4.2.1 加工单元的机械安装
1.任务引入
本任务进行加工单元的机械安装，同时将所需的传感器、气缸等元器件安装到设备上，调整安装平行度，检查有无松动部分等，要求安装后能够满足加工单元的工艺要求。
2.任务目标
1）知识目标
（1）了解加工单元的结构组成。
（2）掌握加工单元的工艺要求。
2）技能目标
能够对加工单元进行机械安装。
3）素养目标
3.任务分析
加工单元的工艺要求如下。
加工单元的每一个部件都需要用螺钉进行固定，所有部件都有安装支架。在安装过程中，先将铝合金支架安装好，然后组装各组件，最后将各组件安装到底板或铝合金支架上，完成组装。在任务4.1中已经熟悉了部分元器件的安装方法，在以后的设备整体安装过程中，为了方便，元器件的安装应与设备的整体安装顺序相互融合，步骤可做适当调整，但要合理，如可先安装气缸的单向节流阀和传感器，将其看作一个整体安装到设备的指定位置。
在安装过程中应注意以下几点。
（1）装配铝合金支架时，注意调整好各条边的平行及垂直度，进行直角固定，防止铝合金支架变形和松动，锁紧螺栓。
（2）进行气缸安装板和铝合金支架的连接时，预先在特定位置的铝型材槽中放置与之相配的螺母。在对该部分的铝合金型材进行连接时，一定要在相应的位置放置相应的螺母。如果没有放置螺母或没有放置足够多的螺母，将导致无法安装或安装不牢靠。
（3）机械机构固定在底板上的时候，先固定加工台及滑动机构，最后再将整体固定到铝合金支架上。
（4）所有内六角螺栓与平面的接触处都要套上垫片，然后拧紧内六角螺栓。
（5）气缸安装和连接正确，速度调整合理，运行过程平稳，没有卡阻现象。
（6）物料检测传感器安装位置合理，固定牢靠，调整到位，能够正确检测所有材质的物料。
4.相关知识
加工单元的结构组成如下。
加工单元装置侧主要包括：气缸（冲压气缸、伸缩气缸和气动手指）、传感器（磁性开关、漫射式光电传感器）、滑动底板、导轨、铝合金支架和气缸安装板、电磁阀组、气缸连接器、接线端子排和底板。
1）加工台及滑动机构
加工台用于固定工件，并把工件移到加工（冲压）机构正下方进行冲压加工。它主要由手爪、气动手指、伸缩气缸及其支撑架、直线导轨及滑块、滑动底板、气缸连接器、磁性开关、单向节流阀、漫射式光电传感器组成。
（1）直线导轨。
直线导轨是一种滚动导引轨道，它由钢珠在滑块与导轨之间做无限滚动循环，使负载平台能沿着导轨做高精度线性运动，其摩擦系数可降至传统滑动导引轨道的1/50，能达到很高的定位精度。在直线传动领域中，直线导轨副一直是关键性的产品，目前已成为各种机床、数控加工中心、精密电子机械中不可缺少的重要功能部件。
直线导轨副通常按照滚珠在导轨和滑块之间的接触牙型进行分类，主要有两列式和四列式两种。智能生产线上均选用普通级精度的两列式直线导轨副，其接触角在运动中能保持不变，刚性也比较稳定。
加工单元移加工台滑动机构由两个直线导轨副和直线导轨安装构成，安装滑动机构时要注意调整两个直线导轨，使之平行。安装直线导轨副时应注意：一是要轻拿轻放，避免磕碰而影响直线导轨副的直线精度；二是不要将滑块拆离直线导轨或超过行程又推回去，以免滚珠脱落。
（2）气动手指及手爪。
手爪安装在气动手指上，用于夹紧加工台上的工件。
（3）气缸连接器。
气缸连接器用于连接气动手指和滑动底板，将气动手指及手爪固定在底板上，形成加工台组件。
（4）滑动底板。
滑动底板用于支撑加工台组件，其平行安装在滑块上。当滑块移动时，滑动底板跟着一起移动，从而将加工台带到冲压气缸的下方。(https://www.daowen.com)
（5）伸缩气缸及其支撑架。
伸缩气缸用于驱动滑动底板及加工台组件的前后移动，实现加工台的伸出和缩回。缩回时正对着冲压气缸，伸出时将加工台推出，送出已经加工好的工件。伸缩气缸支撑架用于固定伸缩气缸，使伸缩气缸能够水平地平稳动作，不晃动。
（6）漫射式光电传感器。
漫射式光电传感器用于检测加工台上是否有工件。每个气缸都有两个单向节流阀及快速接头，单向节流阀用于调整气缸的运行速度，单向节流阀带有快速接头，用于连接气管。每个气缸上都安装了用于位置检测的磁性开关。伸缩气缸的磁性开关采用环带安装方式；冲压气缸的磁性开关采用以螺栓、螺母进行固定的导轨安装方式；气动手指上只有一个磁性开关，用于检测气动手指是松开的还是夹紧的，采用直接安装方式。
2）加工（冲压）机构
加工（冲压）机构用于对工件进行冲压加工。它主要由冲压气缸、冲压头、安装板等组成。
加工（冲压）机构的工作原理是当工件到达冲压位置即伸缩气缸活塞杆缩回到位时，冲压气缸伸出对工件进行加工，完成加工动作后冲压气缸缩回，为下一次冲压做准备，
（1）冲压头：冲压头根据工件的要求对工件进行冲压加工。冲压头安装在冲压气缸头部。
（2）安装板：安装板用于安装冲压气缸，对冲压气缸进行固定。
（3）冲压气缸：冲压气缸下降和提升一次，完成冲压动作，即对工件加工一次。冲压气缸上安装有单向节流阀及快速接头。
5.任务准备
1）清理安装平台
安装前，先确认安装平台已放置平衡，安装平台下的滚轮已锁紧，保障安装平台平稳，四角无落差，不晃动。确认安装平台上的安装槽内没有遗留的螺母、小配件或其他杂物，然后用软毛刷将安装平台清扫干净，确保导轨内没有杂物和零部件等。
2）准备器材和工具
根据安装加工单元装置侧所需要的器材清单清点器材，见表4-11。表4-11中给出了参考型号，也可根据控制要求和使用环境，自行选择其他品牌和型号的器材，并检查各器材是否齐全、完好无损，如有损坏，应及时更换。将所有零部件按照类别统一归放整齐，配齐足量的螺栓和螺母，按规格摆放，以方便取用。
表4-11 安装加工单元装置侧所需要的器材清单
续表
加工单元机械安装所需的工具参见任务4.1中供料单元机械安装所需的工具。清点和整理工具，将其放置在方便取用的地方。
6.任务实施
组装加工单元机械部分时，必须按照安装图纸的要求进行操作，使用专用的工具。在安装过程中，工具不要乱放，最好放置在固定位置，以方便取用，提高安装效率。
安装可分步骤进行。首先是各组件的组装，加工单元分成两大组件，一个是加工机构组件，另一个是加工台组件，分别将这两部分组装好，然后按顺序将其固定到黄色底板上。在安装过程中，要求着重掌握机械设备的安装、调整方法与技巧。气缸上的单向节流阀和磁性开关应预先安装。
1）加工机构的组装
组装加工机构时，先组装铝合金支架，然后组装气缸部分，最后将气缸部分安装到铝合金支架上。在组装铝合金支架时，一定要用专用连接件进行固定，应使4个边平行、不扭曲、安装牢靠，气缸安装板固定面的支架内放置4个预留螺母，用于固定气缸的支架。
2）加工台的组装
组装加工台时，首先将两根直线导轨安装到底板上，要保证两根直线导轨的平行。安装时要一边移动安装在直线导轨上的安装板，一边拧紧固定直线导轨的螺栓。将安装了单向节流阀和磁性开关的伸缩气缸固定到支架上，然后再安装到底板上。将气动手指安装到滑块上，同时注意其与伸缩气缸伸缩杆的连接。
3）整体装配
在完成以上各组件的组装后，首先将运动送料部分和整个安装底板连接固定，其次将铝合金支架安装在黄色底板上，最后将电磁阀组及其安装板固定在铝合金支架上，并将端子排、线槽等其他部分固定到黄色板上，完成加工单元的整体装配。
4）机械调整
装配所有组件后，进行设备整体平衡度和稳定度的调试，所有连接处不要留有缝隙，在铝型材的端面装上封盖板，进行保护。加工台的漫射式光电传感器可以在加工台组件部分进行安装。所有磁性开关根据其安装方式和尺寸，可以预先安装到气缸上。最后将所有元器件的引出线整理整齐，以方便电气连接。如果加工（冲压）机构的冲压头和加工台上工件的中心没有对正，则可以通过调整伸缩气缸旋入两直线导轨连接板的深度来进行对正。调整直线导轨的运行平滑性，两根直线导轨要平行、高低一致、运行顺畅，且螺母不要凸出，以免造成卡阻。如果滑块不够平滑，阻力增大，则长时间运行会对气缸造成很大负担，可能导致气缸密封圈损坏。
7.任务评价
任务评价见表4-12。
表4-12 任务评价
