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机芯体自动化生产线的设计与实现

发布时间:2019-11-19 14:35   类型:解决方案   人浏览

1 引言

某燃气表公司的机芯体生产工艺主要为塑料颗粒自动送料注塑成型下料编码分拣装箱仓储。其中,注塑机生产节拍约35s,每次生产工件两个,工人要在35s内完成两个工件下料、编码、分拣装箱(码垛)工作,劳动强度很大。

针对该公司机芯体生产过程中存在的耗时、费力问题,本文设计了一种机芯体自动化生产线,以PLC控制器为核心,综合运用工业机器人技术、传感器技术以及自动控制技术等,能够省时、省力、高效地实现机芯体的注塑、喷码以及码垛功能[1]

2 系统组成及工作原理

1给出了机芯体自动化生产线的三维图,主要由注塑机(12)、三轴机械手(12)、输送线、杰瑞搬运机器人、四工位往复移动式物料台(见图2)、工件料框等组成。

 

1 机芯体自动化生产线三维图

由于燃气表机芯体自动化生产线加工工位数量多,工位之间的物料转运频繁,因此设计四工位往复移动式物料台,提高机芯体自动化生产线的物料转运效率。

 

2 四工位往复移动式物料台

3给出了机芯体自动化生产线的加工流程。注塑机加工完成后,三轴机械手从注塑机中取出加工好的工件,放置于皮带输送线上,皮带输送线利用气缸推杆及光电传感器将工件定位于指定位置;机器人从输送线的指定位置取工件至喷码机前,喷码完成后,机器人将工件码垛至工件码垛区;当某物料盘码垛满后,PLC控制该物料盘自动输送至人工取料区,控制空的物料盘自动输送至码垛工位,同时发出声光报警通知工人及时取走满物料盘上的工件。

3 机芯体自动化生产线加工流程

3 电气系统设计

系统采用西门子300系列PLC和威纶触摸屏,实现对现场设备的集中监控[2]PLC通过I/O信号与工业机器人、注塑机、输送线、物料台、喷码机等进行信号交互,实现联动运行,参见图4所示。

 

4 二维码喷码过程

机芯体自动化生产线系统的硬件架构参见图5所示。系统预留有工业以太网接口,方便与监控管理中心进行连接,实现全厂数字化车间,参见5上部框内部分

系统硬件架构

4 软件设计

PLC程序开发采用西门子可编程逻辑控制程序的标准软件STEP7,使用梯形图逻辑、功能块图和语句表进行编程操作。图6给出了系统工作时的PLC控制流程图。

6 系统PLC控制流程图

触摸屏界面设计采用威纶公司的HMI组态软件EasyBuilder8000,它支持65536色显示、支持多种图片格式(如BMPJPGGIF等)、支持多种HMI画面程序的上传、下载方式(如U盘、USB线和以太网等)。图7给出了系统的触摸屏参数设置界面,通过该界面可以设置加工数量,实时显示已加工数量、已喷码数量以及码垛工位(12)的码垛情况等。

7 系统触摸屏界面

5 结束语

8给出了机芯体自动化生产线的现场实施图。通过现场试验对比,采用机芯体自动化生产线,不仅可以节省人工,还大大降低了人工劳动强度。此外,由于不需要休息,机芯体自动化生产线还间接地提高了车间的产能。若用户车间的4台机床都采用机芯体自动化生产线,则该车间一天可加工工件19700多件,节省6-9个工人。

 

8 机芯体自动化生产线实施现场

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