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精密儀器

汽車覆蓋件沖壓線功能


汽車覆蓋件沖壓自動化生產(chǎn)線由純單件生產(chǎn)改造為能夠適應(yīng)孿生件和單件生產(chǎn)的系統(tǒng)配置及設(shè)計,并針對遇到的技術(shù)問題進行攻關(guān),采取合理有效的解決辦法擴展自動化沖壓線的功能和使用范圍。

目前,國內(nèi)的汽車覆蓋件沖壓自動化生產(chǎn)線全部為單件生產(chǎn),即每工作一次生產(chǎn)出一個工件,生產(chǎn)效率相對低下,隨著汽車行業(yè)國內(nèi)、國際競爭的日益加劇,合理有效的汽車生產(chǎn)解決方案能夠加快企業(yè)的發(fā)展步伐,提高市場競爭力。

基于以上原因研制開發(fā)了本項應(yīng)用工程,實現(xiàn)孿生件生產(chǎn)功能,主要適應(yīng)各種汽車覆蓋件自動化沖壓生產(chǎn)線,并能夠?qū)崿F(xiàn)各種不規(guī)則板料的自動生產(chǎn),進而降低物耗、降低成本、節(jié)約投資,消除了操作人員的危險性、減輕勞動強度、提高工作效率。

自動化沖壓線改造的原則

根據(jù)沖壓線的實際使用功能要求及其作業(yè)的安全性和可靠性,從當(dāng)今國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀與市場發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā),提出設(shè)計指導(dǎo)思想與原則:在充分吸收當(dāng)今國際先進技術(shù)與產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新性地進行沖壓自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)的集成與設(shè)計,并把機械系統(tǒng)與電控系統(tǒng)的品質(zhì)與可靠性視為成功的關(guān)鍵,研制當(dāng)今國內(nèi)唯一,接近國際領(lǐng)先水平的自動化沖壓線系統(tǒng),進一步提高汽車覆蓋件自動化沖壓線的功能要求。

沖壓線改造系統(tǒng)

通過對汽車覆蓋件自動化沖壓生產(chǎn)線進行孿生件的改造,在保留原來單件生產(chǎn)的所有功能的基礎(chǔ)上,使其能夠適應(yīng)孿生件和單件生產(chǎn),并且使兩個功能可以自由切換;在孿生件生產(chǎn)時,通過原設(shè)備的操作設(shè)定參數(shù)和代碼,啟動改造系統(tǒng)和原有定位功能配合,進行協(xié)調(diào)生產(chǎn);滿足所有與部品類別有關(guān)的工藝參數(shù)設(shè)定均與零件代碼發(fā)生聯(lián)系,方便實施統(tǒng)一工件號管理原則的要求;上料端拾器吸盤要求通過觸摸屏界面實現(xiàn)自動選取,改變原有系統(tǒng)的手動選擇方式。

沖壓線改造系統(tǒng)配置

根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求,結(jié)合原有系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置,增加前對中定位器2套(1軸交流伺服單元驅(qū)動),左右向外側(cè)向?qū)χ卸ㄎ黄?套(2軸氣動、1軸交流伺服單元驅(qū)動),后正向?qū)χ卸ㄎ黄?套(1軸氣動、1軸交流伺服單元驅(qū)動),雙料檢測系統(tǒng)6套,電氣、氣動控制系統(tǒng)1組套,拆垛區(qū)增加各種檢測傳感器,觸摸屏操作界面,改造原側(cè)向?qū)χ衅?套,改造上料端拾器2套,改造原板料對中區(qū)結(jié)構(gòu)部分,以及系統(tǒng)的油路、氣路、電路。

整個系統(tǒng)的工作過程

在原有控制系統(tǒng)和新增加系統(tǒng)的控制下,上料小車將整垛板料送到拆垛區(qū),舉升機構(gòu)將垛料舉起,磁力分層機構(gòu)將整垛板料進行分層,拆垛吸盤開始下降拆垛,并將板料移動到傳送皮帶上,通過靜止?fàn)顟B(tài)的雙料檢測(板料的停止由傳感器控制),檢測為不合格時(檢測吸附有兩張板料重疊)皮帶將板料送回,拆垛吸盤沖下抖動,然后將板料再送到檢測雙料的位置,若再不合格,皮帶將板料送到工作區(qū)域以外的排廢料區(qū),若檢測合格(為單層板料)板料將通過清洗涂油設(shè)備和動態(tài)雙料檢測器,到達對中區(qū),前端對中定位器上的接近開關(guān)感應(yīng)到有料到位,所有設(shè)定的對中定位器開始對中板料,上料端拾器將板料拾取送到?jīng)_壓模具中,然后返回,完成整個動作,其中所涉及的位置檢測通過傳感器來實現(xiàn)。

孿生件和單件生產(chǎn)及相互轉(zhuǎn)換生產(chǎn)

新增加的控制系統(tǒng)和原系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),同時控制所有伺服軸和氣動軸的任意位置運動,各個氣動軸采用閥島集中控制。通過觸摸屏實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置及實時顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài),完成系統(tǒng)針對PLC、位控模塊、伺服包故障進行故障查詢及復(fù)位處理。

動作功能的實現(xiàn),首先通過觸摸屏界面在PLC和伺服控制系統(tǒng)的作用下對伺服軸和氣動軸進行正向、負(fù)向的手動操作,完成對伺服軸的參考點設(shè)置,然后根據(jù)不同的生產(chǎn)工件,示教不同工件孿生件生產(chǎn)時所利用到的各個伺服軸所在的位置,并記憶,通過外置的控制開關(guān)轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)PLC控制,完成從單件到孿生件、孿生件到單件伺服軸和氣動軸的初始工作狀態(tài)準(zhǔn)備工作。對中器的自動工作的實現(xiàn),由后正向?qū)χ卸ㄎ黄髌痤^,側(cè)向?qū)χ衅鲾[臂向外運動,并組合原系統(tǒng)的對中定位器起頭動作共同完成。

對中定位器的設(shè)計與分析

對中定位器是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,合理地安排對中定位器的位置和動作順序及良好的機構(gòu)設(shè)計和保證系統(tǒng)可靠性是設(shè)計成功的關(guān)鍵,必須綜合考慮系統(tǒng)的抗疲勞性能及運行可靠性、工件對中過程中摩擦力和系統(tǒng)自身的阻力等因素,基于此,外購件全部采用國外進口元件,電機采用MITSUBISHI伺服電機實現(xiàn)對中位置的任意可調(diào)性,各伺服系統(tǒng)的調(diào)整范圍為450mm,氣動元件采用德國FESTO產(chǎn)品,導(dǎo)軌、絲杠采用臺灣HIWIN產(chǎn)品。

后對中定位器:伺服軸實現(xiàn)任意位置示教,氣動軸通過凸輪軌跡來實現(xiàn)拍打頭的水平和垂直方向的運動,實現(xiàn)對中功能。

側(cè)向?qū)χ卸ㄎ黄鳎核欧S實現(xiàn)任意位置示教,氣動軸是由擺動氣缸帶動齒輪和花鍵齒輪完成擺臂動作,直線氣缸帶動花鍵軸在花鍵齒輪中滑動,完成直線運動,實現(xiàn)對中功能,此機構(gòu)為復(fù)合運動結(jié)構(gòu),充分考慮了氣缸接受外力的的疲勞程度,將徑向載荷卸在固定座上。

安全性

針對系統(tǒng)可靠性的提高及設(shè)備和人員的安全性因素,除了解決設(shè)備安裝位置干涉以外,在控制系統(tǒng)上采取了以下措施。

伺服系統(tǒng)有兩層保護,硬行程極限和軟行程極限氣缸保護,在旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)后,垂直氣缸才能動作,伸或縮,這樣以避免與現(xiàn)場設(shè)備的干涉。在觸摸屏中設(shè)置密碼等級,對一些重要數(shù)據(jù)只有在一定的安全級別范圍內(nèi)方能進行操作。

系統(tǒng)安全防護與現(xiàn)場轉(zhuǎn)換開關(guān)等數(shù)字信號共同完成安全互鎖。手動操作:伺服系統(tǒng)的手動正、負(fù)操作,垂直氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸的手動操作。參考點操作:對伺服系統(tǒng)的原始參考點進行設(shè)置。自動操作:單件與雙件的相互轉(zhuǎn)換完畢后,設(shè)備自動運行。

單件、雙件生產(chǎn)時自動狀態(tài)切換:扳動鑰匙開關(guān),按自動起動按鈕,各伺服系統(tǒng)及氣缸運動到事先示教位置,完成系統(tǒng)準(zhǔn)備工作,之后,整套設(shè)備即可進行自動生產(chǎn)。示教操作:根據(jù)不同的工件,示教不同工件伺服系統(tǒng)的雙件生產(chǎn)位置。

故障查尋:針對PLC、位控模塊、伺服包故障進行故障查詢及復(fù)位,且當(dāng)故障發(fā)生時,觸摸屏彈出幫助窗口。




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