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1、寧波金田閥體紅沖自動化改造方案技術(shù)文件技術(shù)文件目 錄1 系統(tǒng)概要21.1 項(xiàng)目描述21.2 設(shè)計(jì)依據(jù)22 系統(tǒng)設(shè)計(jì)32.1 閥體紅沖流程設(shè)計(jì)32.2 設(shè)備詳細(xì)設(shè)計(jì)62.3 生產(chǎn)節(jié)拍估算143 設(shè)備清單154 使用方支持內(nèi)容165 國自機(jī)器人公司概述171 系統(tǒng)概要1.1 項(xiàng)目描述本方案意在解決貴公司閥體生產(chǎn)線自動化紅沖的過程：在閥體沖壓上料的過程中，將毛坯從供料區(qū)搬至沖壓平臺，給沖壓設(shè)備上料，在沖壓設(shè)備上完成相關(guān)沖壓工序，最后將成型閥體放至指定區(qū)域的自動化過程。協(xié)助貴公司降低工人勞動強(qiáng)度、改善工作環(huán)境、避免工人生產(chǎn)事故的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量。針對貴公司提出的需求，項(xiàng)目2、基本信息如下表1：表1 項(xiàng)目信息表序號項(xiàng)目信息1項(xiàng)目名稱閥體紅沖自動化方案2系統(tǒng)屬性紅沖工序自動化改造3供貨地點(diǎn)寧波金田銅業(yè)集團(tuán)4供貨范圍紅沖自動化系統(tǒng)5人員效益降低工人勞動強(qiáng)度、改善工作環(huán)境、避免工人生產(chǎn)事故6生產(chǎn)效益提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)最大毛坯尺寸：39mm ；毛坯材料：銅；毛坯溫度：800 ；毛坯供貨節(jié)拍：3.6 S 。 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 閥體紅沖流程設(shè)計(jì)2.1.1當(dāng)前工位操作內(nèi)容如下：當(dāng)前閥體紅沖流程如圖1所示： 毛坯加熱切斷 滑送至緩存區(qū) 油布擦拭模具 沖壓完成取走成型閥體 油布擦試沖壓頭 夾取毛坯至模具中 圖1. 當(dāng)前閥體紅沖流程示意圖毛坯通過3、加熱切斷后，圓形實(shí)心毛坯自動掉入滑道，毛坯順著滑道移動到紅沖工位附近的毛坯緩存區(qū)。首先，工人左手夾取油布擦拭模具，然后右手夾取毛坯放入工位的模具中，再用油布擦拭沖壓頭，后控制壓機(jī)沖壓。沖壓成型后，壓頭和模具升起，同時(shí)模具張開，工人夾取成型閥體放至指定位置。最后，工人控制模具返回初始位置，重復(fù)以上動作，進(jìn)行下一毛坯的紅沖。2.1.2自動化改造后工作流程如下：改造后自動化紅沖系統(tǒng)整體示意圖如圖所示：傳送帶中轉(zhuǎn)箱上油機(jī)構(gòu)下料機(jī)械手抬升氣缸上料機(jī)械手滑軌圖2 自動化紅沖系統(tǒng)整體示意圖毛坯加熱切斷后，經(jīng)過滑軌將毛坯以豎直姿態(tài)堆積至導(dǎo)軌末端（抬升汽缸正上方），傳感設(shè)備檢測到毛坯至預(yù)定位置時(shí)，發(fā)出信號至PL4、C。PLC判斷上料機(jī)械手是否復(fù)位到初始位，如果已恢復(fù)至初始位，則抬升氣缸將毛坯抬升。當(dāng)氣缸配套磁性開關(guān)檢測到抬升氣缸已升至頂端時(shí)，上料機(jī)械手夾緊毛坯外壁并將其平移至模具孔上方放開然后退回。同時(shí)沖壓傳感設(shè)備檢測到毛坯到位后，開始沖壓成型。沖壓完成后，下料機(jī)械手運(yùn)動至閥體正上方下降，使用氣動夾爪固定閥體孔內(nèi)壁，將其抬升一定位置后，平移至初始位并將閥體丟至滑道。同時(shí)上油機(jī)構(gòu)通過油嘴向沖壓頭及模具噴油。閥體通過滑道滑至傳送帯，傳送帶將其傳送至中轉(zhuǎn)箱動作流程圖如圖所示：圖3 動作流程示意圖2.2 設(shè)備詳細(xì)設(shè)計(jì)2.2.1 加熱切斷機(jī)構(gòu)為了確保鍛造時(shí)毛坯能滿足鍛造的溫度要求，因此將加熱切斷的開關(guān)機(jī)構(gòu)接入控制5、系統(tǒng)，以便于同步控制。2.2.2 滑軌+抬升汽缸滑軌作用:將橫著的毛坯變成豎著的并規(guī)則的排列在導(dǎo)軌末端（抬升汽缸上方）圖4 滑軌示意圖抬升汽缸作用:將毛坯抬升至頂端好讓機(jī)械手抓取2.2.3 上料機(jī)械手上料機(jī)械手負(fù)責(zé)夾取毛坯至紅沖設(shè)備。機(jī)械手夾爪設(shè)計(jì)選擇耐高溫材料，滿足高溫夾取環(huán)境。上料機(jī)械手示意圖如圖所示：圖5 雙臂機(jī)器人示意圖上料機(jī)械手采用的是1軸結(jié)構(gòu)，只需進(jìn)行水平方向平動，水平方向有兩個工位，分別對應(yīng)零件的夾取和放置工序；所有運(yùn)動均采用氣缸驅(qū)動，以保證整體動作的快速性。上料機(jī)械手末端配有氣動夾爪，用于夾取毛坯外壁。上料機(jī)械手工作時(shí)，末端夾爪夾取毛坯，在水平運(yùn)動下，毛坯被運(yùn)送到模具的正上方，6、然后氣爪松開，讓毛坯掉入模具內(nèi)，然后退回初始位，完成上料操作。圖6 雙臂機(jī)器人側(cè)視圖圖7 上料機(jī)械手夾爪下料機(jī)械手 上料機(jī)械手示意圖如圖所示：圖8 下料機(jī)械手下料機(jī)械手采用的是2軸機(jī)器人，比上料機(jī)械手多了一個上升下降的自由度。下料機(jī)械手末端配有氣動夾爪，用于固定成型閥體內(nèi)壁。所有運(yùn)動均采用氣缸驅(qū)動，以保證整體動作的快速性，其中水平方向有兩個工位，分別對應(yīng)零件的夾取和放置工序；豎直方向也有兩個工位，用于將加工后的工件從模具內(nèi)的取出。下料機(jī)械手工作時(shí)，通過無桿氣缸的水平運(yùn)動，將夾爪運(yùn)動到模具的正上方，然后升降氣缸的垂直向下運(yùn)動，將夾爪伸入工件內(nèi)夾取工件。夾取工件后，升降氣缸向上抬升，使工件脫離模具7、，并在無桿氣缸的運(yùn)動下移動到滑道的上方，松開夾爪，讓工件掉入滑道，完成工件的下料操作。圖8 圖9下料機(jī)械手夾爪示意圖缸抬升檢測到毛坯到位下料機(jī)械手初始位整體動作流程上料機(jī)械手初始位無桿氣缸與抬升汽缸同時(shí)動作氣爪夾緊 氣爪松開上料機(jī)械手退回當(dāng)沖壓傳感設(shè)備檢測到毛坯到位并且上料機(jī)械手也已退回后，啟動紅沖紅沖完畢，下料機(jī)械手平移至模具上方升降氣缸下降氣爪夾緊下料機(jī)械手退回初始位同時(shí)噴油系統(tǒng)對模具與沖頭進(jìn)行噴油（此噴頭只是是一個簡略的示意圖，真實(shí)的噴油系統(tǒng)要復(fù)雜得多就不詳細(xì)畫出來了）氣爪松開，閥體掉落至滑道閥體滑至傳送帶后被傳送至中轉(zhuǎn)箱圖10.1-13體動作流程示意圖2.2.4 上油系統(tǒng)上油機(jī)構(gòu)用于傳8、感器檢測到成型閥體離開模具后，通過油嘴對沖壓頭及模具進(jìn)行噴油動作，以避免下一次沖壓時(shí)工件無法取出。上油機(jī)構(gòu)示意圖如圖所示：圖11上油機(jī)構(gòu)示意圖2.2.6 控制驅(qū)動控制和驅(qū)動是控制系統(tǒng)的組成，該控制系統(tǒng)主要是工控機(jī)、PLC、機(jī)柜等。驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動毛坯加熱切斷設(shè)備、紅沖設(shè)備、上料機(jī)械手、B和上油機(jī)構(gòu)運(yùn)動，控制系統(tǒng)接收傳感信號，控制毛坯加熱切斷設(shè)備、紅沖設(shè)備、上料機(jī)械手、B和上油機(jī)構(gòu)何時(shí)開始動作以及如何進(jìn)行動作；同時(shí)每個機(jī)械手都必須有零位檢測裝置。紅沖設(shè)備需進(jìn)行適當(dāng)改造，可使控制系統(tǒng)對紅沖設(shè)備動作進(jìn)行控制。系統(tǒng)整體控制如圖所示：圖10 系統(tǒng)整體控制示意圖2.3 生產(chǎn)節(jié)拍估算本方案閥體的生產(chǎn)節(jié)拍如下表所9、示，預(yù)估每個閥體的生產(chǎn)節(jié)拍為4.41秒3 設(shè)備清單序號設(shè)備單位數(shù)量備注1上料滑軌套12抬升機(jī)構(gòu)套13上料機(jī)械手套14下料機(jī)械手套15控制系統(tǒng)低壓電器，傳感器套26上料機(jī)械手用夾桿個27下機(jī)械手用夾桿(左右對稱)對18自動沖床噴油系統(tǒng)套19下料滑道套110傳送帶套111控制柜套112支架型材米13控制系統(tǒng)軟硬件米14氣管米15電纜米16氣管及電纜護(hù)套17設(shè)備安裝及調(diào)試注：1.空壓機(jī)、儲氣罐需由用戶提供壓力大小0.6MPa2.在機(jī)器人使用現(xiàn)場提供NPT1/4的氣源接口，220V20A的交流電插座。4 使用方支持內(nèi)容由于是系統(tǒng)項(xiàng)目，為了保證項(xiàng)目能順利實(shí)施。希望使用方能積極與以支持。幫助相關(guān)資料的提供10、和確認(rèn)： 項(xiàng)目開始后，使用方必須指定一個該項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人， 及時(shí)協(xié)調(diào)該項(xiàng)目實(shí)施過程中出現(xiàn)的各種技術(shù)問題。 項(xiàng)目開始后，使用方須及時(shí)提供與改造設(shè)備相關(guān)技術(shù)資料，以利設(shè)計(jì)人員有時(shí)間消化、吸收和理解。由于提供資料的不及時(shí)，將會導(dǎo)致系統(tǒng)的交貨后延。 在進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，使用方的該項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人要將可能想到的或可能出現(xiàn)的問題盡可能的與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交流和解釋，使設(shè)計(jì)人員能充分認(rèn)識到這些問題的重要性。以減少項(xiàng)目安裝調(diào)試時(shí)的修改和返工現(xiàn)象。協(xié)調(diào)相關(guān)的技術(shù)要求和實(shí)際可行性。保證項(xiàng)目能按時(shí)完成。 當(dāng)上述相關(guān)的交流完成后，實(shí)際的設(shè)計(jì)確認(rèn)圖紙出來后，必須有相關(guān)方的技術(shù)人員及使用方的技術(shù)人員進(jìn)行方案圖紙確認(rèn)才能進(jìn)行11、下一步的設(shè)計(jì)工作。 當(dāng)設(shè)計(jì)完成后，相關(guān)的設(shè)計(jì)總圖必須在使用方的技術(shù)人員簽字后，才能投入制造。由于簽字時(shí)間的不及時(shí)將會導(dǎo)致系統(tǒng)的交貨后延。 為保證該項(xiàng)目最終使用的可靠性，在工廠的預(yù)調(diào)試期間必須有貴公司的相關(guān)技術(shù)人員配合和參加，以期達(dá)到最理想的結(jié)果。 當(dāng)該系統(tǒng)在使用工廠安裝調(diào)試時(shí)，該項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人能及時(shí)協(xié)調(diào)安裝中出現(xiàn)的各種問題。保證該系統(tǒng)能保質(zhì)、保量、按時(shí)完成任務(wù)。5 國自機(jī)器人公司概述 浙江國自機(jī)器人技術(shù)有限公司依托中控科技集團(tuán)及浙江大學(xué)工業(yè)控制技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室雄厚技術(shù)力量，專注于提供工廠生產(chǎn)自動化解決方案，將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與生產(chǎn)流水線完美結(jié)合，幫助客戶提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量。國自機(jī)器人公司作為國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)行業(yè)解決方案供應(yīng)商，已成功的將產(chǎn)品應(yīng)用于機(jī)械制造、家電、飲料、制藥、電力、電池、汽配、物流、電子電器、煙草等行業(yè)。國自機(jī)器人致力于為客戶提供放心的產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)、高性價(jià)比的工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用。