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1、寧波金田閥體紅沖自動化改造方案技術文件技術文件目 錄1 系統概要21.1 項目描述21.2 設計依據22 系統設計32.1 閥體紅沖流程設計32.2 設備詳細設計62.3 生產節拍估算143 設備清單154 使用方支持內容165 國自機器人公司概述171 系統概要1.1 項目描述本方案意在解決貴公司閥體生產線自動化紅沖的過程：在閥體沖壓上料的過程中，將毛坯從供料區搬至沖壓平臺，給沖壓設備上料，在沖壓設備上完成相關沖壓工序，最后將成型閥體放至指定區域的自動化過程。協助貴公司降低工人勞動強度、改善工作環境、避免工人生產事故的同時，提高生產效率、降低運營成本、保證產品質量。針對貴公司提出的需求，項目2、基本信息如下表1：表1 項目信息表序號項目信息1項目名稱閥體紅沖自動化方案2系統屬性紅沖工序自動化改造3供貨地點寧波金田銅業集團4供貨范圍紅沖自動化系統5人員效益降低工人勞動強度、改善工作環境、避免工人生產事故6生產效益提高生產效率、降低生產成本、保證產品質量1.2 設計依據最大毛坯尺寸：39mm ；毛坯材料：銅；毛坯溫度：800 ；毛坯供貨節拍：3.6 S 。 2 系統設計2.1 閥體紅沖流程設計2.1.1當前工位操作內容如下：當前閥體紅沖流程如圖1所示： 毛坯加熱切斷 滑送至緩存區 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. 當前閥體紅沖流程示意圖毛坯通過3、加熱切斷后，圓形實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。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，后控制壓機沖壓。沖壓成型后，壓頭和模具升起，同時模具張開，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，重復以上動作，進行下一毛坯的紅沖。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整體示意圖如圖所示：傳送帶中轉箱上油機構下料機械手抬升氣缸上料機械手滑軌圖2 自動化紅沖系統整體示意圖毛坯加熱切斷后，經過滑軌將毛坯以豎直姿態堆積至導軌末端（抬升汽缸正上方），傳感設備檢測到毛坯至預定位置時，發出信號至PL4、C。PLC判斷上料機械手是否復位到初始位，如果已恢復至初始位，則抬升氣缸將毛坯抬升。當氣缸配套磁性開關檢測到抬升氣缸已升至頂端時，上料機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。同時沖壓傳感設備檢測到毛坯到位后，開始沖壓成型。沖壓完成后，下料機械手運動至閥體正上方下降，使用氣動夾爪固定閥體孔內壁，將其抬升一定位置后，平移至初始位并將閥體丟至滑道。同時上油機構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箱動作流程圖如圖所示：圖3 動作流程示意圖2.2 設備詳細設計2.2.1 加熱切斷機構為了確保鍛造時毛坯能滿足鍛造的溫度要求，因此將加熱切斷的開關機構接入控制5、系統，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則的排列在導軌末端（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械手抓取2.2.3 上料機械手上料機械手負責夾取毛坯至紅沖設備。機械手夾爪設計選擇耐高溫材料，滿足高溫夾取環境。上料機械手示意圖如圖所示：圖5 雙臂機器人示意圖上料機械手采用的是1軸結構，只需進行水平方向平動，水平方向有兩個工位，分別對應零件的夾取和放置工序；所有運動均采用氣缸驅動，以保證整體動作的快速性。上料機械手末端配有氣動夾爪，用于夾取毛坯外壁。上料機械手工作時，末端夾爪夾取毛坯，在水平運動下，毛坯被運送到模具的正上方，6、然后氣爪松開，讓毛坯掉入模具內，然后退回初始位，完成上料操作。圖6 雙臂機器人側視圖圖7 上料機械手夾爪下料機械手 上料機械手示意圖如圖所示：圖8 下料機械手下料機械手采用的是2軸機器人，比上料機械手多了一個上升下降的自由度。下料機械手末端配有氣動夾爪，用于固定成型閥體內壁。所有運動均采用氣缸驅動，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的取出。下料機械手工作時，通過無桿氣缸的水平運動，將夾爪運動到模具的正上方，然后升降氣缸的垂直向下運動，將夾爪伸入工件內夾取工件。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下料機械手夾爪示意圖缸抬升檢測到毛坯到位下料機械手初始位整體動作流程上料機械手初始位無桿氣缸與抬升汽缸同時動作氣爪夾緊 氣爪松開上料機械手退回當沖壓傳感設備檢測到毛坯到位并且上料機械手也已退回后，啟動紅沖紅沖完畢，下料機械手平移至模具上方升降氣缸下降氣爪夾緊下料機械手退回初始位同時噴油系統對模具與沖頭進行噴油（此噴頭只是是一個簡略的示意圖，真實的噴油系統要復雜得多就不詳細畫出來了）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箱圖10.1-13體動作流程示意圖2.2.4 上油系統上油機構用于傳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行噴油動作，以避免下一次沖壓時工件無法取出。上油機構示意圖如圖所示：圖11上油機構示意圖2.2.6 控制驅動控制和驅動是控制系統的組成，該控制系統主要是工控機、PLC、機柜等。驅動系統驅動毛坯加熱切斷設備、紅沖設備、上料機械手、B和上油機構運動，控制系統接收傳感信號，控制毛坯加熱切斷設備、紅沖設備、上料機械手、B和上油機構何時開始動作以及如何進行動作；同時每個機械手都必須有零位檢測裝置。紅沖設備需進行適當改造，可使控制系統對紅沖設備動作進行控制。系統整體控制如圖所示：圖10 系統整體控制示意圖2.3 生產節拍估算本方案閥體的生產節拍如下表所9、示，預估每個閥體的生產節拍為4.41秒3 設備清單序號設備單位數量備注1上料滑軌套12抬升機構套13上料機械手套14下料機械手套15控制系統低壓電器，傳感器套26上料機械手用夾桿個27下機械手用夾桿(左右對稱)對18自動沖床噴油系統套19下料滑道套110傳送帶套111控制柜套112支架型材米13控制系統軟硬件米14氣管米15電纜米16氣管及電纜護套17設備安裝及調試注：1.空壓機、儲氣罐需由用戶提供壓力大小0.6MPa2.在機器人使用現場提供NPT1/4的氣源接口，220V20A的交流電插座。4 使用方支持內容由于是系統項目，為了保證項目能順利實施。希望使用方能積極與以支持。幫助相關資料的提供10、和確認： 項目開始后，使用方必須指定一個該項目的技術負責人， 及時協調該項目實施過程中出現的各種技術問題。 項目開始后，使用方須及時提供與改造設備相關技術資料，以利設計人員有時間消化、吸收和理解。由于提供資料的不及時，將會導致系統的交貨后延。 在進行項目實際設計時，使用方的該項目技術負責人要將可能想到的或可能出現的問題盡可能的與設計人員進行交流和解釋，使設計人員能充分認識到這些問題的重要性。以減少項目安裝調試時的修改和返工現象。協調相關的技術要求和實際可行性。保證項目能按時完成。 當上述相關的交流完成后，實際的設計確認圖紙出來后，必須有相關方的技術人員及使用方的技術人員進行方案圖紙確認才能進行11、下一步的設計工作。 當設計完成后，相關的設計總圖必須在使用方的技術人員簽字后，才能投入制造。由于簽字時間的不及時將會導致系統的交貨后延。 為保證該項目最終使用的可靠性，在工廠的預調試期間必須有貴公司的相關技術人員配合和參加，以期達到最理想的結果。 當該系統在使用工廠安裝調試時，該項目的技術負責人能及時協調安裝中出現的各種問題。保證該系統能保質、保量、按時完成任務。5 國自機器人公司概述 浙江國自機器人技術有限公司依托中控科技集團及浙江大學工業控制技術國家重點實驗室雄厚技術力量，專注于提供工廠生產自動化解決方案，將工業機器人技術與生產流水線完美結合，幫助客戶提高生產效率、降低運營成本、保證產品質量。國自機器人公司作為國內領先的工業機器人系統行業解決方案供應商，已成功的將產品應用于機械制造、家電、飲料、制藥、電力、電池、汽配、物流、電子電器、煙草等行業。國自機器人致力于為客戶提供放心的產品、優質的服務、高性價比的工業機器人及其應用。