工业4.0智能制造工厂：美菱M线冰箱U壳自动化方案---李家浩7.22

冲模自动上料
模具8
模具7 模具6
模具5 模具4 模具3 模具2 模具1 用叉车将模具放 置在上模位置
人工上 模具位置
1.用叉车将模具放置在上模位置；
2.升降机构带动移载机构到达最底 部，移载托举1将模具托举进入移载 机构平面；
3.人工在触摸屏选择模具存储区域， 点击确认，升降机构带动移载机构到 达相应模具存储区；
自动卸模流程
提升机构
模具8 移载 托举2
“模具8”---模具8 此时在工位上
模具7
“模具6”---模具6此 时在移载机构最底部
模具5
模具4 模具3
模具2 模具1
人工上 模具位置
模具6
前置挡块
旋转 下压气缸 7.两侧的旋转下压气缸旋转松开模具8；
8.移载机构上层的移载托举2向左伸出，到达 模具8侧边空隙； 9.提升机构带动移载机构上升20mm，向上托举模具8 离开冲压台；
2.移载机构驱动移载 托举伸出，到达模具 侧边空隙； 3.提升机构带动移载 机构上升，模具向上 脱离模具存放架； 4.移载机构复位，模 具到达取料机构内
自动取模具流程
提升机构 移载托举2 移载托举1 移载机构
模具8
“模具8”---模具8 此时在工位上 模具7
模具6 模具5
模具4
模具3 模具2
模具1
产线区域位置
U壳区域
U壳成型共有10个冲模工位，每个工位 的模具种类约有20种，每天使用大约6种模 具，产线节拍为24S。
Hale Waihona Puke Baidu体换模机构三维
升降机构
移载机构
压机
现有伺服电机的 转速与功率较小，此 处应更换转速高、功 率大的电机，保证15 秒内的换模节拍~
模具存放架（可存放 8组，高约2.3米）
每个模具加装一个底 板，保证所有模具底 部尺寸相同。
M线冰箱U壳自动化方案
A
工厂需求
B
产线位置区域
C
冰箱U壳自动换模方案
D
U壳钢板自动上料方案
E
U壳物流输送
客户需求 实现M线U壳自动化 基本功能：
信息化: 实现控制系统对U的自动生产、调度； 自动化：
1）实现冲模的快速换模；
2）U壳钢板的自动切换；
3）U壳的自动物流与存储；
按照1500台，每天工作时间10小时，节拍为24秒
钢板自动上料
1、当一种钢板缺料时，人工 点击操作台，选中该型钢板按 钮，该型钢板的平台沿着地轨 滑出；系统接收上料信号，不 再发出更换该型冲模的指令；
2、工人驾驶叉车将新的钢板 装置到该型钢板底盘上，输入 钢板的型号与尺寸修正系数；
3、上料完成后，点击按钮， 该钢板平台复位，进入工作区
4、系统接收反馈信号，开始 发出更换该型冲模的指令；
10.移载托举2复位，模具8到达移载机构平台；
11.提升机构带动移载机构上移一个工位， 模具6到达预备上模区
自动上冲模流程
提升机构
模具8 前置 挡块
模具6
“模具8”---模具8 此时在移载机构上部
模具7
“模具6”---模具6 此时在冲压台上
模具5
模具4 模具3
模具2 模具1
人工上 模具位置
旋转 下压气缸
12.移载托举1托举模具6进入冲压工作台区域， 前置挡块对模具6进行限位；
13.提升机构下降20mm，将模具6放置在冲压工 作台上，移载托举1复位；
14.冲压工作台两侧的旋转下压气缸转动，压紧 模具6，模具更换完成；
15.提升机构将移载机构提升到模具8存储区， 移载托举2将模具8移载到存储平台，提升机构 下移20mm，移载托举2复位。移载机构复位；
1、控制系统发送换模 信息，自动换模组在 15S内完成自动换模（ 换模方式包括位置的改 变和模具的变更两种）
2 、控制系统发送取料 型号信息，取料机械手 运动到相应钢板上方待 命；
3、当上一个钢板进入 冲模区域后，取料机械 手吸取钢板、复位。将 钢板放到输送机上，输 送机带动钢板进入冲模 区域，完成U壳的自动 成型。
丝杠 导轨
（伺服电机可通过动丝杆 驱动模具整体左右移动）
移载机构
取料机构分上下两 层， 下层（移载托举1） 负责上料和取料；
上层（移载托举2） 负责模具从冲压台 退模
同步带 提升机构
移载托 举2
同 步 带 夹 紧 块
移载托举1
移载托举在此处托起模具
1.电机带动同步 带，驱动取料机 构上升到取料位置；
人工上 模具位置
1.换模系统接收控制系统换模 （例如：将工作的8号模具换成 6号模具）指令；
2.提升机构带动移载机构上移到 模具6存储区；
3.移载托举1伸出，到达模具6 侧边空隙；
4.提升机构带动移载机构上移 20mm，向上托举模具6离开存 储平台；
5.移载托举1复位，模具6到达 移载机构平台；
6.提升机构带动移载机构下降到 最底部等待换模命令；
每批次的钢板尺寸有 差异，所以人工输入 尺寸修正系数，便于 换模时，模具自动变 换位置
每套模具的 底部均设置 有二维运动 模组，由伺 服电机驱动 ， 快速实
现模具 的前后 、 左右移动
U壳物流---自动上挂
U 壳上挂 机器人
1、U壳成型后，机 器人将其放在输送机 上，U壳向左输送到 人工上挂点；
2、人工根据系统提 示，输入U壳类型， 机器人将U壳上挂到 积放链上的U壳输送 挂具上；
4.重复以上步骤，完成单日8种模具 的上料；
注：控制系统设置有自动清空
模具存储功能，点击此功能按 钮后，升降移载自动升降，移 载机构自动将模具依次从存储 区转移到上模区域，清空模具 存储货架。
自动换模方案分析
1、采用堆垛的方式存储模具---节省空间；
2、采用上下两层结构的取模机构，减短了换模的时间 ---利用空间的置换，换得时间；
3、设计模具自动读入软件（人工输入或扫码输入）， 实现控制系统对模具的实时调配；
4、在冲模底座增加丝杆，实现冲模左右平移可调，减 轻换模人力；
5、原来手工换模的时间大于10分钟，采用自动换模方 案后，换模时间可缩短至15S；
6、此自动换模方案，对原有压机和冲模底盘基本没有 改动，占用空间小，在现有基础上改进成本更低。
U壳钢板自动上料
钢板 8组滑车 地轨
龙门架
滑动取料 在原有基础上，左侧
增加两套滑板机构；
右侧增加四套滑板机 构，每套滑板机构宽 度为1.1m
输送机 自动换模组 钢板
U壳钢板自动上料
采用电机—齿条的传动方式，线速度2.4米/秒
钢板 上料 位置
工作 位置
钢板抓取机构的平移， 采用电机—齿条传动的 方式，能保证所有钢板 在15秒钟内的切换