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鑫锐智能的插脚机欧规插头上的应用

文章来源:未知 人气: 发表时间:2016-12-09 16:57

全自动插脚机/半自动插脚机可适用于欧规、美规、日规等各大种类的插头上应用。

    数控车床机械手(CNC Lathe Manipulator),也称为数控车床上下料机械手;主要实现数控车床加工过程的完全自动化,并采用了集成加工技术,适用于数控车床的上下料、工件翻转和工件转序等特定工作任务。该数控车床机械手的柔韧性较高且可靠性高,结构简单且便于维护,可以满足不同种类产品的生产加工,同时可以方便用户很快的进行产品结构的调整和扩大产能,并且可以大大降低产业工人的劳动强度,提高整体的生产加工效率。
    在国内的机械加工行业中,数控车床很多都是使用专机或人工进行车床上下料的方式,这在产品比较单一、产能不高的情况下是非常适合的;但是随着社会的进步和发展,科技的日益进步,产品更新换代加快,使用专机或人工进行车床上下料就暴露出了很多的不足和弱点,一方面是专机占地面积大、结构复杂、维修不便,不利于自动化的生产;另一方面,它的柔性不够,难以适应日益加快的变化,不利于产品结构的调整;其次,使用人工会造成劳动强度的增强,容易产生工伤事故,效率也比较低下,且使用人工上下料的产品质量的稳定性不够,不能满足大批量生产的需求。
    在实践应用中,数控车床采用该数控车床机械手自动柔性搬运系统来取代传统的专机或人工上下料控制,可以很好的解决以上问题;从而数控车床的加工过程可以实现从人工操作化或单一自动化向完全自动化进行转变,不仅操作方便、容易使用、效率高、人工成本低,而且可以很好的降低人工的劳动强度,这必然是工业生产加工行业的发展趋势,也必然会在工业生产加工行业中被广泛应用;
 
系统设计方案
2.1 方案背景
    数控车床机械手(以下简称CNC机械手),主要用于完成数控车床加工工件的上下料,工件翻转和工件转序等工作;从而实现数控车床加工过程的完全自动化。

2.2 客户需求
    根据机械结构和工艺要求,CNC机械手主要用于完成CNC车床加工工件的上下料、工件翻转和工件转序等特定工作任务。该套设计方案需要具有单流程/循环流程、单步/连续步和暂停/运行等多种工作模式的选择,同时还需要具有示教参数设置功能,方便人工操作。
总而言之,CNC机械手既需要很好的实现控制动作的运行流程要求,同时也需要很好的实现加工工艺的工艺要求。CNC机械手的具体工艺及功能要求如表2-2。



2.3 解决方案
根据控制及工艺要求,CNC机械手控制方案主要包括系统硬件设计和系统软件设计;其中系统硬件设计包括硬件(产品)配置、机械结构和电气控制等三部分;系统软件设计包括流程控制、I/O配置和程序设计等三部分;

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要求1 多种工作模式选择 要求2 自定义参数示教功能 要求3 上下料动作流程控制
设计参数 实物效果图
控制系统 永宏PLC

 
操作界面 永宏HMI
控制精度 ±0.5mm mm
控制周期 1.8秒/PCS
工作效率 2000PCS/H
工作气压 0.5~0.6MPa
工作电源 220VAC 50/60Hz 10A 3KW
工作环境 温度5-40℃
湿度10-90%

    基于上述各项技术指标,方案控制系统采用永宏FBs系列MA经济能型控制型PLC控制器,可以实现2轴100KHz脉冲输出,主要控制该设备整体动作流程;伺服系统采用400W伺服,主用用于控制X轴和Z轴动作;步进系统采用雷赛步进,主要用于控制Y轴动作;上位机采用永宏经济型HU系列HMI操作界面,用于进行手动调试、参数设置、自动运行和I/O点监控等用户操作。

系统硬件设计
    CNC机械手的系统硬件设计主要包括三部分:硬件配置、机械结构和电气控制;其中硬件配置主要对电气产品的配置进行了阐述说明,机械结构主要对结构的组成和结构的解析进行了阐述说明,电气控制主要对主电路控制和控制电路控制等进行了阐述说明。
3.1 硬件配置
    CNC机械手的控制单元选用永宏FBs-40MAT2-ACPLC(主机)和永宏FBs-16XYT-AC 模块,同时操作单元选用永宏HU070L-00 HMI;驱动单元选用X轴伺服、Y轴步进和Z轴伺服;执行单元选用气缸和继电器等;检测单元选用磁性和接近传感器等。整套配置方案能够帮助客户节约很多系统成本。

硬件明细表
产品类型 产品型号 产品种类
控制
单元
永宏PLC FBs-40MAT2-AC(主机) 1台
FBs-16XYT2-AC(模块) 1台
操作单元 永宏HMI HU070L-00 1台
驱动单元 伺服 X轴、Z轴(400W) 2套
步进 Y轴(法兰86步进) 1套
执行单元 气缸 夹爪 3套
吹气阀 吹气 1套
检测单元 磁性传感器 气缸检测 2套
接近传感器 XYZ轴原点和极限检测 9套
其它 电气部件 若干
机械部件 若干


3.2 机械结构
    CNC机械手的机械结构主要包括四部分:X轴(水平取/放料)、Y轴(料盘)、Z轴(垂直取/放料)和料爪部分。X轴部分主要用于加工件的水平取料和放料,Y轴部分主要用于料盘取料和放料的位置定位,Z轴部分主要用于加工件的垂直取料和放料,料爪部分主要用于加工件的夹紧、松开以及加工件位置旋转。

3.3 电气控制
    CNC机械手的电气控制主要分为电气控制柜分布图和电气控制原理接线图两部分;其中电气控制原理接线图又包括了主电路控制接线图、PLC控制电路接线图、伺服控制电路接线图和HMI控制电路接线图等。
    CNC机械手电气控制中的电气控制柜分布图主要是对PLC、电源、伺服驱动器、步进驱动器和继电器等电子元器件的布局以及分布安装位置进行了详细的规划。

4系统软件设计
    CNC机械手的系统软件设计主要包括三部分:流程控制、I/O点配置和程序设计;其中流程控制主要对工艺流程和控制流程进行了阐述说明,I/O点配置主要对PLC输入输出点配置进行了阐述说明,程序设计主要对PLC程序和HMI程序进行了说明。 
4.1 流程控制
4.1.1 工艺流程
    根据生产需要和工艺要求,CNC机械手的主要工艺分为:取待加工件、运送待加工件、放置待加工件、取加工完成工件、运送加工完成工件和放置加工完成工件等六部分工作任务。
4.1.2 控制流程
    CNC机械手的控制流程主要分为两个部分:寸动流程控制和自动流程控制;其中寸动流程控制主要是按照整体控制动作流程来执行单步动作(即按一次启动按钮,执行一步动作),自动流程控制主要是按照整体控制动作流程来执行自动循环动作(即按一次启动按钮,完成一个待加工件的加工)。
4.2 HMI画面
4.2.1自动控制画面:CNC机械手的自动控制画面主要用于进行状态列表显示、实际产量显示、实际坐标显示、工作模式选择和功能画面切换等信息显示和相关功能操作。
4.2.2 手动控制画面:CNC机械手的手动控制画面主要用于进行XYZ三轴的手动位置调试、手动气缸动作调试以及功能画面切换等手动操作控制。
4.2.3 参数设置画面:CNC机械手的参数设置画面主要用于进行基本参数设置等参数设置操作。
4.2.4 坐标设置画面:CNC机械手的坐标设置画面主要用于进行自动流程控制中每一步动作的坐标参数和速度参数设置,此种参数设置方式为示教参数设置,方便操作人员更加方便快捷的进行相关参数设置。
4.2.5 I/O监控画面:CNC机械手的I/O监控画面主要用于进行输入点和输出点的实时监控,方便操作人员检查对应的输入点/输出点硬件接线是否有错误。
4.2.6 故障报警画面:CNC机械手的故障报警画面主要用于进行自动流程控制运行中的各种故障报警显示,方便操作人员能够及时观察到报警信息并及时对故障报警进行处理。

5  结论
    通过现场调试,CNC机械手具有结构简单、操作简单、便于维护、生产加工效率高、工件质量高等优点,另外还可以满足不同种类产品的生产,方便操作人员更快的进行产品结构调整和扩大产能,同时可以减轻操作人员的劳动强度、提高工作效率、节约人工成本、改善生产环境。
    CNC机械手采用的自动柔性搬运系统很好的实现了每小时完成2000个CNC加工产品的取/放料的特定工作任务;该设备以生产效率高、工艺修改灵活和高工件出场质量等优越性,而被广泛应用于工业生产加工行业中,同时也是工业生产加工行业发展的必然趋势。


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