TWB-QR11工業(yè)4.0智慧工廠上下料實(shí)訓(xùn)裝置

一、概述

機(jī)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(gè)企業(yè)或工廠先進(jìn)生產(chǎn)水平和效率的重要標(biāo)準(zhǔn)，為此工廠都會定制機(jī)床機(jī)械手上下料來實(shí)現(xiàn)機(jī)床制造過程的完全自動化。

本方案的工業(yè)4.0智能制造生產(chǎn)線主要應(yīng)用于學(xué)生應(yīng)用實(shí)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(gè)能夠讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)、構(gòu)建和調(diào)試，讓更多老師參與研發(fā)、設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)，讓設(shè)備不斷更新、技術(shù)不斷前進(jìn)的系統(tǒng)。

該系統(tǒng)為學(xué)生提供了一種嶄新的綜合實(shí)驗(yàn)平臺，使他們能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計(jì)、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(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ绞纸?jīng)濟(jì)地?cái)U(kuò)展了實(shí)驗(yàn)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(jià)值。

本套生產(chǎn)線主要以模塊化的方式提高了其靈活性，更貼近現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)實(shí)際過程，讓學(xué)生在學(xué)校就能夠了解實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐的細(xì)節(jié)，填補(bǔ)了產(chǎn)學(xué)同步的空白。

采用模塊化的設(shè)計(jì)，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(jìn)行創(chuàng)新改造。在掌握基礎(chǔ)知識的前提下，進(jìn)一步提高學(xué)生的積極性、動手能力和創(chuàng)新思維。

二、技術(shù)性能

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(jī)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(hù)：具有電流型漏電保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

三、設(shè)備組成

機(jī)床上下料是一種用于數(shù)控機(jī)床機(jī)加工實(shí)現(xiàn)自動化上下料的機(jī)器人加工系統(tǒng)，它能夠在機(jī)加工中實(shí)現(xiàn)自動上下料、加工等工作，幫助機(jī)加工行業(yè)提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量，降低成本，進(jìn)而提高企業(yè)在行業(yè)中的競爭力。

本裝置上下料主要是由自動送料機(jī)構(gòu)、機(jī)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(jī)構(gòu)提供機(jī)加工物料到指定位置；機(jī)械手用于實(shí)現(xiàn)機(jī)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(jī)械手的運(yùn)動、定位及物料抓取放置等操作；數(shù)控車床用來加工從機(jī)械手運(yùn)輸而來的零件進(jìn)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(jì)對應(yīng)抓手，需要換向加工的工件，抓手配置旋轉(zhuǎn)氣缸進(jìn)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(jìn)行1取1放；其次也可以安裝兩種抓手，滿足兩種工件同時(shí)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)中，通過定位氣缸實(shí)現(xiàn)精定位，方便機(jī)械手進(jìn)行有序抓取上料，同時(shí)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(jìn)入成品料槽中，料臺缺料或滿料后PLC發(fā)出警報(bào)，人工再次進(jìn)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(jī)械手替換人工進(jìn)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(jī)界面可對料臺實(shí)現(xiàn)啟動、暫停、物料計(jì)數(shù)、單步送料及缺料和滿料報(bào)警等功能的設(shè)定與操作。

2、機(jī)械手

它由龍門桁架、雙機(jī)械手、橫向滑臺、縱向滑臺、齒輪齒條、伺服電機(jī)、減速器、旋轉(zhuǎn)氣缸、超程保護(hù)開關(guān)、零點(diǎn)開關(guān)、支座等組成。

初始狀態(tài)下機(jī)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(jìn)行加工。機(jī)械手繼續(xù)回到料臺取1件物料，運(yùn)行到數(shù)控機(jī)床1位置，機(jī)床1加工完畢停車發(fā)出信號，機(jī)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(jī)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(jī)械手上升回料臺放料并抓取物料2，并且送到機(jī)床2位置，操作方法與機(jī)床1類同。

3、數(shù)控車床

CK6432型臥式數(shù)控車床采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，外形美觀，結(jié)構(gòu)合理，用途廣泛，操作方便。該機(jī)床可實(shí)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(jī)床床身導(dǎo)軌采用超音頻淬頭工藝，耐磨性強(qiáng)，精度保持性好；主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)，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(jī)噪音低。該機(jī)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(qiáng)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(jī)床底座寬大厚實(shí)，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(yùn)進(jìn)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(shí)效處理，提高了機(jī)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(jī)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(jìn)口高精度數(shù)控設(shè)備加工，工藝優(yōu)、精度高。

4、機(jī)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(jìn)口/國內(nèi)名優(yōu)產(chǎn)品，可靠耐用。

5、二軸進(jìn)給系統(tǒng)導(dǎo)軌采用超音頻淬頭工藝，耐磨性強(qiáng)，精度保持性好；主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)，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(jī)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(yùn)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(jìn)口專用絲杠軸承，提高了進(jìn)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(jī)軸采用彈性聯(lián)軸器進(jìn)行無間隙直聯(lián)傳動，保證機(jī)械運(yùn)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(jìn)行定時(shí)定量潤滑。提高了機(jī)床加工精度和使用壽命。

10、機(jī)床配置半防護(hù)罩，采用整體的鈑金防護(hù)底盤，加以得當(dāng)?shù)乃碗姎馓幚?，整體新穎美觀、可靠實(shí)用，

11、采用獨(dú)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(shí)快速排屑，節(jié)省時(shí)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(jī)床電氣設(shè)計(jì)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(jī)床裝配工藝精細(xì)，運(yùn)動部分經(jīng)激光干涉儀和球桿儀補(bǔ)正精度，大大提高了機(jī)床運(yùn)行精度，機(jī)械精度遠(yuǎn)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(jī)床防護(hù)門形式：自動開關(guān)門

●控制系統(tǒng)：GSK980TDI

四、設(shè)備主要配置