齒條是機(jī)械工業(yè)中的基礎(chǔ)部件，也是不可缺少的重要部件，廣泛應(yīng)用在機(jī)床、電力系統(tǒng)、冶金機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械和運(yùn)輸機(jī)械等工業(yè)設(shè)備中。

在裝備制造智能化發(fā)展的趨勢(shì)下，我國某齒條生產(chǎn)企業(yè)齒條生產(chǎn)設(shè)備只在少數(shù)的幾個(gè)工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，多數(shù)工序需人工輔助，部分工序仍完全人工操作，齒條各加工設(shè)備相互孤立，工序間轉(zhuǎn)運(yùn)由人工手持搬運(yùn)。由于齒條生產(chǎn)工序多，轉(zhuǎn)運(yùn)頻率高，造成工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。同時(shí)，操作車間噪音大，有損工人身體健康。更嚴(yán)重的問題是，此生產(chǎn)現(xiàn)狀下，齒條生產(chǎn)效率低，產(chǎn)能難以突破，經(jīng)濟(jì)效益差，制約企業(yè)發(fā)展。

北鋼聯(lián)智造?工程師深入該企業(yè)生產(chǎn)車間，詳細(xì)調(diào)研了解齒條生產(chǎn)的工藝過程、人員參與情況，憑借豐富的自動(dòng)化設(shè)備研制與改造經(jīng)驗(yàn)，在不改變齒條生產(chǎn)原工序順序的情況上，對(duì)齒條孤立加工設(shè)備進(jìn)行改造提升與無縫隙聯(lián)動(dòng)，形成整線。

改造前工序

齒輪從粗加工坯料到成品需要經(jīng)過立加、粗磨外圓、粗滾齒、熱處理、校直、精磨外圓、精滾齒、探傷、退磁、清洗、壓軸承、鉚壓擋圈工序。其中立加、粗磨、校直工件水平放置夾具上，粗滾齒、熱處理工件豎直放置夾具上，校直之前與校直之后的工序分別由兩類操作工人輔助操作完成，其中的探傷工序完全需要人工查看裂紋。

圖1車間生產(chǎn)圖

改造后的自動(dòng)生產(chǎn)線

自動(dòng)生產(chǎn)線由：步進(jìn)上料機(jī)、切換緩存工裝、移動(dòng)機(jī)械手、機(jī)械手運(yùn)行軌道、視覺檢驗(yàn)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，實(shí)現(xiàn)原料自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、上線、加工工位轉(zhuǎn)換、下線、成品轉(zhuǎn)運(yùn)入庫等功能。

圖2齒條生產(chǎn)線方案總圖

主要結(jié)構(gòu)運(yùn)行流程介紹

步進(jìn)上料機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

步進(jìn)上料機(jī)緩存?zhèn)}上料——步進(jìn)上料機(jī)啟動(dòng)——（步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)——運(yùn)行——物料檢查——下料）循環(huán)運(yùn)行——停止——關(guān)機(jī)

切換緩存工裝運(yùn)行狀態(tài)

切換緩存工裝啟動(dòng)——（（上料——物料檢查）上料完畢——（下料——物料檢查）下料完畢——定位裝置打開——旋轉(zhuǎn)切換——定位裝置關(guān)閉）循環(huán)運(yùn)行——關(guān)機(jī)

控制系統(tǒng)介紹

控制系統(tǒng)采用DCS控制系統(tǒng)，由轉(zhuǎn)運(yùn)控制、工位轉(zhuǎn)換控制、緩存存取料檢測(cè)控制、視覺檢驗(yàn)控制、分選控制等控制部分組成。控制系統(tǒng)考慮到設(shè)備的運(yùn)行可靠性、升級(jí)需要，PLC部分輸入輸出點(diǎn)預(yù)留15%富余量。