自動化大潮下，製造業都在尋找更優質的解決方案，而夾持和抓取系統在構建無人化、柔性化、全自動化生產線中越來越具有舉足輕重的作用，從大企業的合作中我們或許能窺探出這樣的趨勢。

廣汽集團的傳祺系列是已經創造逾50萬輛銷量的明星車型，對於全自動化生產線的需要也應運而生。廣汽與馬紮克合作的自動化生產線項目，主要由小巨人生產的FF-5000高速臥式加工中心74臺、VCS430A高速立式加工中心18臺、MRT桁架機器人以及FANUC機器人9臺組成，整體項目具備柔性生產能力。

為實現生產線的快速換型，夾具、手爪都採用了快換模塊，包括雄克零點定位系統18對、負載150 kg的快換機器人側9個與工具側27個、機械手64個。生產線採用了近400把HSK-A 63液壓刀柄，以實現對關鍵孔的精加工及刀具的高精度快速切換。

▲ 變速箱殼體生產線

此項自動化生產線項目涉及兩個變速箱殼體（自動變速、手動變速）生產線、兩條發動機缸體生產線、一條連桿生產，每條生產線可進行5種不同零件的柔性生產，其中殼體、缸體線從上料到成品無需任何人工操作（干涉），完全實現柔性化、無人化的全自動化生產。生產線採用AB線體模式佈線，殼體採用地軌式機器人上下料，缸體線採用桁架機械手式上下料，生產佈線中根據需求設置機器人快換、機械手及夾具子板等待命工位的設計。

▲ 機器人快換裝置

為了實現在一條自動線上實現多品種兼容生產的要求，機器人配置了兩種抓取機構：分別用於抓取工件和夾具。不同品種的工件對應的夾具不同，因此夾具體被設計成子母板結構，有統一的夾具母板，多個夾具子板對應不同品種的工件。更換夾具子板時，機器人使用的夾具抓取機構配置零點定位雙模塊，與夾具子板上的定位銷配合夾緊，使其快速移至機床內部。

機器人抓取機構的互換由快速換手裝置實現，由零點定位系統實現不同夾具子板與母板的快速更換、定位和鎖緊。

▲ 機器人通過零點定位系統抓取夾具子板

“快換機器人側和工具側就像是按扣連接方式一樣……實現電、氣對接、鎖緊。”這個形象的比喻描述出了換手裝置的工作方式，機器人因此可以快速切換機械手、工具端和其他執行器等，能夠大幅減少、甚至完全取代手動操作。

在切換夾具板的過程中，應用零點定位系統只需一次操作就能實現定位和夾緊，並達到微米級的定位精度。這將有效縮短工件的裝卡時間，從而提高機床利用率，更提高了單批次的生產合理性。尤其是在多品種工件的生產情況下，具有明顯的成本優勢，最多可以縮短90%的工藝輔助時間。零點定位系統融合了兩種基本功能，通過定位銷實現中心定位；通過兩個夾持滑塊實現鎖定，很好的平衡了機床精度和成本。而在抓取工件時，為限制工件運動自由度，即避免過定位與轉動，二指和三指機械手需同時抓取工件。

▲ 機械手抓取工件

機床方面使用了馬紮克專為汽車零部件批量生產設計研發的高速臥式加工中心FF-5000。該機床系列結構緊湊，具有高速進給速度和高加速度，從而減少輔助時間，同時設備具備A軸、B軸、AB軸選項選擇，即同規格設備3種機型拓展。生產線採用A軸、B軸設備組合，減少零件轉換姿態，減輕機器人或機械手零件姿態進行的設計結構負擔，可靈活調整生產線的機械佈局，簡化兼容性設計，優化自動化機器人或機械手執行結構。

▲ 液壓刀柄

此項目生產線投入生產後能夠實現過程能力1.67的工藝能力，綜合開動率達到88%以上，這是一個綜合多方面因素共同努力的結果。發動機工廠的高效管理是保障，高精度、高可靠的主機設備是基礎，而夾具和抓取系統技術同樣起到了關鍵的作用。現在只需一鍵切換即可更換夾具，完全替代了之前需要人工操作的部分，實現了全線的無人化、柔性化、自動化以及運行的穩定性和可靠性，從而提升了生產效率與產能。

結語

不斷縮短的產品生命週期，快速擴展的產品種類和日益提高的精度要求，以及不斷增長的成本壓力都在影響著現代生產。現在的機械加工行業對自動化的需求越來越高，把握機械領域夾持技術的發展方向，才能不斷滿足產品更換週期較短的需求。