DB-JQR18 工業(yè)4.0智慧工廠上下料實訓(xùn)裝置
2024-06-30 15:51
DB-JQR18 工業(yè)4.0智慧工廠上下料實訓(xùn)裝置
一、概述、機加工是工業(yè)行業(yè)中很常用的技術(shù)，隨著工業(yè)自動化領(lǐng)域的發(fā)展，如今自動化程度已經(jīng)是決定一個企業(yè)或工廠先進生產(chǎn)水平和效率的重要標(biāo)準(zhǔn)，為此工廠都會定制機床機械手上下料來實現(xiàn)機床制造過程的完全自動化。
工業(yè)4.0智慧工廠上下料實訓(xùn)裝置主要應(yīng)用于學(xué)生應(yīng)用實踐類教學(xué)。它將各分散的學(xué)習(xí)要素集中起來，組成一個能夠讓學(xué)生參與設(shè)計、構(gòu)建和調(diào)試，讓更多老師參與研發(fā)、設(shè)計和學(xué)習(xí)，讓設(shè)備不斷更新、技術(shù)不斷前進的系統(tǒng)。
工業(yè)4.0智慧工廠上下料實訓(xùn)裝置為學(xué)生提供了一種嶄新的綜合實驗平臺，使他們能夠綜合運用所學(xué)知識設(shè)計、構(gòu)建各種較大規(guī)模的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)模型。這種全新的實驗?zāi)Ｊ绞纸?jīng)濟地擴展了實驗設(shè)備，對培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力具有非常重要的價值。
工業(yè)4.0智慧工廠上下料實訓(xùn)裝置主要以模塊化的方式提高了其靈活性，更貼近現(xiàn)實生產(chǎn)實際過程，讓學(xué)生在學(xué)校就能夠了解實際生產(chǎn)實踐的細節(jié)，填補了產(chǎn)學(xué)同步的空白。
工業(yè)4.0智慧工廠上下料實訓(xùn)裝置采用模塊化的設(shè)計，學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，對原有的生產(chǎn)流程進行創(chuàng)新改造。在掌握基礎(chǔ)知識的前提下，進一步提高學(xué)生的積極性、動手能力和創(chuàng)新思維。
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線） ～380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃）
3. 裝置容量：＜12.0kVA
4. 外形尺寸：3000mm×540mm×2400mm（機械手）
1450mm×650mm×1800mm（自動料臺）
1520mm×860mm×1450mm（數(shù)控車床1）
1520mm×860mm×1450mm（數(shù)控車床2）
550mm×600mm×1050mm（電腦桌）
5. 安全保護：具有電流型漏電保護，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
二、設(shè)備組成
機床上下料是一種用于數(shù)控機床機加工實現(xiàn)自動化上下料的機器人加工系統(tǒng)，它能夠在機加工中實現(xiàn)自動上下料、加工等工作，幫助機加工行業(yè)提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量，降低成本，進而提高企業(yè)在行業(yè)中的競爭力。
工業(yè)4.0智慧工廠上下料實訓(xùn)裝置上下料主要是由自動送料機構(gòu)、機械手、可編程控制系統(tǒng)及兩臺數(shù)控車床等四大部分組成，其中自動送料機構(gòu)提供機加工物料到指定位置；機械手用于實現(xiàn)機加工物料的抓取及上下料操作；可編程控制系統(tǒng)用于控制機械手的運動、定位及物料抓取放置等操作；數(shù)控車床用來加工從機械手運輸而來的零件進行加工及加工完畢發(fā)出信號并自動松開工件等工作。
根據(jù)不同工件，設(shè)計對應(yīng)抓手，需要換向加工的工件，抓手配置旋轉(zhuǎn)氣缸進行換向。Z軸末端配置氣動快換抓手，滿足不同工件之間便捷更換。配置Z軸，首先滿足尺寸和重量的工件進行1取1放；其次也可以安裝兩種抓手，滿足兩種工件同時自動化上下料。
1、 自動料臺
它由型材支架、送料料槽、成品料槽、提升送料機構(gòu)、直線導(dǎo)軌、送料滾道、回料滾道、定位V形槽、定位氣缸、電氣箱、PLC控制器、觸摸屏、物料檢測光纖開關(guān)、啟動、急停按鈕等組成。
料臺主要作為機械手取放料周轉(zhuǎn)臺，常規(guī)通過人工一次性將毛坯工件擺放至料臺料槽里，由PLC控制提升氣缸把鋼件物料通過料臺滾道輸送到V形槽定位機構(gòu)中，通過定位氣缸實現(xiàn)精定位，方便機械手進行有序抓取上料，同時將加工完成后的工件同樣放置在料臺上，通過料臺滾道自動進入成品料槽中，料臺缺料或滿料后PLC發(fā)出警報，人工再次進行加料或換料。此道工序，在自動化車間也可以通過AGV小車或其他機械手替換人工進行自動化換料，根據(jù)不同工件和儲料要求，需要制作不同的自動料臺。
人機界面可對料臺實現(xiàn)啟動、暫停、物料計數(shù)、單步送料及缺料和滿料報警等功能的設(shè)定與操作。
2、機械手
它由龍門桁架、雙機械手、橫向滑臺、縱向滑臺、齒輪齒條、伺服電機、減速器、旋轉(zhuǎn)氣缸、超程保護開關(guān)、零點開關(guān)、支座等組成。
初始狀態(tài)下機械手抓取到物料1、上升旋轉(zhuǎn)180度下降再次抓取到物料2、上升把物料送到數(shù)控車床1和數(shù)控車床2進行加工。機械手繼續(xù)回到料臺取1件物料，運行到數(shù)控機床1位置，機床1加工完畢停車發(fā)出信號，機械手下降抓取成品物料后，上升旋轉(zhuǎn)180度，橫向滑臺左移一定距離后機械手再次下降送料至卡盤夾緊位置，PLC發(fā)出到位指令，卡盤夾緊工件。機械手上升回料臺放料并抓取物料2，并且送到機床2位置，操作方法與機床1類同。
3、數(shù)控車床
CK6432型臥式數(shù)控車床采用機電一體化設(shè)計，外形美觀，結(jié)構(gòu)合理，用途廣泛，操作方便。該機床可實現(xiàn)自動控制，能夠完成車削多種零件的內(nèi)外圓，端面、切槽、任意錐面、球面及公、英制圓柱、圓錐螺紋等工序。并配有完備的S．T．M功能，可發(fā)出和接收多種信號，控制自動加工過程。該機床床身導(dǎo)軌采用超音頻淬頭工藝，耐磨性強，精度保持性好；主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強，回轉(zhuǎn)精度高，抗振性好，具有較高的切削性能；縱、橫向采用滾珠絲桿傳動；動態(tài)響應(yīng)優(yōu)良，整機噪音低。該機床對于大、中、小批量、多品種、多規(guī)格零件的輪番加工有較強的適應(yīng)能力，尤其是加工圓錐面、圓球面等特形零件更能顯示出它效率高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的優(yōu)越性。
1、本機床底座寬大厚實，重量足、重心低、支承優(yōu)，為高速高精加工提供了有力保障；并對吊裝鏟運進行了合理安排。
2、床身及主要部件均采用高規(guī)格的云南鑄鐵，通過全樹脂砂澆鑄型工藝、長時效處理，提高了機床結(jié)構(gòu)的精度和穩(wěn)定性，適應(yīng)高速度、高精度加工。
3、機床關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件均由五面體加工中心、龍門導(dǎo)軌磨、專用鏜銑臥加等大型進口高精度數(shù)控設(shè)備加工，工藝優(yōu)、精度高。
4、機床的功能部件，包括主軸、滾珠絲杠、導(dǎo)軌、潤滑裝置、刀架、聯(lián)軸器、絲杠軸承等均為進口/國內(nèi)名優(yōu)產(chǎn)品，可靠耐用。
5、二軸進給系統(tǒng)導(dǎo)軌采用超音頻淬頭工藝，耐磨性強，精度保持性好；主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強，回轉(zhuǎn)精度高，抗振性好，具有較高的切削性能；縱、橫向采用滾珠絲桿傳動；動態(tài)響應(yīng)優(yōu)良，整機噪音低。
6、二軸滾珠絲杠均采用預(yù)拉伸安裝，提高了絲杠的剛度，減少由于高速運轉(zhuǎn)熱變形引起的誤差�？赏瓿删珳�(zhǔn)的移動及定位，摩擦小、速度快、壽命長。
7、滾珠絲杠軸承為進口專用絲杠軸承，提高了進給軸的軸向剛性、精度和抗沖擊力。
8、滾珠絲杠與交流伺服電機軸采用彈性聯(lián)軸器進行無間隙直聯(lián)傳動，保證機械運動的準(zhǔn)確定位。
9、配置自動集中潤滑系統(tǒng)，對導(dǎo)軌和滾珠絲杠進行定時定量潤滑。提高了機床加工精度和使用壽命。
10、機床配置半防護罩，采用整體的鈑金防護底盤，加以得當(dāng)?shù)乃碗姎馓幚�，整體新穎美觀、可靠實用，
11、采用獨立冷卻水箱，鐵屑及冷卻液回收方便，無飛濺滲漏現(xiàn)象，為工廠管理和工作區(qū)域的衛(wèi)生提供了有力的保障�？呻S時快速排屑，節(jié)省時間人力。
12、數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動單元均為知名品牌；系統(tǒng)歷經(jīng)多年應(yīng)用，安全可靠；機床電氣設(shè)計精當(dāng)、工藝規(guī)范、電器均為國內(nèi)產(chǎn)品，故障低、經(jīng)久耐用。
13、機床裝配工藝精細，運動部分經(jīng)激光干涉儀和球桿儀補正精度，大大提高了機床運行精度，機械精度遠優(yōu)于國標(biāo)。
14、數(shù)控車床的主要規(guī)格與參數(shù)：
●床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑：350mm
●最大工件長度（頂尖距）：500mm
●最大工件加工直徑床身：320mm
●拖板行程：165mm
●最大工件加工長度：450mm
●主軸卡盤形式：Φ160 mm氣動卡盤
●主軸通孔直徑 ：Φ60mm
●主軸轉(zhuǎn)速(變頻無級)：50～2500/rpm
●主軸功率 ：4KW
●快速移動速度 X/Z軸 ：6000/8000mm/min
●拖板最大行程 X/Z軸 ：230/480mm
●電動刀架形式及裝刀數(shù):立式 4工位
●刀桿截面尺寸：20×20mm
●定位精度 X/Z軸 ：0.02/0.03mm
●重復(fù)定位精度 X/Z軸 ：0.01/0.016mm
●工件加工精度 IT6～ IT7
●工件表面粗糙度 Ra1.6
●頂尖套簡內(nèi)孔錐度 ≥莫氏4號
●頂尖套筒最大移動量 ：100 mm
●橫向最大移動量： ±10mm
●機床防護門形式：自動開關(guān)門
●控制系統(tǒng)：GSK980TDI
三、設(shè)備主要配置
| 序號 | 名稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 單位 | |
| 1 | 自動料臺 |
◎鐵質(zhì)50*50方管焊接，雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)； ◎電器柜尺寸：530×465×200mm,鈑金1.2mm, 雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu); ◎成品料槽尺寸：600×360×200mm，壁厚3.0mm; 成品料槽平臺板：640×360×12mm，雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu) ◎物料料槽尺寸：800×210×265mm，壁厚3.0mm，;料槽平臺板：640×370×12mm，雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu) ◎定位V形塊2只； ◎定位氣缸及支座1套； ◎光纖傳感器2套 |
1 | 臺 | |
| 2 | 提升物料機構(gòu) |
◎支座平臺尺寸：550×280×110mm； ◎移動滑臺尺寸：335×180×45 mm； ◎直線導(dǎo)軌和滑塊（長度500mm、寬度20mm、2條四個滑塊）； ◎提升氣缸（SC50-200）一只； ◎傳感器2只； ◎固定支架2只 |
1 | 臺 | |
| 3 | 數(shù)控車床 |
◎工業(yè)級數(shù)控系統(tǒng)：GSK980TDI； ◎采用自動門、自動裝夾、四工位自動刀架 ◎變頻器功率：5.5KW ◎X/Z軸交流伺服電機（功率kW：X1.0/Z1.5; 扭矩Nm：X4 /Z6） ◎并有工件冷卻加工系統(tǒng)，現(xiàn)實機加工件無人化DNC 自動加工 |
2 | 臺 | |
| 4 | 機械手 |
◎X軸工作速度72m/min，Z軸工作速度30m/min，整線重復(fù)定位精度±0.1mm；根據(jù)工件加工節(jié)拍，對速度進行定義。標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)計機構(gòu)經(jīng)歷多次優(yōu)化，用高精度直線導(dǎo)軌和斜齒條，采用標(biāo)準(zhǔn)工藝裝配，品質(zhì)穩(wěn)定；全鋼機身、主要部件去應(yīng)力處理。 ◎伺服電機驅(qū)動器采用東元JSDEP-15A，具備轉(zhuǎn)矩、速度、位置、點對點定位及混合模式切換功能，220V級，伺服電機采用東元400W (JSMA-SC04ABK00，配有2500ppr編碼器； ◎移動鞍座尺寸：192×150×92 mm 1臺 ◎旋轉(zhuǎn)機構(gòu)采用HRQ50A帶緩沖模塊1只 ◎MHZ2-40D機械手2只 ◎Z軸直線導(dǎo)軌和滑塊（長度820mm、寬度15mm、2條滑塊四個）； ◎X軸直線導(dǎo)軌和滑塊（長度3000mm、寬度15mm、2條滑塊四個）； ◎超程保護光電開關(guān)4只，零點光電開關(guān)2只 ◎防撞緩沖塊4只 |
1 | 套 | |
| 5 | 電氣控制柜 | 電源控制模塊 | 由三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護）、三相熔斷器、交流接觸器、熱保護繼電器、開關(guān)電源、鑰匙開關(guān)、急停按鈕、停止啟動按鈕（紅、綠）、系統(tǒng)控制旋鈕開關(guān)及指示燈等組成，可提供系統(tǒng)電源（交流380V，交流220V,直流24V），可擴展電源（交流220V一組，直流24V三組） | 1 | 套 |
| 6 | 可編程控制器 |
西門子S7- 1214C/DC/DC/DC |
1 | 套 | |
| 7 | 觸摸屏模塊 | 昆侖通態(tài)7英寸，TFT真彩，65k色 | 1 | 套 | |
| 8 | 軟件功能 | 具有加工報警模塊、伺服狀態(tài)顯示模塊，工件記件模塊、自動上下料調(diào)試模塊、機械手移動編程模塊、單機連動和雙機連動切換功能。 | 1 | 套 | |
| 9 | 傳感器部分 | 主要由接近開關(guān)（LE4-1K、GKB-M0524NA、TL-Q5MC1-Z）、紅外線光電開關(guān)（SA005-1K）、氣缸磁性開關(guān)等組成 | 1 | 套 | |
| 10 | 氣動模塊 | 主要由電磁閥（4V210-08DC24V 2個）、油水分離器、匯流排、消音器、8mmPU氣管、快速接頭、堵頭、氣泵無油靜音750W等組成 | 1 | 套 | |
| 11 | 工具 | 電工工具套件 | 含數(shù)字式萬用表、剝線鉗、尖嘴鉗、斜口鉗、螺絲刀、鑷子、剪刀、電烙鐵、烙鐵架、焊錫絲等 | 1 | 套 |
| 12 | 一字螺絲刀 | 10〞通芯一字螺絲刀 | 1 | 把 | |
| 13 | 橡皮錘、榔頭 | 圓頭鐵錘（1.5磅）、鉗工錘（500g）、橡皮錘各1把 | 1 | 套 | |
| 14 | 扳手組件 | 9件套內(nèi)六角扳手；150mm、250mm活動扳手各1把；開口14-17和開口7呆扳手1套；開口17-19棘輪梅花扳手1把；M14、M18、M22圓螺母扳手1套 | 1 | 套 | |
| 15 | 銼刀 | 什錦銼、中扁銼 | 1 | 套 | |
| 16 | 量具 | 游標(biāo)卡尺 | 測量范圍：0～300mm，分度值：0.02mm | 1 | 把 |
| 17 | 深度游標(biāo)卡尺 | 測量范圍：0～200mm，分度值：0.02mm | 1 | 把 | |
| 18 | 杠桿式百分表 | 0～0.8mm，分度值：0.01mm；含轉(zhuǎn)接頭、磁性表座 | 1 | 個 | |
| 19 | 百分表 | 0～10mm；含轉(zhuǎn)接頭、磁性表座 | 1 | 個 | |
| 20 | 千分尺 | 0～25mm | 1 | 把 | |
| 21 | 鋼直尺 | 500mm | 1 | 把 | |
| 22 | 塞尺 | 測量范圍：0.02～1.00mm | 1 | 把 | |
| 23 | 配件 | 編程電纜、產(chǎn)品配套光盤（使用手冊、程序等） | 1 | 套 | |
| 24 | 型材電腦桌 | 用于放置計算機，下方裝有四個帶剎車的萬向輪，尺寸：550mm×600mm×1050mm | 1 | 臺 | |
| 25 | 計算機 | 主流品牌（需方自備） | 1 |
臺 |
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