迷流端子红冲自动化设计
2019-08-06徐罗
徐罗
摘 要：随着国内制造业劳动力日益紧缺和劳动力成本逐年上升的问题，我国制造业企业对工业智能化的需求与日俱增。在国家鼓励开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用等诸多因素的推动下，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化、集成化方向发展。
本文主要讲述了迷流端子红冲工艺的自动化改造，通过对流水线工艺智能设计，实现机器换人、劳动成本下降、产品质量稳定的目标。
关键词：智能化；迷流端子；红冲；智能流水线；机器换人
1、方案概述
1.1 方案描述
本方案是为解决公司迷流端子红冲自动化的过程，首先在自动断料机上将纯铜棒料按照要求断开，然后将毛坯加热，在端子冲压上料的过程中，将毛坯从供料区送至冲压平台，给冲压设备上料，在冲压设备上完成相关冲压工序，最后将成型端子放置指定区域的自动化过程。以降低工作人员劳动强度、改善工作环境、避免生产事故的同时，提高生产效率、降低运营成本、保证产品质量。
1.2 产品分析
最大毛坯尺寸：？50mm
毛坯材料：紫铜
毛坯温度：800℃
迷流端子产品设计图
2、方案设计
2.1 迷流端子红冲工艺流程
2.1.1 现迷流端子红冲工艺描述：
纯铜棒料通过切断加热后，毛坯沿着滑到移动到红冲工位附近的缓存区。首先工作人员夹取油布擦拭冲压凹模模具，然后夹取加热好的毛坯放入红冲的模具中，再用油布擦拭冲压凸模，然后控制冲压机器冲压。冲压动作完成后，凸模升起、迷流端子弹起，工作人员夹取成型端子放置指定位置。然后重复上述动作进行下一次的红冲工艺。
2.1.3 自动化改造方案设计
改造后的迷流端子自动化红冲工艺流程
毛坯加热切断后，经过滑轨将毛坯以竖直姿态堆积至导轨末端（抬升汽缸正上方），传感设备检测到毛坯至预定位置时，发出信号至PLC。PLC判断上料机械手是否复位到初始位，如果已恢复至初始位，则抬升气缸将毛坯抬升。当气缸配套磁性开关检测到抬升气缸已升至顶端时，上料机械手夹紧毛坯外壁并将其平移至模具孔上方放开然后退回。同时冲压传感设备检测到毛坯到位后，开始冲压成型。冲压完成后，下料机械手运动至端子正上方下降，使用气动夹爪固定端子孔内壁，将其抬升一定位置后，平移至初始位并将端子丢至滑道。同时上油机构通过油嘴向冲压头及模具喷油。端子通过滑道滑至传送帯，传送带将其传送至中转箱。
2.1.3 动作流程图如下图所示：
2.2 设备详细设计
2.2.1 加热切断机构
为了确保锻造时毛坯能满足锻造的温度要求，因此将加热切断的开关机构接入控制系统，以便于同步控制。
2.2.2 滑轨、抬升气缸
滑轨作用：将横着的毛坯变成竖着的并规则的排列在导轨末端（抬升汽缸上方）
抬升气缸作用：将毛坯抬升至顶端好让机械手抓取。
2.2.3 上料机械手
上料机械手负责夹取毛坯至红冲设备。机械手夹爪设计选择耐高温材料，满足高温夹取环境。
上料机械手采用的是1轴结构，只需进行水平方向平动，水平方向有两个工位，分别对应零件的夹取和放置工序；所有运动均采用气缸驱动，以保证整体动作的快速性。上料机械手末端配有气动夹爪，用于夹取毛坯外壁。上料机械手工作时，末端夹爪夹取毛坯，在水平运动下，毛坯被运送到模具的正上方，然后气爪松开，让毛坯掉入模具内，然后退回初始位，完成上料操作。
2.2.4 下料机械手
下料机械手采用的是2轴机器人，比上料机械手多了一个上升下降的自由度。下料机械手末端配有气动夹爪，用于固定成型端子内壁。所有运动均采用气缸驱动，以保证整体动作的快速性，其中水平方向有两个工位，分别对应零件的夹取和放置工序；竖直方向也有两个工位，用于将加工后的工件从模具内的取出。下料机械手工作时，通过无杆气缸的水平运动，将夹爪运动到模具的正上方，然后升降气缸的垂直向下运动，将夹爪伸入工件内夹取工件。夹取工件后，升降气缸向上抬升，使工件脱离模具，并在无杆气缸的运动下移动到滑道的上方，松开夹爪，让工件掉入滑道，完成工件的下料操作。
2.4 上油系统
上油机构用于传感器检测到成型端子离开模具后，通过油嘴对冲压头及模具进行喷油动作，以避免下一次冲压时工件无法取出。
2.5 控制驱动系统
控制和驱动是控制系统的组成，该控制系统主要是工控机、PLC、机柜等。驱动系统驱动毛坯加热切断设备、红冲设备、上料机械手、上油机构运动，控制系统接收传感信号，控制毛坯加热切断设备、红冲设备、上料机械手、和上油机构何时开始动作以及如何进行动作；同时每个机械手都必须有零位检测装置。红冲设备需进行适当改造，可使控制系统对红冲设备动作进行控制
结束语
本文关于迷流端子红冲自動化的一套系统智能化加工流水线，各设备之间通过系统集成，运用电气程序一键指令控制启动、停止。
参考文献：
[1] 机械设计手册 北京：机械工业出版社.2004.
[2] 叶晖，管小清. 工业机器人实操与应用技术. 北京：机械工业出版社.2010.
