徐羅

摘 要：隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)勞動(dòng)力日益緊缺和勞動(dòng)力成本逐年上升的問(wèn)題，我國(guó)制造業(yè)企業(yè)對(duì)工業(yè)智能化的需求與日俱增。在國(guó)家鼓勵(lì)開(kāi)展新一代信息技術(shù)與制造裝備融合的集成創(chuàng)新和工程應(yīng)用等諸多因素的推動(dòng)下，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展。

本文主要講述了迷流端子紅沖工藝的自動(dòng)化改造，通過(guò)對(duì)流水線(xiàn)工藝智能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人、勞動(dòng)成本下降、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：智能化；迷流端子；紅沖；智能流水線(xiàn)；機(jī)器換人

1、方案概述

1.1 方案描述

本方案是為解決公司迷流端子紅沖自動(dòng)化的過(guò)程，首先在自動(dòng)斷料機(jī)上將純銅棒料按照要求斷開(kāi)，然后將毛坯加熱，在端子沖壓上料的過(guò)程中，將毛坯從供料區(qū)送至沖壓平臺(tái)，給沖壓設(shè)備上料，在沖壓設(shè)備上完成相關(guān)沖壓工序，最后將成型端子放置指定區(qū)域的自動(dòng)化過(guò)程。以降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度、改善工作環(huán)境、避免生產(chǎn)事故的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營(yíng)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 產(chǎn)品分析

最大毛坯尺寸：？50mm

毛坯材料：紫銅

毛坯溫度：800℃

迷流端子產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖

2、方案設(shè)計(jì)

2.1 迷流端子紅沖工藝流程

2.1.1 現(xiàn)迷流端子紅沖工藝描述：

純銅棒料通過(guò)切斷加熱后，毛坯沿著滑到移動(dòng)到紅沖工位附近的緩存區(qū)。首先工作人員夾取油布擦拭沖壓凹模模具，然后夾取加熱好的毛坯放入紅沖的模具中，再用油布擦拭沖壓凸模，然后控制沖壓機(jī)器沖壓。沖壓動(dòng)作完成后，凸模升起、迷流端子彈起，工作人員夾取成型端子放置指定位置。然后重復(fù)上述動(dòng)作進(jìn)行下一次的紅沖工藝。

2.1.3 自動(dòng)化改造方案設(shè)計(jì)

改造后的迷流端子自動(dòng)化紅沖工藝流程

毛坯加熱切斷后，經(jīng)過(guò)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(cè)到毛坯至預(yù)定位置時(shí)，發(fā)出信號(hào)至PLC。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(kāi)關(guān)檢測(cè)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(kāi)然后退回。同時(shí)沖壓傳感設(shè)備檢測(cè)到毛坯到位后，開(kāi)始沖壓成型。沖壓完成后，下料機(jī)械手運(yùn)動(dòng)至端子正上方下降，使用氣動(dòng)夾爪固定端子孔內(nèi)壁，將其抬升一定位置后，平移至初始位并將端子丟至滑道。同時(shí)上油機(jī)構(gòu)通過(guò)油嘴向沖壓頭及模具噴油。端子通過(guò)滑道滑至傳送帯，傳送帶將其傳送至中轉(zhuǎn)箱。

2.1.3 動(dòng)作流程圖如下圖所示：

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(mǎn)足鍛造的溫度要求，因此將加熱切斷的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)接入控制系統(tǒng)，以便于同步控制。

2.2.2 滑軌、抬升氣缸

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）

抬升氣缸作用：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(mǎn)足高溫夾取環(huán)境。

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(dòng)，水平方向有兩個(gè)工位，分別對(duì)應(yīng)零件的夾取和放置工序；所有運(yùn)動(dòng)均采用氣缸驅(qū)動(dòng)，以保證整體動(dòng)作的快速性。上料機(jī)械手末端配有氣動(dòng)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(dòng)下，毛坯被運(yùn)送到模具的正上方，然后氣爪松開(kāi)，讓毛坯掉入模具內(nèi)，然后退回初始位，完成上料操作。

2.2.4 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(gè)上升下降的自由度。下料機(jī)械手末端配有氣動(dòng)夾爪，用于固定成型端子內(nèi)壁。所有運(yùn)動(dòng)均采用氣缸驅(qū)動(dòng)，以保證整體動(dòng)作的快速性，其中水平方向有兩個(gè)工位，分別對(duì)應(yīng)零件的夾取和放置工序；豎直方向也有兩個(gè)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(guò)無(wú)桿氣缸的水平運(yùn)動(dòng)，將夾爪運(yùn)動(dòng)到模具的正上方，然后升降氣缸的垂直向下運(yùn)動(dòng)，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，并在無(wú)桿氣缸的運(yùn)動(dòng)下移動(dòng)到滑道的上方，松開(kāi)夾爪，讓工件掉入滑道，完成工件的下料操作。

2.4 上油系統(tǒng)

上油機(jī)構(gòu)用于傳感器檢測(cè)到成型端子離開(kāi)模具后，通過(guò)油嘴對(duì)沖壓頭及模具進(jìn)行噴油動(dòng)作，以避免下一次沖壓時(shí)工件無(wú)法取出。

2.5 控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

控制和驅(qū)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)毛坯加熱切斷設(shè)備、紅沖設(shè)備、上料機(jī)械手、上油機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，控制系統(tǒng)接收傳感信號(hào)，控制毛坯加熱切斷設(shè)備、紅沖設(shè)備、上料機(jī)械手、和上油機(jī)構(gòu)何時(shí)開(kāi)始動(dòng)作以及如何進(jìn)行動(dòng)作；同時(shí)每個(gè)機(jī)械手都必須有零位檢測(cè)裝置。紅沖設(shè)備需進(jìn)行適當(dāng)改造，可使控制系統(tǒng)對(duì)紅沖設(shè)備動(dòng)作進(jìn)行控制

結(jié)束語(yǔ)

本文關(guān)于迷流端子紅沖自動(dòng)化的一套系統(tǒng)智能化加工流水線(xiàn)，各設(shè)備之間通過(guò)系統(tǒng)集成，運(yùn)用電氣程序一鍵指令控制啟動(dòng)、停止。

參考文獻(xiàn)：

[1] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.

[2] 葉暉，管小清. 工業(yè)機(jī)器人實(shí)操與應(yīng)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2010.