摘 要：齒輪即輪緣上有齒、能連續嚙合傳遞運動(dòng)和動(dòng)力的機械元件，其作用一是傳遞動(dòng)力，二是傳遞運動(dòng)，它在機械傳動(dòng)甚整個(gè)機械領(lǐng)域中的應用極其廣泛。齒輪的大批量、自動(dòng)化生產(chǎn)，不但可以滿(mǎn)足逐年增加的產(chǎn)量需要，更能節省生產(chǎn)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率?，F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(dòng)化生產(chǎn)的新模式。

0 引言

本文所述齒輪自動(dòng)化生產(chǎn)新模式也稱(chēng)為圓柱齒輪加工自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，主要加工設備有數控車(chē)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(xiàn)、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(dòng)線(xiàn)運轉，工業(yè)機器人自動(dòng)完成上下料，鏈板線(xiàn)實(shí)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(yè)機器人技術(shù)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(dòng)系統和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復性編程的機電一體化的自動(dòng)化生產(chǎn)設備，能夠在三維空間內自動(dòng)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(dòng)條件，穩定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，以及產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代有著(zhù)非常重要的作用。在現代制造領(lǐng)域，隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，工業(yè)機器人已經(jīng)成為自動(dòng)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)數控設備有著(zhù)明顯的區別。一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)機器人有以下幾個(gè)方面的顯著(zhù)特點(diǎn)：

（1）仿人功能。工業(yè)機器人通過(guò)各種傳感器感知工作環(huán)境，實(shí)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(yè)自動(dòng)化的目的。

（2）可編程。工業(yè)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(huán)境改變能力的一種體現。

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

（4）良好的環(huán)境交互性。在沒(méi)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劃的能力。

2 齒輪自動(dòng)化生產(chǎn)模式以下結合一個(gè)大車(chē)間自動(dòng)化類(lèi)的項目對生產(chǎn)模式進(jìn)行介紹，齒輪加工工藝如表1所示。圓柱齒輪加工自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)布局示意圖如圖1所示。齒輪加工自動(dòng)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到轉盤(pán)上，此轉盤(pán)有12個(gè)工位，每一工位約堆疊毛坯20個(gè)左右，轉盤(pán)有一個(gè)工位（上料位）在機械手Ⅰ的運動(dòng)范圍內，機械手可以將^頂的一個(gè)毛坯取走，該工位下設有頂升裝置，^頂的毛坯被取走后，頂升裝置運轉，將下一個(gè)毛坯送到頂端，以供機械手Ⅰ下一次取料，如此動(dòng)作，待此列毛坯被抓取完后，轉盤(pán)順時(shí)針旋轉一個(gè)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(shí)現自動(dòng)上料。成品儲料架與毛坯儲料架結構一樣，動(dòng)作相反，實(shí)現機械手Ⅲ的下料動(dòng)作，成品儲料架滿(mǎn)料后，發(fā)出信號，人工進(jìn)行下料動(dòng)作。

2.2 鏈板線(xiàn)A和鏈板線(xiàn)B由于數控車(chē)床1與數控車(chē)床2外形尺寸較大，機械手Ⅰ與機械手Ⅱ的運動(dòng)范圍有限，故使用鏈板線(xiàn)A來(lái)實(shí)現OP1在它們之間的運輸，機械手Ⅰ將OP1放到鏈板線(xiàn)A的左端，鏈板線(xiàn)A的電機運轉，帶動(dòng)其上面的OP1，將OP1運送右端，此處有定位機構實(shí)現定位，傳感器檢測物料，發(fā)出信號，機械手Ⅱ過(guò)來(lái)抓取。鏈板線(xiàn)B與鏈板線(xiàn)A的功能相似，實(shí)現機械手Ⅱ與機械手Ⅲ對于OP3的運輸。每個(gè)機械手執行端都配有兩個(gè)手爪，一個(gè)手爪負責對加表1 齒輪加工工藝序號 工序內容 設備OP1 車(chē)外圓及正端面 數控車(chē)床 1OP2 車(chē)內圓及反端面 數控車(chē)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(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)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(dòng)作，另一個(gè)手爪負責對加工設備的下料動(dòng)作，像人的兩只手一樣，實(shí)現快速上下料。機械手Ⅰ相對應數控車(chē)床1上下料，機械手Ⅱ相對應數控車(chē)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(jìn)行甩干后，機械手Ⅲ再對其進(jìn)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(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的專(zhuān)門(mén)定制開(kāi)發(fā)的總控界面，可以實(shí)現分系統中各模塊的各狀態(tài)信息的顯示和設備操作功能?？捎糜谟蓴悼貦C床、機器人組成的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，還可接入工廠(chǎng)局域網(wǎng)，支持遠程設備監控、工藝管理等，實(shí)現生產(chǎn)自動(dòng)化與信息化、網(wǎng)絡(luò )化的無(wú)縫結合。以上所述圓柱齒輪加工自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)即齒輪加工新模式，其可根據每一工序的加工時(shí)間來(lái)配置加工設備的數量，如數控車(chē)床加工時(shí)間較長(cháng)，機械手Ⅱ處可多放置一臺數控車(chē)床；機械手Ⅲ對應的加工設備較多，可多建立幾個(gè)單元，再使用鏈板線(xiàn)進(jìn)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(chǎn)效率。

3 結語(yǔ)齒輪廣泛應用于機械工業(yè)，尤其是在汽車(chē)和重型機械領(lǐng)域，齒輪的連續嚙合能傳遞運動(dòng)和動(dòng)力。目前，大多數企業(yè)在齒輪倒角加工和去毛刺工序中的齒輪送料過(guò)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(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，眾多加工制造企業(yè)無(wú)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(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種高度自動(dòng)化和機械化的機械設備，其實(shí)現了自動(dòng)化和機械化的有機結合，被用于一些工作環(huán)境差、勞動(dòng)強度大以及人類(lèi)難以適應的環(huán)境中，不僅可以減輕人的勞動(dòng)強度，還能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，故而在國防、醫療、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(dòng)化生產(chǎn)新模式的研究適應時(shí)代發(fā)展潮流，具有現實(shí)意義。塔式起重機的抗傾覆穩定性分析章 倬（江蘇省特種設備監督檢驗研究院（無(wú)錫分院），江蘇 無(wú)錫 214174）摘 要：自改革開(kāi)放以來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟規模的飛速增長(cháng)，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(guò)程中。但與其他類(lèi)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定時(shí)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(guò)程中的穩定性，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(guān)鍵問(wèn)題?，F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定性驗算方法進(jìn)行分析，以期為提高塔式起重機提供技術(shù)參考。關(guān)鍵詞：塔式起重機；抗傾覆；穩定性驗算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(cháng)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(diǎn)，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(jìn)度、縮短施工周期、保證施工順利進(jìn)行、降低工程成本起著(zhù)重要作用。20世紀50年代，我國自前蘇聯(lián)引進(jìn)塔式起重機的設計和制造技術(shù)開(kāi)始國內生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，我國塔式起重機行業(yè)的規模不斷擴大，設計和生產(chǎn)技術(shù)不斷完善，尤其是改革開(kāi)放以來(lái)，我國的塔式起重機生產(chǎn)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，現已具備完整系列型譜的加工能力，并出口世界各國。據統計，2014年我國塔式起重機出口數量為3 928臺，出口金額為462 183千美元。與此同時(shí)，伴隨著(zhù)我國建筑行業(yè)的持續發(fā)展，對塔式起重機的需求量也在逐年攀升，預計這種發(fā)展趨勢還將持續一段時(shí)間。但與此同時(shí)，塔式起重機的問(wèn)題也受到了廣泛關(guān)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(guān)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定性驗算方法進(jìn)行了分析，為從根本上提升塔式起重機的性能提供了技術(shù)參考。

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