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行业领域

高端装备制造产业

需求背景

本课题面向半挂车行业，针对挂车车轴加工工序的自动化创新需求，拟通过桁架机器人为主体的上下料方式，结合客户现场的加工设备工艺和产能需要及节拍要求，设计一条中重型桁架机器人单元，完成挂车轴的所有工序上下料，实现工件自动化生产、稳定质量、提高效率的目标。重点解决中重型桁架滚轮传动结构、重型零件安全措施、伺服回转手抓、零件兼容等技术问题，预期完成申请专利2件。通过本次项目研发实施后，将实现销售收入500万元，企业纳税30万元。形成在挂车轴行业典型客户的示范应用。

需解决的主要技术难题

本次项目是针对挂车轴零件，结合机械加工挤压成型设备、热处理调质设备、数控加工设备、焊接设备、涂装设备等多工序数控机床；采用以桁架机器人为主体的自动化制造单元，实现全工序的自动化生产，达成年产车轴10万根的产能目标。

    整体项目主要分为桁架机器人单元、拆垛码垛单元、物流输送单元等几个部分。从材料上料经过拆垛，桁架机器人抓取零件实现不同工艺的上下料，最终完成成品的码垛物流输送，实现全流程自动化工艺。

挂车轴的长度一般在2200至2800mm，分为“欧式系列”和“美式系列”两种国际标准，重量一般在180Kg左右，本次需要设计中重型桁架机器人。为了满足快速为机床上下料，结构方面计划采用双竖轴桁架。横梁立柱单元作为自动线的基本载体和主架，为托板和拖链的稳定运行提供支撑，同时连接机械手和各个单元，与地面通过地脚螺栓连接。由于承载能力，选择滑动导轨。运动部件为导轨副和齿轮齿条副。为了保证安全，竖轴配置有导轨锁。水平轴配备有齿轮锁，在进行备件更换和维修时可以进行机械锁定。竖直轴配置安全刹车，电源故障或紧急停止时，自动锁定，确保人员和设备安全。托板采用整体整体铸造机构，整体刚性良好，横轴采用滚轮+硬轨的方式，滚轮为INA高速滚轮，承载能力高，导轨为硬轨。导轨材质为德国进口，整体磨削处理，再进行整体淬火硬化处理，重载滚轮机构设计，具有很好的稳定性和承载能力，滚轮表面和导轨接触面经过淬火处度时，噪音低于80dB。

      在抓取手爪部分，考虑零件的特殊型以及兼容范围的广阔性，通过设计非标的特殊手爪，既能满足抓取不同的兼容零件，又能已精简优化的结构来降低成本。结合手爪，可以设计自动线中各辅助机构的空间大小，零件定位方式。同时可以开展设计机床的顶门开口大小、夹具与机械手的干涉校核等工作。

期望实现的主要技术目标

研制出一套以桁架机器人为主体的中重型挂车车轴加工自动化制造单元。形成挂车轴行业典型客户应用示范。主要技术指标：抓取重量150kg，重复定位精度±***。

处理进度