(dòng)線的儲(chǔ)料裝置

對(duì)于用步伐式輸送帶連接起來(lái)的組合機(jī)床自動(dòng)線，由于它是剛性連接的，因而一般不設(shè)儲(chǔ)料裝置。只有在必要時(shí)，為了減少停歇時(shí)間對(duì)生產(chǎn)率的影響，提高自動(dòng)線的利用率，才考慮設(shè)置儲(chǔ)料裝置。受步伐式輸送帶的結(jié)構(gòu)所決定，儲(chǔ)料裝置設(shè)在兩個(gè)分段之間，而不設(shè)在各臺(tái)機(jī)床之間。

組合機(jī)床自動(dòng)線所采用的儲(chǔ)料裝置多數(shù)是倉(cāng)儲(chǔ)式的。倉(cāng)儲(chǔ)式儲(chǔ)料裝置的儲(chǔ)存量較大且占地面積較小，在自動(dòng)線正常工作時(shí)它是不工作的，只有當(dāng)自動(dòng)線的某一段停歇時(shí)它才工作，因此，其產(chǎn)生故障的可能性比通過(guò)式儲(chǔ)料裝置相對(duì)少一些。用于組合機(jī)床自動(dòng)線的儲(chǔ)料裝置有兩種基本型式：儲(chǔ)料庫(kù)和輔助輸送帶。

1）儲(chǔ)料庫(kù)

圖8－5是一種立式儲(chǔ)料庫(kù)的工作原理圖。在自動(dòng)線的兩段之間有一個(gè)立式儲(chǔ)料庫(kù)11，下面有一個(gè)由雙活塞三位油缸3所驅(qū)動(dòng)的托架2。在自動(dòng)線正常工作時(shí)，托架2處于圖示位置。工件1由前一段的輸送帶A送到托架2，由后一段的輸送帶B運(yùn)走。當(dāng)后一段自動(dòng)線出現(xiàn)故障停歇時(shí)，工件1送到托架2上以后，壓力油同時(shí)通入油腔4和5，而油腔9與油箱相通，因而浮動(dòng)活塞6下降，而活塞7上升，直到頂在活塞6的端面為止。此時(shí)，托架2將工件1上抬一定高度，使儲(chǔ)料庫(kù)11中的工件略略抬起以便拔出隔料器8。隔料器8在油缸10的作用下從工件中拔出后，油腔4與油箱相通，于是活塞7驅(qū)使托架2一直向上，把工件1送入儲(chǔ)料庫(kù)中，并插入隔料器8，然后油腔9通入壓力油，使托架2下降到原位。當(dāng)前一段自動(dòng)線停歇時(shí)，托架2從儲(chǔ)料庫(kù)11中取出工件，按上述的逆過(guò)程進(jìn)行。圖8－5立式儲(chǔ)料庫(kù)圖8－6為鏈?zhǔn)剿絻?chǔ)料庫(kù)，它放置在與兩段自動(dòng)線相垂直的方向上。鏈條4由電動(dòng)機(jī)5通過(guò)減速器6作間歇傳動(dòng)。從動(dòng)鏈輪具有張緊機(jī)構(gòu)2。鏈條用平板8支承以免下垂。在鏈條4上裝有容納工件的框架3。在后一段自動(dòng)線發(fā)生故障時(shí)，鏈條依次向左移動(dòng)一個(gè)步距，使右邊一個(gè)空框架3對(duì)著工件7，以便容納由上一段自動(dòng)線的輸送帶1送來(lái)的工件。當(dāng)前一段自動(dòng)線發(fā)生故障時(shí)，鏈條向右逐步移動(dòng)一個(gè)步距，把帶有工件的框架3送到工位，以便運(yùn)向后一段自動(dòng)線中。當(dāng)要求較大的儲(chǔ)存量時(shí)，儲(chǔ)料庫(kù)可以做成多層的，以節(jié)省生產(chǎn)面積。圖8－6鏈?zhǔn)剿絻?chǔ)料庫(kù)

2）輔助輸送帶

這種儲(chǔ)料庫(kù)常常以步伐式輸送帶的形式安排在工件主輸送帶的旁邊或垂直方向。如圖8－7（a）所示，在第一段到第二段的主輸送帶旁邊設(shè)置輔助輸送帶。在正常工作時(shí)，輔助輸送帶不工作。當(dāng)某一段停歇時(shí)，就按虛線箭頭方向?qū)⒐ぜ?chǔ)入輔助輸送帶，或從中取出工件。這種輔助輸送帶要求能在兩個(gè)方向輸送工件，所以按圖8－7（b）所示做成圓桿形，其撥爪可以?xún)擅婀ぷ鳌．?dāng)向左輸送工件時(shí)，撥爪的a端朝上；當(dāng)向右輸送工件時(shí)，用油缸齒條機(jī)構(gòu)使之回轉(zhuǎn)180°，撥爪改為b端向上。圖8－7儲(chǔ)料輔助輸送帶

3.儲(chǔ)存量的確定

在設(shè)計(jì)儲(chǔ)料器時(shí)，需要確定儲(chǔ)存量。若儲(chǔ)存量太小，則當(dāng)自動(dòng)線的某一段因故停歇時(shí)，另一段連續(xù)工作的時(shí)間短，收不到應(yīng)有的效果；若儲(chǔ)存量過(guò)大，則增加建線投資和占地面積。儲(chǔ)存量應(yīng)根據(jù)具體情況恰當(dāng)?shù)卮_定。

儲(chǔ)料器的儲(chǔ)存量可參考下式確定：C＝KQts

（8－1）式中：C——儲(chǔ)料器的儲(chǔ)存量；

Q——儲(chǔ)料器前一工序或前一段的生產(chǎn)率；

ts——前、后工序（段）一次停歇的最長(zhǎng)時(shí)間，或要求儲(chǔ)料器能夠連續(xù)供料的時(shí)間；

K——系數(shù)。當(dāng)工件的形狀簡(jiǎn)單、尺寸較小且生產(chǎn)節(jié)拍較短時(shí)，式中的ts可取為要求儲(chǔ)料器連續(xù)供料的時(shí)間。例如，要求在自動(dòng)線某一段停歇時(shí)，儲(chǔ)料器能保證供料2小時(shí)或半個(gè)工作班（即ts＝120分鐘或240分鐘）。這樣雖然儲(chǔ)存件數(shù)較多，但由于工件小，節(jié)拍短，只要儲(chǔ)料器的結(jié)構(gòu)選擇得合理，就既能發(fā)揮較好的補(bǔ)償作用，又可使結(jié)構(gòu)比較緊湊。

當(dāng)工件的尺寸較大，生產(chǎn)節(jié)拍較長(zhǎng)時(shí)，式中的ts最好由自動(dòng)線一次停歇最長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)決定，使儲(chǔ)料器既有足夠的儲(chǔ)存量來(lái)補(bǔ)償自動(dòng)線因故停歇的時(shí)間損失，又不致因儲(chǔ)存量過(guò)多而使結(jié)構(gòu)龐大。確定自動(dòng)線一次停歇的最長(zhǎng)時(shí)間是比較復(fù)雜的問(wèn)題，一般在設(shè)計(jì)時(shí)可以參照同類(lèi)型自動(dòng)線的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，并適當(dāng)考慮系數(shù)K，K約取為1.2～2。8.3.2工件輸送裝置

1.輸料槽

在加工某些小型旋轉(zhuǎn)體零件（例如盤(pán)狀零件、環(huán)狀零件、圓柱滾子、活塞銷(xiāo)、齒輪等）的自動(dòng)線中，常采用輸料槽作為基本輸送裝置。

輸料槽有利用工件自重輸送和強(qiáng)制輸送兩種形式。對(duì)于小型旋轉(zhuǎn)體工件，大多采用以自重滾送的辦法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送，在無(wú)法用自重輸送或?yàn)榱吮ＷC運(yùn)送的可靠性時(shí)，可采用強(qiáng)制輸送的輸料槽。作為自動(dòng)線輸送裝置的輸料槽，為了將相鄰的兩臺(tái)機(jī)床連接起來(lái)，自然要比自動(dòng)裝卸工件裝置中的輸料槽長(zhǎng)得多，常常還需將某一段做成彎曲滾道。工件在較長(zhǎng)的滾道里靠自重輸送，常因阻塞或失去定向，甚至跳出槽外等故障而不能正常工作。因此，分析影響工件在滾道中正常運(yùn)送的因素，研究保證工作穩(wěn)定性的條件，具有重要意義。

1）工件形狀特性與槽寬的關(guān)系

工件在滾道中靠自重運(yùn)送時(shí)，最重要的形狀特性是長(zhǎng)徑比（L／D），輸料槽截面寬度B主要根據(jù)工件的長(zhǎng)徑比來(lái)決定。如圖8－8所示，工件在輸料槽中滾動(dòng)時(shí)，由于存在間隙S，可能因摩擦阻力的變化或工件存在一定錐度誤差而偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度（圖8－8(a)）。當(dāng)工件的對(duì)角線長(zhǎng)度C接近或小于槽寬B時(shí)，工件就有可能卡住或完全偏轉(zhuǎn)而失去原有定向。

當(dāng)工件偏轉(zhuǎn)到兩對(duì)角與輸料槽側(cè)壁接觸時(shí)，其對(duì)角線C與垂直于側(cè)壁的OM線所成的夾角為γ，此γ角應(yīng)比摩擦角ρ大，即tanγ>tanρ=μ（摩擦系數(shù)）。反之，若如圖8－8（a）所示，ρ＞γ，則O點(diǎn)的反作用合力R有使工件在O′楔緊的趨勢(shì)，則工件可能卡住。即：從圖8-8可如：圖8－8工件在輸料槽中的輸送條件在極限情況下，tanγ=tanρ=μ，根據(jù)三角函數(shù)的基本關(guān)系有：代入上式可得允許的最大間隙為（8－2）

從式(8－2)可知，工件不被卡住所允許的最大間隙Sk與工件的長(zhǎng)徑比和摩擦系數(shù)有關(guān)。隨著L／D的增大，對(duì)角線長(zhǎng)度C將愈加接近L，允許的Sk值亦將減小;當(dāng)L／D增大到一定程度時(shí)，允許的最大間隙Sk可能為零，這就表明工件在輸料槽中已不能可靠地靠自重運(yùn)送。一般當(dāng)L／D＞8.5～4時(shí)，工件以自重滾送的可靠性就很差了。工件偏轉(zhuǎn)的程度還與其端面形狀有關(guān)。如圖8－8(b)所示，其L／D雖與圖8－8（a）一樣，但由于兩端倒角，所以偏轉(zhuǎn)得厲害一些，因此在應(yīng)用式（8－2）時(shí)，應(yīng)以計(jì)算直徑Dj代替式中的D。在圖8－8（b）、圖8－8（c）中，計(jì)算直徑分別為Dj=D-2a和Dj=D-a。

用式（8－2）計(jì)算出來(lái)的Sk是在一定的摩擦系數(shù)下允許的最大間隙，一般都用于校核計(jì)算。在實(shí)際決定槽寬B時(shí)，應(yīng)考慮槽寬的制造公差δB和工件的長(zhǎng)度公差δL，實(shí)際最大間隙為（8-3）

式中：S0——為了保證工件在槽中滾送所必需的最小間隙（可以L為公稱(chēng)尺寸，按h8～h13選取）；

δL——工件長(zhǎng)度公差；

δB——輸料槽寬度B的制造公差。

用式（8－3）校核時(shí)，應(yīng)使：（8－4）

當(dāng)不能滿(mǎn)足式(8－4)的條件，或用式(8－2)計(jì)算出Sk=0甚至為負(fù)值時(shí)，則表明該工件不宜用自重輸送，須采用其它方式（如強(qiáng)制）輸送。

2)輸料槽的結(jié)構(gòu)和制造精度

對(duì)于圓柱體、盤(pán)狀及環(huán)狀工件，輸料槽通常用鋼板彎成U形；在傾斜角較大、滾送速度高時(shí)，通常做成封閉式。

在如圖8－9（a）所示的自動(dòng)線中，輸料槽的底部用兩個(gè)長(zhǎng)板條1或兩根圓棒2代替整個(gè)滾動(dòng)平面，這樣就比較容易達(dá)到較高的制造精度并大大地減小了摩擦阻力。滾道側(cè)壁所產(chǎn)生的阻力也是不可忽視的。側(cè)壁愈高，則阻力愈大，但也不能做得過(guò)低，否則，碰撞的工件就有可能跳起來(lái)，產(chǎn)生歪斜，卡住后面的工件，甚至跳出槽外。一般推薦，對(duì)于圓柱工件，側(cè)壁高度H=（0.6～0.8）D；對(duì)于盤(pán)狀和環(huán)狀工件，H≥D。當(dāng)用整條長(zhǎng)板做側(cè)壁時(shí)，應(yīng)如圖8－9(a)所示開(kāi)以長(zhǎng)窗口3，這一方面可減小摩擦阻力，同時(shí)便于觀察工件的運(yùn)送情況。此外，側(cè)壁應(yīng)具有足夠的剛性和制造精度，避免產(chǎn)生波浪式的彎曲和在工件經(jīng)常摩擦及碰撞下形成局部凸起或凹陷的情況。

在某些軸承自動(dòng)線中，用圓棒代替長(zhǎng)板形側(cè)壁（圖8－9(b)）得到了較為滿(mǎn)意的工作效果。圖8－9輸料槽的結(jié)構(gòu)3）輸料槽的傾斜角

一般說(shuō)來(lái)，輸料槽的傾斜角愈大，則工件滾送時(shí)克服阻力的能力愈強(qiáng)，但傾斜角過(guò)大，將使工件運(yùn)送速度過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生不良后果。當(dāng)工件滾送時(shí)的阻力較大時(shí)，傾斜角應(yīng)較大。在要求具有較小的傾斜角時(shí)，為了保證工作的可靠性，必要時(shí)須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，傾斜角約在5°～15°之間。

與自重運(yùn)送的輸料槽相比，因?yàn)閺?qiáng)制運(yùn)送的輸料槽由外力推動(dòng)工件，所以無(wú)需傾斜放置。圖8－10為某軸承自動(dòng)線所用強(qiáng)制運(yùn)送的輸料槽。在輸料槽3的兩邊設(shè)有封閉式鏈條4，通過(guò)電動(dòng)機(jī)6、減速器1帶動(dòng)鏈輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。在兩列鏈條4上按一定距離連接著推送桿5，鏈條移動(dòng)時(shí)，桿5便將工件推送向前。圖8－10強(qiáng)制運(yùn)送的輸料槽

2.輸料道

加工外形較復(fù)雜、尺寸較長(zhǎng)的軸類(lèi)工件的自動(dòng)線，常采用輸料道輸送工件。輸料道輸送也分為自重滾送與強(qiáng)制運(yùn)送兩種形式。較重的工件或精加工后的工件采用自重滾送的形式輸送時(shí)，為了減緩工件的下落速度及避免工件相互碰撞，可在料道中安裝可以擺動(dòng)的隔離塊（參看圖8－11(a）)，當(dāng)前面一個(gè)工件壓在隔離塊的小端時(shí)，扇形大端便向上翹起，將后面一個(gè)工件擋住。在隔離塊上還可以安裝擺錘或彈簧，通過(guò)調(diào)整擺錘高度或彈簧力，能改變滾動(dòng)阻力，使工件平穩(wěn)地逐個(gè)滾送（圖8－11(b)）。圖8－11重力斷續(xù)滾送輸料道示意圖自重運(yùn)送的輸料道必須傾斜一個(gè)角度。對(duì)于徑向傳送工件的料道，其V形板的安裝間距P（圖8－12）應(yīng)盡可能的小，以便能儲(chǔ)存較多的工件，但必須保證機(jī)械手或提升機(jī)構(gòu)有足夠的抓放工件的位置。

對(duì)于軸向傳送工件的料道，其V形板的間距t（圖8－13）可由下式計(jì)算：（mm）（8-5）式中：L——工件的長(zhǎng)度（mm）；

S——工件之間的間隙（mm）。圖8－12徑向傳送工件時(shí)料道上V形板的間距圖8－13軸向傳送工件時(shí)料道上V形板的間距

3.工業(yè)機(jī)器人

在柔性自動(dòng)化制造技術(shù)中，工業(yè)機(jī)器人是應(yīng)用很廣泛的一種設(shè)備。目前，在很多柔性制造單元和系統(tǒng)中采用機(jī)器人完成物料輸送等功能。

圖8－14是典型的工業(yè)機(jī)器人，由機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)和電氣液壓動(dòng)力裝置三部分組成。機(jī)器人本體有堅(jiān)實(shí)的底座，底座上有繞中心旋轉(zhuǎn)的掃描臂，掃描范圍為240°～270°。掃描臂上有在垂直面內(nèi)擺動(dòng)的肩，這樣就構(gòu)成了一個(gè)球面坐標(biāo)系統(tǒng)。與擺動(dòng)肩相連的是延伸肘，它改變了機(jī)器人的整個(gè)臂長(zhǎng)，使活動(dòng)范圍擴(kuò)展成球體空間。手腕分別有三個(gè)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)動(dòng)：俯仰、偏向、回轉(zhuǎn)，它擴(kuò)大了機(jī)器人的柔性和靈活性。在手腕的前端可以安裝各種工具，如手爪、夾持器、噴槍等。圖8－14工業(yè)機(jī)器人圖8－15機(jī)器人用于零件裝配

4.自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)（AutomaticGuideVehicle，AGV）

自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)是目前柔性制造技術(shù)中較有發(fā)展前途的物料輸送裝置（圖8－16），新建的柔性制造系統(tǒng)中采用自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)已成為一種明顯趨勢(shì)。一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)的主要技術(shù)參數(shù)如下：最大承載量1000kg，最高行速1m/s，加速度0.4m/s2，高速行駛時(shí)的最小轉(zhuǎn)彎半徑1m，帶對(duì)中定位裝置時(shí)的定位精度±6mm，裝料時(shí)間10s，通過(guò)兩次定位裝置可使其準(zhǔn)停定位精度達(dá)±0.1mm。圖8－16自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)小車(chē)裝有托盤(pán)交換裝置，用以實(shí)現(xiàn)與機(jī)床或裝卸站之間的自動(dòng)連接。輥輪式交換裝置利用輥輪與托盤(pán)間的摩擦力將托盤(pán)移進(jìn)移出。滑動(dòng)叉式交換裝置利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)叉將托盤(pán)推出或拉入，兩邊的支承滾子可減少移動(dòng)時(shí)所需的力。升降臺(tái)式交換裝置利用升降臺(tái)將托盤(pán)升高，物料托架上的托物叉伸入托盤(pán)底部，升降臺(tái)下降，托物叉回縮，將托盤(pán)移出。小車(chē)還裝有升降對(duì)齊裝置，以便消除工件交接時(shí)的高度差。圖8－17為自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)自動(dòng)行駛的控制示意圖?？刂菩旭偮肪€的控制導(dǎo)線埋于車(chē)間地面下，高頻控制信號(hào)流過(guò)控制導(dǎo)線，車(chē)體下部的檢測(cè)線圈接收制導(dǎo)信號(hào)，當(dāng)車(chē)偏離正常路線時(shí)，兩個(gè)接收線圈信號(hào)產(chǎn)生差值，以此差值信號(hào)作為輸出信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)向控制裝置處理后，傳至轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和撥正行車(chē)方向。在停車(chē)地址監(jiān)視傳感器所發(fā)出的監(jiān)視信號(hào)經(jīng)程序控制裝置處理（與設(shè)定的行駛程序相比較）后，發(fā)令給傳動(dòng)控制裝置，控制行駛電機(jī)，實(shí)現(xiàn)輸送車(chē)的啟動(dòng)、加減速、停止等動(dòng)作。圖8－17

AGV自動(dòng)行駛的控制原理路徑尋找就是自動(dòng)選取岔道。AGV在車(chē)間的行走路線比較復(fù)雜，有很多分岔點(diǎn)和交匯點(diǎn)。中央控制計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)車(chē)輛調(diào)度控制，AGV上帶有微處理器控制板，AGV的行走路線以圖表的格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中。當(dāng)給定起點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)位置后，控制程序自動(dòng)選擇出AGV行走的最佳路線。小車(chē)在岔道處方向的選擇多采用頻率選擇法。在決策點(diǎn)處，地板槽中同時(shí)有多種不同頻率信號(hào)。當(dāng)AGV接近決策點(diǎn)（岔道口）時(shí)，通過(guò)編碼裝置確定小車(chē)目前所在位置。AGV在接近決策點(diǎn)前作出決策，確定應(yīng)跟蹤的頻率信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)路徑尋找。

5.有軌小車(chē)（RailGuideVehicle，RGV）

有軌小車(chē)往返于加工設(shè)備、裝卸站與立體倉(cāng)庫(kù)之間，按指令自動(dòng)運(yùn)行到指定的工位（加工工位、裝卸工位、清洗站或立體倉(cāng)庫(kù)庫(kù)位等），自動(dòng)存取工件。它與機(jī)器人輸送方式相比，具有輸送距離大、定位精度高和載重量大等優(yōu)點(diǎn)。

有軌運(yùn)輸車(chē)有三種工作方式：

（1）在線工作方式：運(yùn)輸車(chē)接受上位計(jì)算機(jī)的指令而進(jìn)行工作。

（2）離線自動(dòng)工作方式：可利用操作面板上的鍵盤(pán)來(lái)編制工件輸送程序，然后按啟動(dòng)按鈕，使運(yùn)輸車(chē)按所編程序運(yùn)行。（3）手動(dòng)工作方式：運(yùn)輸車(chē)有三個(gè)主運(yùn)動(dòng)，即直角坐標(biāo)的X、Y、Z三個(gè)方向，如圖8－18所示。其中X方向（沿軌道方向）和Z方向（垂直方向）有較高的定位精度要求（±0.2mm），故采用光電碼盤(pán)檢測(cè)反饋的半閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。整機(jī)控制框圖如圖8－19所示。圖8－18有軌運(yùn)輸車(chē)圖8－19有軌運(yùn)輸車(chē)控制框圖

6.步伐式輸送裝置

1）棘爪步伐式輸送裝置

（1）棘爪式輸送帶。

圖8－20是組合機(jī)床自動(dòng)線中最常用的棘爪式輸送帶。在輸送帶1上裝有若干個(gè)棘爪2，每一棘爪都可繞銷(xiāo)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪的前端頂在工件6的后端，下端被擋銷(xiāo)4擋住。當(dāng)輸送帶向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，棘爪2就推動(dòng)工件移動(dòng)一個(gè)步距；當(dāng)輸送帶回程時(shí)，棘爪被工件壓下，于是繞銷(xiāo)軸3回轉(zhuǎn)而將彈簧5拉伸，并從工件下面滑過(guò)，待退出工件之后，棘爪又復(fù)抬起。圖8－20棘爪式輸送帶的動(dòng)作原理圖如圖8－21所示，棘爪式輸送帶1是支承在滾子2上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。支承滾子通常安裝在機(jī)床夾具上，它的數(shù)量應(yīng)視機(jī)床間距的大小而定，一般可每隔一米左右安裝一個(gè)。輸送時(shí)，工件3在兩條支承板5上滑動(dòng)，兩側(cè)限位板4是用來(lái)導(dǎo)向的。當(dāng)工件較寬時(shí)，用一條輸送帶運(yùn)送工件時(shí)容易使其歪斜，這時(shí)可用同步動(dòng)作的兩條輸送帶來(lái)推動(dòng)工件。圖8－21輸送帶的支承滾子棘爪式輸送帶的結(jié)構(gòu)如圖8－22所示。它由若干個(gè)中間棘爪1、一個(gè)首端棘爪2和一個(gè)末端棘爪3裝在兩條平行的側(cè)板4上所組成。由于整個(gè)輸送帶比較長(zhǎng)，考慮到制造及裝配工藝性，一般都把它做成若干節(jié)，然后再用連接板5連成整體。輸送帶中間的棘爪一般都做成等距的，但根據(jù)實(shí)際需要，也可以將某些中間棘爪的間距設(shè)計(jì)成不等距的。自動(dòng)線的首端棘爪及未端棘爪與其相鄰棘爪之間的距離，根據(jù)實(shí)際需要可以做得比輸送步距短一些。圖8－22棘爪式輸送帶的結(jié)構(gòu)因?yàn)椴椒ナ捷斔脱b置是一種剛性連接的裝置，所以輸送帶的結(jié)構(gòu)尺寸不僅與輸送步距有關(guān)，而且與機(jī)床在安裝調(diào)整時(shí)的實(shí)際距離有關(guān)。所以，設(shè)計(jì)輸送帶時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①在一節(jié)輸送帶上，最好只安裝一臺(tái)機(jī)床加工工位的棘爪。如果在一節(jié)輸送帶上裝有兩臺(tái)機(jī)床的棘爪，則不但要求棘爪間具有精確的距離，而且機(jī)床安裝時(shí)的中心距離要求也很?chē)?yán)，這是不合理的。

為了便于調(diào)整工作，可以采用如圖8－23所示的微調(diào)棘爪。在全線安裝調(diào)試時(shí)裝好棘爪3，當(dāng)再一次重新安裝自動(dòng)線時(shí)，可以根據(jù)機(jī)床的實(shí)際距離，通過(guò)螺釘3對(duì)相鄰兩棘爪端面間的距離A進(jìn)行微調(diào)。圖8－23棘爪微調(diào)機(jī)構(gòu)②連接板一般固定在前一節(jié)輸送帶上，在制造單位安裝調(diào)試后，連接板與后一節(jié)輸送帶在中間打一個(gè)定位銷(xiāo)2（見(jiàn)圖8－22中K處），運(yùn)到使用單位時(shí)須重新調(diào)整，調(diào)好后再另打兩個(gè)定位銷(xiāo)。③調(diào)整輸送帶時(shí)，輸送帶向前到達(dá)終點(diǎn)，工件應(yīng)比規(guī)定的定位安裝位置滯后0.3～0.5mm（圖8－24）。在定位時(shí)，定位銷(xiāo)以頂端錐度引進(jìn)工件的定位孔，把工件向前拉到準(zhǔn)確的安裝位置。

④由于棘爪式輸送帶不便于在工件的前方設(shè)置擋塊，因此向前輸送的速度一般不宜大于16m/min，并且應(yīng)在行程之末裝設(shè)行程節(jié)流閥減速，以防止工件因慣性前沖而不能保證位置精度。一般推薦在終點(diǎn)前30～60mm處開(kāi)始節(jié)流。圖8－24步伐式輸送帶的調(diào)整位置示意圖

(2)輸送帶的傳動(dòng)裝置。

步伐式輸送帶可以采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)或者液壓驅(qū)動(dòng)。

圖8－25是一種機(jī)械驅(qū)動(dòng)的輸送裝置，由通用的機(jī)械滑臺(tái)傳動(dòng)裝置1及輸送滑臺(tái)3組成。工作時(shí)，快速電動(dòng)機(jī)5啟動(dòng)，通過(guò)絲桿、螺母驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)3，帶動(dòng)輸送帶2前進(jìn)，接近終點(diǎn)時(shí)，快速電動(dòng)機(jī)5停止而慢進(jìn)電動(dòng)機(jī)4啟動(dòng)，使工件準(zhǔn)確到位。待工件定位夾緊之后，快速電動(dòng)機(jī)5啟動(dòng)反轉(zhuǎn)，使輸送帶快速返回。

采用液壓驅(qū)動(dòng)的輸送裝置可以得到較大的驅(qū)動(dòng)力和輸送速度，實(shí)現(xiàn)緩沖比較容易，調(diào)整也方便。加以目前絕大多數(shù)的自動(dòng)線中都具有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，所以，液壓驅(qū)動(dòng)的輸送裝置得到了廣泛的應(yīng)用。圖8－25機(jī)械驅(qū)動(dòng)的輸送裝置

2）回轉(zhuǎn)步伐式輸送裝置

圖8－26(a)為回轉(zhuǎn)步伐輸送裝置的動(dòng)作示意圖。輸送帶1上的撥爪2是剛性的，工作時(shí)，輸送帶先回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，讓撥爪卡住工件（或隨行夾具）3的兩端，再向前輸送一個(gè)步距。待輸送帶到達(dá)終點(diǎn)，將工件定位夾緊后，輸送帶1反轉(zhuǎn)使撥爪2脫開(kāi)工件（或隨行夾具），然后退回原位。圖8－26(b)為回轉(zhuǎn)步伐式輸送裝置輸送的一個(gè)實(shí)例。在輸送帶5的帶動(dòng)下，裝有活塞（工件）3的隨行夾具2可在T形導(dǎo)軌1上移動(dòng)。處于原位時(shí)，固裝在輸送帶5上的成形卡板4豎起在虛線位置。圖8－26回轉(zhuǎn)步伐式輸送裝置動(dòng)作示意圖輸送時(shí)，卡板4與輸送帶5一起回轉(zhuǎn)45°，使卡板的每一個(gè)凹槽卡著一個(gè)隨行夾具2，同時(shí)把四個(gè)活塞向前移動(dòng)一個(gè)步距。輸送到位后，卡板反轉(zhuǎn)45°而離開(kāi)工件，輸送帶5接著退回原位。由于卡板的凹槽具有限位的作用，可以保證工件輸送到終點(diǎn)時(shí)具有比較準(zhǔn)確的位置，因而這種輸送裝置允許采用較高的輸送速度（可達(dá)20m/min以上）。典型的回轉(zhuǎn)步伐式輸送裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖8－27所示，整個(gè)輸送帶由若干節(jié)圓桿1組成，兩節(jié)的接合處采用了配合，然后用兩個(gè)互成90°的銷(xiāo)子固定。圓桿直徑有40、50、60、70mm等，其相應(yīng)的端部小頭直徑為25、35、40、45mm。輸送帶的支承滾輪7一般做成腰鼓形。輸送帶的往復(fù)運(yùn)動(dòng)大多采用液壓油缸驅(qū)動(dòng)。為了讓輸送帶回轉(zhuǎn)，活塞桿4與輸送帶之間采用能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)接頭3連接。為使行程末端不發(fā)生沖擊，油缸5兩端設(shè)有緩沖器6。輸送帶的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由專(zhuān)用的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2實(shí)現(xiàn)的。圖8－27回轉(zhuǎn)步伐式輸送裝置

3）抬起步伐式輸送裝置

圖8－28為氣缸體精加工自動(dòng)線的抬起步伐式輸送裝置。輸送時(shí)，先把工件抬起一個(gè)高度，向前移動(dòng)一個(gè)步距，將工件放到夾具上或空工位的支承上，然后輸送帶返回原位。用這種方式可以輸送缺乏良好輸送基面的工件以及需要保護(hù)基面的有色金屬工件和高精度工件。在圖8－28中，輸送帶7的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由輸送傳動(dòng)裝置8驅(qū)動(dòng)，其升降運(yùn)動(dòng)則由齒條、齒輪和凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。工作時(shí)，油缸（圖中末示出）驅(qū)動(dòng)齒條1，帶動(dòng)齒輪2、軸3和凸輪4，迫使頂桿5及支承滾輪6上下移動(dòng)，從而使輸送帶升降。這種裝置因受凸輪升高量的限制，升降行程一般比較小，故適用于輸送需要保護(hù)基面的高精度工件及有色金屬工件（這類(lèi)工件只需抬高幾毫米即可）。圖8－28氣缸體精加工自動(dòng)線的抬起步伐式輸送器

7.隨行夾具的退回裝置

在組合機(jī)床自動(dòng)線中，對(duì)于某些形狀復(fù)雜、缺少可靠輸送基面的工件或有色金屬工件，常采用隨行夾具作為定位夾緊和自動(dòng)輸送的附加裝置。隨行夾具可以做出一個(gè)很可靠的輸送基面，并采用“一面兩孔”的典型定位方式在自動(dòng)線的工位上安裝，使某些原來(lái)不便于在組合機(jī)床自動(dòng)線上加工的工件可以上線加工。

為了使隨行夾具能在自動(dòng)線上循環(huán)工作，當(dāng)工件加工完畢從隨行夾具上卸下以后，隨行夾具必須重新返回原始位置。所以，在使用隨行夾具的自動(dòng)線上，應(yīng)具有隨行夾具的返回裝置。隨行夾具的返回裝置包括返回輸送帶及與主輸送帶的連接機(jī)構(gòu)。

隨行夾具的返回方式有水平返回方式、上方返回方式和下方返回方式。

（1）水平返回方式。

圖8－29所示為隨行夾具在水平面內(nèi)作框形運(yùn)動(dòng)返回的示意圖。圖8－29（a）中的返回輸送裝置由三條步伐式輸送帶1、2、3所組成，三條輸送帶按一定的先后順序步伐移動(dòng)。在卸料工位卸下工件后，隨行夾具在加工時(shí)間內(nèi)一步一步地經(jīng)過(guò)П形路線回到上料工位。圖8－29（b）是采用三段鏈條傳動(dòng)以代替步伐式輸送帶。圖8－29（c)為半圓形鏈條返回輸送帶，這種方案比圖8－29（b）占地面積小，但須注意隨行夾具在返回過(guò)程中已回轉(zhuǎn)了180°，必要時(shí)須在自動(dòng)線中添設(shè)轉(zhuǎn)位裝置。圖8－29隨行夾具水平返回方式為了有效利用生產(chǎn)面積，有時(shí)把自動(dòng)線布置成封閉框形。把工件兩側(cè)面和頂面的加工工位布置在兩條縱向輸送帶上，把兩端面的加工工位安排在橫向輸送帶上，這樣便無(wú)需設(shè)置專(zhuān)門(mén)的返回輸送帶。但須注意，這種方案具有占地面積短而闊的特點(diǎn)。

水平返回隨行夾具使自動(dòng)線形成封閉框形，為了進(jìn)入框內(nèi)，必須架橋梯從輸送帶上跨過(guò)。這種方式敞開(kāi)性好，但占地面積較大，適用于隨行夾具比較重或尺寸較大的情況。（2）上方返回方式。

隨行夾具從上方返回方式可使自動(dòng)線的結(jié)構(gòu)比較緊湊，占地面積小，但不宜于布置立式機(jī)床。圖8－30所示為從機(jī)床上面返回隨行夾具的示意圖。隨行夾具2在自動(dòng)線的末端用提升裝置3升到機(jī)床上方后，經(jīng)返回輸送帶4送回自動(dòng)線的始端，然后用下降裝置5降到主輸送帶1上。有的返回輸送帶是一條傾斜（1∶50）的滾道，隨行夾具被提升后，在自重的作用下返回。這種方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)于工位多而布局很長(zhǎng)的自動(dòng)線不甚適宜。圖8－30隨行夾具從上方返回的自動(dòng)線圖8－31隨行夾具從后上方返回的方式（3）下方返回方式。

圖8－32為小型自動(dòng)線隨行夾具從下方返回的輸送示意圖。裝著工件的隨行夾具2由輸送油缸1直接驅(qū)動(dòng)，一個(gè)頂著一個(gè)地沿著輸送導(dǎo)軌移動(dòng)到加工工位。全部工序完畢后，工件連同隨行夾具一起被送入自動(dòng)線末端的回轉(zhuǎn)鼓輪5，然后翻轉(zhuǎn)至下面，經(jīng)機(jī)床底座內(nèi)的步伐式返回輸送帶4送回自動(dòng)線的始端，再由回轉(zhuǎn)鼓輪3從下面翻轉(zhuǎn)至上面的裝卸工位。兩個(gè)回轉(zhuǎn)鼓輪是同時(shí)動(dòng)作的，當(dāng)鼓輪回轉(zhuǎn)時(shí)，返回輸送帶處于中間位置；當(dāng)鼓輪不動(dòng)時(shí)，返回輸送帶從鼓輪5中拉出隨行夾具和工件并向鼓輪3送入隨行夾具和工件。圖8－32隨行夾具下方返回方式示意圖

8.4檢驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化

8.4.1概述

隨著機(jī)械加工及裝配工序的自動(dòng)化水平提高，檢驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化成為不可缺少的環(huán)節(jié)。自動(dòng)化檢驗(yàn)可以保證檢驗(yàn)結(jié)果客觀準(zhǔn)確，消除人為的觀測(cè)誤差；提高檢測(cè)效率，實(shí)現(xiàn)大批量檢測(cè)；減輕檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化還能自動(dòng)監(jiān)視工藝過(guò)程的進(jìn)行情況，保證設(shè)備正常工作。

1.實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化的途徑

（1）在機(jī)床上安裝自動(dòng)檢測(cè)裝置，如磨削過(guò)程中，安裝在磨床上的自動(dòng)檢測(cè)裝置。

（2）在自動(dòng)線中設(shè)置自動(dòng)檢驗(yàn)工位，如在自動(dòng)線中設(shè)置對(duì)精鏜孔測(cè)量的工位，在曲軸動(dòng)平衡自動(dòng)線中設(shè)置不平衡量的檢測(cè)工位等。

（3）設(shè)置專(zhuān)用的檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)及分類(lèi)自動(dòng)線，如活塞環(huán)、滾針、鋼球等零件的分類(lèi)機(jī)，連桿稱(chēng)重分類(lèi)自動(dòng)線等。

2.自動(dòng)檢驗(yàn)的基本過(guò)程

（1）零件加工過(guò)程中的自動(dòng)檢驗(yàn)。

在加工的同時(shí)對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電量或氣壓信號(hào)送至信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大裝置，經(jīng)轉(zhuǎn)換、放大后送至機(jī)床控制系統(tǒng)，對(duì)加工過(guò)程直接進(jìn)行控制。

（2）具有自動(dòng)補(bǔ)償作用的檢驗(yàn)過(guò)程。

在加工之后對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，如果由于刀具磨損而使被加工工件的尺寸達(dá)到或超出某一范圍，檢驗(yàn)裝置將發(fā)出信號(hào)，由控制系統(tǒng)控制機(jī)床作相應(yīng)的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，或在連續(xù)出現(xiàn)廢品的數(shù)量超過(guò)規(guī)定值時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)停止機(jī)床工作。在某些情況下，也可以同時(shí)應(yīng)用分類(lèi)機(jī)構(gòu)，讓合格品通過(guò)，而剔除廢品。（3）檢驗(yàn)自動(dòng)機(jī)的檢驗(yàn)過(guò)程。

在加工完畢后，零件經(jīng)測(cè)量裝置檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果的信號(hào)一方面送向信號(hào)燈裝置顯示出來(lái)，另一方面送到信號(hào)轉(zhuǎn)換放大裝置，控制分類(lèi)機(jī)構(gòu)將零件分為三類(lèi)，即合格品、可返修的廢品及不可返修的廢品。檢驗(yàn)自動(dòng)線的工作過(guò)程與檢驗(yàn)自動(dòng)機(jī)基本相似，只是在自動(dòng)線上可以檢驗(yàn)更多的參數(shù)，而且可以在檢驗(yàn)工位之間安排一些補(bǔ)充加工、校正和清洗等其它工位。

綜上所述，可以將自動(dòng)檢驗(yàn)過(guò)程歸納為圖8－33所示的方框圖。由方框圖可以看出，上述三種檢驗(yàn)方式由于控制過(guò)程不同，以及在接收測(cè)量信號(hào)之后執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的作用不同，所以檢驗(yàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有不同的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。但是它們也有共性的部分，即不論哪一種檢驗(yàn)方式，其測(cè)量裝置和信號(hào)的傳輸放大裝置是相同的。圖8－33自動(dòng)檢驗(yàn)過(guò)程方框圖

3.自動(dòng)檢驗(yàn)的分類(lèi)

自動(dòng)檢驗(yàn)可以按下列幾種不同的特征進(jìn)行分類(lèi)：

（1）按轉(zhuǎn)換測(cè)量信號(hào)的原理可以分為機(jī)械式、電氣式（包括電接觸式、電感式、差動(dòng)變壓器式、電容式和光電式等）和氣動(dòng)式。

（2）按檢驗(yàn)過(guò)程的性質(zhì)可以分為在加工過(guò)程中的自動(dòng)檢驗(yàn)，加工過(guò)程中同時(shí)對(duì)零件進(jìn)行檢驗(yàn)，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果主動(dòng)地控制機(jī)床的工作過(guò)程，故又稱(chēng)為主動(dòng)檢驗(yàn)；在加工完成以后進(jìn)行檢驗(yàn)和分類(lèi)，這種檢驗(yàn)方法不能預(yù)防廢品的產(chǎn)生，只能發(fā)現(xiàn)和剔除廢品，故又稱(chēng)為消極檢驗(yàn)。（3）按量頭與工件的接觸情況可以分為接觸式檢驗(yàn)和非接觸式檢驗(yàn)。

（4）按被檢驗(yàn)的參數(shù)可以分為零件的尺寸偏差、幾何形狀誤差、重量偏差、高速轉(zhuǎn)動(dòng)零件的不平衡量等參數(shù)的檢驗(yàn)。8.4.2加工過(guò)程中的自動(dòng)檢驗(yàn)裝置

加工過(guò)程中的自動(dòng)檢驗(yàn)裝置一般作為輔助裝置安裝在機(jī)床上，就其測(cè)量方式的不同，可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)深?lèi)。直接測(cè)量裝置在加工過(guò)程中用量頭直接測(cè)量工件的尺寸變化，主動(dòng)監(jiān)視和控制機(jī)床的工作；間接測(cè)量裝置則依靠預(yù)先調(diào)整好的定程裝置，控制機(jī)床的執(zhí)行部件或刀具行程的終點(diǎn)位置來(lái)間接控制工件的尺寸。

1.直接測(cè)量裝置

根據(jù)被測(cè)表面的不同，直接測(cè)量裝置又分為檢驗(yàn)外圓、檢驗(yàn)孔、檢驗(yàn)平面和檢驗(yàn)斷續(xù)表面等類(lèi)裝置。測(cè)量平面的裝置多用于控制工件的厚度或高度尺寸，大多系單觸頭測(cè)量，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。其余幾類(lèi)裝置，由于工件被測(cè)表面的形狀特性及機(jī)床的工作特點(diǎn)不同，因而各具有一定的特殊性。

1）外圓磨削自動(dòng)測(cè)量裝置

在磨削中測(cè)量外徑尺寸時(shí)多采用點(diǎn)接觸測(cè)量裝置，觸點(diǎn)的數(shù)目可以是一點(diǎn)、兩點(diǎn)或三點(diǎn)。

單觸點(diǎn)的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，但是在布置測(cè)量觸點(diǎn)時(shí)，必須注意磨削時(shí)徑向切削力較大這一特點(diǎn)。為了避免工藝系統(tǒng)的彈性變形直接影響測(cè)量精度，測(cè)量觸點(diǎn)不宜布置在砂輪的對(duì)面（如圖8－34（a）所示），而應(yīng)如圖8－34（b）所示，布置在與砂輪橫進(jìn)給相垂直的方向，即將觸點(diǎn)接觸在工件的上母線或下母線上。圖8－34單觸點(diǎn)測(cè)量的布置方式圖8－35所示為單觸點(diǎn)測(cè)量裝置的實(shí)例。此裝置由測(cè)量頭3、QFQ—2—1型浮標(biāo)式氣動(dòng)量?jī)x6和GK—4型晶體管光電控制器7、9所組成。測(cè)量頭3裝在磨床工作臺(tái)上，測(cè)量杠桿2的硬質(zhì)合金端與工件1的下母線相接觸，另一端面B與氣動(dòng)噴嘴4之間具有一定的間隙Δ。杠桿2的A部具有一定的彈性變形，以保持觸頭對(duì)工件的測(cè)量力。在加工過(guò)程中，工件直徑逐漸減小，間隙Δ也隨著減小，因而浮標(biāo)逐漸下降。當(dāng)工件到達(dá)規(guī)定的尺寸時(shí)，浮標(biāo)正好切斷光源控制器7從燈泡8發(fā)出的光束，于是光電傳感器9輸出一個(gè)信號(hào)，控制砂輪5退出工件。圖8－35單觸點(diǎn)測(cè)量裝置

圖8－36是測(cè)量頭的結(jié)構(gòu)。量頭體3裝在底座7的垂直槽中，用螺釘5鎖緊。底座7固定在機(jī)床的工作臺(tái)上，其底面結(jié)構(gòu)根據(jù)工作臺(tái)面的形式確定。松開(kāi)螺釘5，可以借助于螺母6調(diào)節(jié)量頭的高低位置。圖8－36測(cè)量頭的結(jié)構(gòu)測(cè)量裝置的電氣控制原理如圖8－37所示。當(dāng)浮標(biāo)上升未切斷光源時(shí)，光束直射在光電二極管上，使三極管V1和V2導(dǎo)通，繼電器J1通電。此時(shí)J1的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，控制繼電器J2不通電，無(wú)控制信號(hào)輸出。當(dāng)浮標(biāo)下降切斷光源后，三極管V1和V2截止，J1斷電，J2通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通電磁鐵DT，控制砂輪退出。圖8－37測(cè)量裝置的電氣控制原理單觸點(diǎn)測(cè)量裝置的觸點(diǎn)與工件的上母線或下母線相接觸，雖然能消除工藝系統(tǒng)在徑向磨削力作用下變形的影響，但是工件相對(duì)于測(cè)量裝置的安裝誤差以及加工中的振動(dòng)等因素仍然會(huì)影響測(cè)量精度和穩(wěn)定性。雙觸點(diǎn)測(cè)量裝置可以消除或減小上述不利因素的影響，能保證較高的穩(wěn)定性。

2）內(nèi)圓磨削自動(dòng)測(cè)量裝置

內(nèi)圓磨削的自動(dòng)測(cè)量裝置也有多種，如剛性塞規(guī)、單觸點(diǎn)和雙觸點(diǎn)測(cè)量裝置等。剛性塞規(guī)的結(jié)構(gòu)和電路簡(jiǎn)單，但易磨損，工作穩(wěn)定性較差，測(cè)量精度也不很高，通常只用于測(cè)量2級(jí)精度以下的孔。單觸點(diǎn)測(cè)量裝置存在著與外圓磨削單觸點(diǎn)測(cè)量裝置相同的缺點(diǎn)，因此只應(yīng)用于工藝系統(tǒng)剛度較好，主軸振動(dòng)小的情況下。目前在自動(dòng)和半自動(dòng)的內(nèi)圓磨床上廣泛采用雙觸點(diǎn)測(cè)量裝置。

圖8－38是采用電感式傳感器的雙觸點(diǎn)測(cè)量裝置原理圖，圖8－39是具體的結(jié)構(gòu)圖，兩圖中的零件序號(hào)是一致的。圖8－38雙觸點(diǎn)測(cè)量裝置原理圖圖示量爪1、2已經(jīng)進(jìn)入工件孔中并處于測(cè)量狀態(tài)。量爪1和2都通過(guò)支承塊4、十字片彈簧3與測(cè)量裝置的基架16相連。在上支承塊4的右端裝有電感式傳感器6，在下支承塊4的右端則裝有臂10，其中裝有可調(diào)節(jié)的量端11，與傳感器量端接觸。上、下量爪1、2各處在彈簧5的作用下而獲得一定的測(cè)量力。工件孔徑尺寸變大時(shí)，上量爪繞十字片彈簧順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下量爪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使傳感器測(cè)量桿（鐵芯）相對(duì)于線圈移動(dòng)，發(fā)出尺寸偏差信號(hào)。如果工件振動(dòng)而使量爪擺動(dòng)，則由于兩量爪的轉(zhuǎn)向相同，故傳感器發(fā)出的信號(hào)沒(méi)有變化。圖8－39內(nèi)圓磨削雙觸點(diǎn)測(cè)量裝置整個(gè)裝置通過(guò)支架13安裝在軸12上。在進(jìn)行測(cè)量之前，由于錐塞8楔入螺釘7和9之間，因而量爪1和2收攏。測(cè)量時(shí)，液壓裝置驅(qū)使錐塞8后退，并帶著支架13繞軸12順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至靠在定位支釘14上為止。此時(shí)，量爪1、2進(jìn)入工件孔中，當(dāng)錐塞8進(jìn)一步后退時(shí)，其錐面放松螺釘7和9，于是量爪1、2的量端在孔內(nèi)張開(kāi)，靠在被測(cè)量的表面上。加工完畢后，量爪1和2必須退出工件。此時(shí)，由液壓驅(qū)動(dòng)的錐塞8前進(jìn)，其錐面首先頂開(kāi)螺釘7和9（圖B—B），使量爪1、2的量端合攏，傳感器6的測(cè)量桿與量端11離開(kāi)。當(dāng)液動(dòng)錐塞8進(jìn)一步前進(jìn)時(shí)，將使測(cè)量裝置的支架13繞立柱12逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使量爪1、2退出工件。定位塊15是在搬運(yùn)測(cè)量裝置時(shí)固定量爪1、2之用。工作時(shí)，應(yīng)將定位銷(xiāo)拔出，將定位塊15轉(zhuǎn)動(dòng)，使量爪1、2能自由擺動(dòng)。通過(guò)螺塞調(diào)節(jié)彈簧5的壓力，可以分別對(duì)上、下量爪的測(cè)量力進(jìn)行調(diào)整。傳感器的信號(hào)調(diào)整可借助于手柄調(diào)整量端11的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

量爪1和2以?shī)A箍安裝在支承塊4的圓柱端上，當(dāng)用于測(cè)量不同直徑的工件時(shí)，可以進(jìn)行調(diào)整。

2.間接測(cè)量裝置

以間接測(cè)量法控制加工過(guò)程時(shí)，不是用測(cè)量裝置直接檢測(cè)工件尺寸的變化，而是利用預(yù)先調(diào)整好的定程裝置（例如行程擋鐵或開(kāi)關(guān)），控制機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程，或者借助于專(zhuān)用的裝置檢測(cè)工具的尺寸來(lái)間接地控制工件的尺寸。圖8－40研磨孔徑的間接測(cè)量在應(yīng)用間接測(cè)量法的自動(dòng)測(cè)量裝置中，通常都具有某種測(cè)量發(fā)信元件，借檢測(cè)刀具的行程或尺寸來(lái)間接控制被加工零件的尺寸。圖8－40所示是研磨過(guò)程中采用的間接測(cè)量裝置的工作原理圖。在工件6上方的支架5中，裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)3，此標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的孔徑與被加工孔在研磨后的尺寸相對(duì)應(yīng)。在每一研磨砂條4的末端，帶有塑料（或電木）塊2。每當(dāng)研磨頭1向上到最高位置時(shí)，塑料塊2進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)環(huán)3的孔中，當(dāng)工件的余量未被切除時(shí)，研磨頭的外徑小于環(huán)3的孔徑。在研磨過(guò)程中，砂條逐漸向外脹開(kāi)，亦即研磨頭連同塑料塊2的外徑不斷增大，等到工件孔徑達(dá)到要求的尺寸時(shí)，塑料塊2進(jìn)入環(huán)3的孔中后，便以摩擦力帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)3轉(zhuǎn)動(dòng)。環(huán)3上的銷(xiāo)子壓在信號(hào)發(fā)送裝置8上，發(fā)出停車(chē)信號(hào)。擋銷(xiāo)9和10用以限制環(huán)3的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。采用這種裝置時(shí)，必須注意到塑料塊2與砂條4在研磨過(guò)程中雖然一同被磨損，但它們的磨損不會(huì)是一致的。因此，必須根據(jù)塑料塊2的磨損規(guī)律來(lái)預(yù)先決定標(biāo)準(zhǔn)環(huán)孔徑相應(yīng)的尺寸，以減小測(cè)量誤差。8.4.3自動(dòng)補(bǔ)償裝置

對(duì)于一些用調(diào)整法進(jìn)行加工的機(jī)床，工件的尺寸精度主要決定于機(jī)床精度和調(diào)整精度。當(dāng)工件的精度要求較高，而切削工具磨損較快，即刀具的尺寸耐用度較低時(shí)，在機(jī)床工作時(shí)間不長(zhǎng)的情況下，工件的尺寸精度就會(huì)顯著下降。為了恢復(fù)機(jī)床的調(diào)整精度，必須經(jīng)常停機(jī)進(jìn)行再調(diào)整，從而使生產(chǎn)率受到很大的影響。這樣，在提高加工精度和充分發(fā)揮自動(dòng)化機(jī)床的生產(chǎn)效率之間，就產(chǎn)生了突出的矛盾。為了適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)中高精度、高效率的要求，在此情況下就需要采用自動(dòng)補(bǔ)償裝置。目前，在金屬切削加工中，自動(dòng)補(bǔ)償裝置多采用尺寸控制原則，即在工件完成加工后，自動(dòng)測(cè)量其實(shí)際尺寸。當(dāng)工件的尺寸超出某一規(guī)定的范圍時(shí)，測(cè)量裝置發(fā)出信號(hào)，控制補(bǔ)償裝置對(duì)刀具進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償尺寸上的偏差。圖8－41所示為精鏜孔的自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)原理圖。已加工好的工件5用測(cè)量頭6進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果可在控制裝置7上用儀表顯示出來(lái)。當(dāng)因鏜刀磨損而使工件尺寸到達(dá)某一極限值時(shí)，控制裝置7發(fā)出補(bǔ)償信號(hào)，補(bǔ)償機(jī)構(gòu)4通過(guò)鏜頭3對(duì)鏜刀2進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償磨損，使其后加工的工件1的尺寸回到規(guī)定的范圍以?xún)?nèi)。圖8－41自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)原理圖由此可見(jiàn)，自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)一般由測(cè)量裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換或控制裝置以及補(bǔ)償裝置三部分組成。

自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的測(cè)量和補(bǔ)償過(guò)程是滯后于加工過(guò)程的。為了保證在對(duì)前一個(gè)工件進(jìn)行測(cè)量和發(fā)出補(bǔ)償信號(hào)時(shí)，后一個(gè)工件不會(huì)成為廢品，就不能在工件已到達(dá)極限尺寸時(shí)才發(fā)出補(bǔ)償信號(hào)，一般應(yīng)使發(fā)出補(bǔ)償信號(hào)的界限尺寸在工件的極限尺寸以?xún)?nèi)，并留有一定的安全帶，如圖8－42所示。圖8－42尺寸公差帶與補(bǔ)償帶測(cè)量控制裝置大多向補(bǔ)償裝置發(fā)出脈沖補(bǔ)償信號(hào)，或者補(bǔ)償裝置在接收信號(hào)以后進(jìn)行脈動(dòng)補(bǔ)償。每一次補(bǔ)償量的大小決定于工件的精度要求，即尺寸公差帶的大小，以及刀具的磨損情況。每次的補(bǔ)償量愈小，獲得的補(bǔ)償精度愈高，工件的尺寸分散度也愈小，但此時(shí)對(duì)補(bǔ)償執(zhí)行機(jī)構(gòu)的靈敏度要求也愈高。采用尺寸控制原則的自動(dòng)補(bǔ)償裝置，多應(yīng)用于下述兩種情況：

（1）用調(diào)整法加工的磨床。例如無(wú)心磨床、立軸式和臥軸式的雙端面磨床等，當(dāng)砂輪磨損后，工件尺寸變大，到達(dá)一定限度后，需進(jìn)行補(bǔ)償。這時(shí)的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)多由補(bǔ)償裝置驅(qū)動(dòng)砂輪座或?qū)л喿鶃?lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）用于精加工的自動(dòng)化機(jī)床上。當(dāng)?shù)毒叩某叽缒陀枚容^低時(shí)，需借助于自動(dòng)測(cè)量和補(bǔ)償裝置以保證加工精度，并相應(yīng)地保證生產(chǎn)率。在此情況下，補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)大多由特殊結(jié)構(gòu)的鏜刀桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。8.4.4檢驗(yàn)自動(dòng)機(jī)

1.概述

檢驗(yàn)自動(dòng)機(jī)用以將已經(jīng)加工好的零件按檢驗(yàn)技術(shù)要求自動(dòng)進(jìn)行分類(lèi)或分組。一般來(lái)說(shuō)，檢驗(yàn)自動(dòng)機(jī)可將零件分為三大類(lèi)：合格品、可返修廢品和不可返修廢品。在選擇裝配時(shí)，合格品通常又按一定的尺寸偏差再細(xì)分為若干組。所以，檢驗(yàn)自動(dòng)機(jī)有時(shí)又稱(chēng)為自動(dòng)分類(lèi)機(jī)。

2.檢驗(yàn)自動(dòng)機(jī)的實(shí)例

下面介紹檢驗(yàn)自動(dòng)機(jī)的幾個(gè)實(shí)例。

1）鋼球自動(dòng)分類(lèi)機(jī)

軸承廠生產(chǎn)的大量鋼球需按一定尺寸進(jìn)行分組，以便用選擇裝配法裝配軸承。圖8－43所示是一種鋼球自動(dòng)分類(lèi)機(jī)。料斗1中儲(chǔ)存著按產(chǎn)品制造公差制造的鋼球，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)著的圓盤(pán)2將鋼球送入輸料管3中。楔形量規(guī)4是由兩塊傾斜布置的刃片組成的，兩刃口組成一狹縫，按鋼球的尺寸公差調(diào)整得開(kāi)始窄些、逐漸變寬。鋼球沿刃邊滾動(dòng)時(shí)，按尺寸由小到大依次落入相應(yīng)的分組格子中。圖8－43鋼球自動(dòng)分類(lèi)機(jī)

這種鋼球自動(dòng)分類(lèi)機(jī)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但因鋼球滾動(dòng)時(shí)有慣性，故分類(lèi)精度不很高（約≥2μm），用于一般精度的鋼球分類(lèi)。

較精確的鋼球自動(dòng)分類(lèi)機(jī)如圖8－44所示。鋼球9從料斗1輸出后，沿輸料槽進(jìn)入精密測(cè)量板4上，位于量板4上方的梳形板2沿封閉的矩形曲線作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，并將鋼球依次放到量頭3下面進(jìn)行測(cè)量。量頭3的數(shù)量決定于要求分組的數(shù)目，它與量板4之間的距離用塊規(guī)預(yù)先調(diào)整好（沿鋼球傳送方向依次增大）。梳形板2由凸輪5、8、杠桿6和7傳動(dòng)。當(dāng)鋼球被送到第一量頭下面時(shí)，如果其直徑大于量頭3與量板4之間的距離，則會(huì)被阻留在這個(gè)位置上，再由梳形板2移至下一個(gè)量頭下面，如果此時(shí)鋼球的直徑小于該量頭3與量板4之間的距離，則鋼球便在自重的作用下滾入相應(yīng)的分類(lèi)箱中。這種分類(lèi)機(jī)可以按2μm的分組精度將鋼球進(jìn)行分組，生產(chǎn)率為180～250個(gè)／分。采用差動(dòng)變壓器式傳感器（如DFJ－10G型滾柱直徑自動(dòng)分類(lèi)機(jī)）時(shí)，可以按1μm的分組精度對(duì)滾針或滾柱進(jìn)行分類(lèi)。圖8－44較精確的鋼球自動(dòng)分類(lèi)機(jī)

2)活塞環(huán)厚度自動(dòng)檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)

活塞環(huán)厚度自動(dòng)檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)如圖8－45所示。它可以用電接觸式測(cè)量頭對(duì)活塞環(huán)整個(gè)圓周軸向的厚度進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果分成合格品、過(guò)大（厚）和過(guò)小（?。┤?lèi)。圖8－45活塞環(huán)厚度自動(dòng)檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)是由電動(dòng)機(jī)17通過(guò)蝸輪副15、13，驅(qū)動(dòng)分配軸12而實(shí)現(xiàn)的?；钊h(huán)2儲(chǔ)存在彈倉(cāng)式上料裝置的料倉(cāng)中（圖上未表示），上料推板1由凸輪14驅(qū)動(dòng)，將料倉(cāng)最下面一只活塞環(huán)2推送至半圓形固定板8上，板1和8的半圓拼成一個(gè)整圓，將活塞環(huán)夾住，凸輪14通過(guò)杠桿16、推桿11上端的圓盤(pán)將活塞環(huán)2頂入旋轉(zhuǎn)著的圓盤(pán)3的孔中。當(dāng)活塞環(huán)在圓盤(pán)3中正確地定位以后，測(cè)量卡規(guī)7的上觸頭6和下觸頭5進(jìn)入被測(cè)量的活塞環(huán)中，其厚度的尺寸信號(hào)由上觸頭6的移動(dòng)經(jīng)測(cè)量傳感器4的量桿而發(fā)出。由于圓盤(pán)3是轉(zhuǎn)動(dòng)著的，因而可以對(duì)活塞環(huán)2整個(gè)圓周上軸向的厚度進(jìn)行測(cè)量。如果活塞環(huán)2的厚度超出公差范圍，就向電磁鐵10發(fā)送信號(hào)，使分類(lèi)機(jī)構(gòu)的活門(mén)9打開(kāi)，讓它落入相應(yīng)的（過(guò)大或過(guò)小）分類(lèi)箱中。圖8－46檢驗(yàn)分類(lèi)自動(dòng)機(jī)的電氣原理圖操縱活門(mén)9的電氣原理如圖8－46所示。擺動(dòng)桿5用導(dǎo)線經(jīng)開(kāi)關(guān)S2與C點(diǎn)相連，觸頭3、4分別與三極管V1和V2的基極連接。當(dāng)工件尺寸合格時(shí)，測(cè)量桿6使擺桿5處在兩個(gè)觸點(diǎn)3、4之間，因而V1、V2的基極均開(kāi)路，V1和V2均截止，分類(lèi)活門(mén)1和2均關(guān)閉，合格的工件沿料槽輸出。若工件尺寸過(guò)小，則量桿的杠桿6下移，壓動(dòng)杠桿5使之與觸頭3接觸，V2因基極電位變化而導(dǎo)通，于是中間繼電器P2吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)接合，電磁鐵M1動(dòng)作，其銜鐵將分類(lèi)活門(mén)1頂起，過(guò)薄的工件落入“過(guò)小”的廢品箱中。如果工件尺寸過(guò)大，則擺動(dòng)桿5與觸頭4接觸，V1導(dǎo)通，中間繼電器P1吸合，電磁鐵M2的銜鐵將分類(lèi)活門(mén)2頂開(kāi)，過(guò)厚的工件落入“過(guò)大”的廢品箱中。工件離開(kāi)測(cè)量位置前，開(kāi)關(guān)S2先斷開(kāi)，以防止發(fā)出工件過(guò)小的誤信號(hào)，并靠P1或P2的自鎖觸點(diǎn)將分類(lèi)活門(mén)保持在原位。在每個(gè)測(cè)量循環(huán)完畢后，靠開(kāi)關(guān)S1將電路斷開(kāi)，電器全部復(fù)原。下一循環(huán)開(kāi)始時(shí)，S2先合上，待工件進(jìn)入測(cè)量位置后，S1合上，接通電路以進(jìn)行測(cè)量。開(kāi)關(guān)S1和S2的開(kāi)合，可由分配軸上的凸輪控制。 8.5輔助設(shè)備

8.5.1提升裝置

提升裝置有連續(xù)傳動(dòng)和間歇傳動(dòng)兩種類(lèi)型。連續(xù)傳動(dòng)的提升裝置大多采用鏈條傳動(dòng)；間歇傳動(dòng)的提升裝置可以采用鏈條，也可以采用頂桿。對(duì)于生產(chǎn)節(jié)拍較短的環(huán)、盤(pán)類(lèi)零件的加工自動(dòng)線，一般采用連續(xù)傳動(dòng)的方式；對(duì)于生產(chǎn)節(jié)拍較長(zhǎng)的軸、套類(lèi)零件的加工自動(dòng)線，多采用間歇傳動(dòng)的方式。圖8－47鏈條式間歇傳動(dòng)的提升裝置圖8－47為某油泵齒輪自動(dòng)線中所用的鏈條式間歇傳動(dòng)提升裝置。兩條平行的鏈條1安裝在鏈輪2和3上。鏈條之間按一定的節(jié)距用小軸相連，兩個(gè)小軸之間的距離正好容納一個(gè)工件（齒輪）。鏈輪軸7上裝有齒輪6，與油缸4所驅(qū)動(dòng)的齒條5相嚙合?；钊客鶑?fù)一次，鏈條移動(dòng)一個(gè)步距。為了避免活塞回程時(shí)帶動(dòng)鏈輪倒轉(zhuǎn)，軸7和軸8都以棘輪機(jī)構(gòu)9、10（借用自行車(chē)的“飛”）與鏈輪相連，軸8是固定不轉(zhuǎn)的，并可借調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)11調(diào)整兩鏈輪的中心距。這種提升裝置還能起到一定的儲(chǔ)料作用。圖8－48是頂桿式間歇提升裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。頂料板2由活塞桿1驅(qū)動(dòng)作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每向上一次，就把一個(gè)工件4沿提升機(jī)主體的內(nèi)腔向上推移一個(gè)距離，此時(shí)，工件從彈性掣子3上滑過(guò)?；钊蛳禄爻虝r(shí)，工件被彈性掣子3阻住不能落下。因此，當(dāng)頂料板不斷往復(fù)推料時(shí)，就能將工件一個(gè)頂著另一個(gè)地不斷向上提升。

這種提升裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊，但須在主體內(nèi)充滿(mǎn)工件后才能將最上一個(gè)工件送出；同時(shí)，工件不宜過(guò)重，否則頂抬力要求很大，且易壓傷工件表面。在頂料板行程終點(diǎn)的附近應(yīng)開(kāi)活門(mén)，以便在調(diào)整或修理時(shí)從提升機(jī)主體內(nèi)取出積存的工件。圖8－48頂桿式間歇提升裝置8.5.2分路裝置

在應(yīng)用輸料槽的自動(dòng)線中，若某些工序的生產(chǎn)率較低，則為了平衡前后工序的生產(chǎn)節(jié)拍，常常把相同的機(jī)床并聯(lián)起來(lái)。這時(shí)，從上一臺(tái)機(jī)床運(yùn)來(lái)的工件，需用分路裝置分配到并聯(lián)的各臺(tái)機(jī)床上去。

圖8－49是油泵齒輪自動(dòng)線中根據(jù)“按需分配”原則工作的分路裝置，它供兩臺(tái)并聯(lián)的滾齒機(jī)作分配工件之用。在上一臺(tái)機(jī)床加工完成的齒坯從進(jìn)料滾道7送到分路器的位置Ⅰ的分料叉1中，分料叉1與活塞桿2相連?；钊麠U的兩端是油缸3和4，分別與兩臺(tái)滾齒機(jī)的油路相連。當(dāng)某一臺(tái)滾齒機(jī)加工完畢時(shí)，其相應(yīng)的油缸通油一次，將齒坯拉到相應(yīng)的分路位置Ⅱ或Ⅲ處，再?gòu)某隽峡诮?jīng)輸料槽送到該機(jī)床上去。圖8－49分路裝置（一）圖8－50