一种数控自动化生产线的设计

一种数控自动化生产线的设计

发表时间：2018-06-25T16:39:07.003Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：郑昊扬[导读] 摘要：为了同时提高制造业的生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短生产的周期，降低产品成本，自动化系统便应运而生，所以我将设计生产PLC数控自动化生产线。（广州科技职业技术学院广东广州 510550）摘要：为了同时提高制造业的生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短生产的周期，降低产品成本，自动化系统便应运而生，所以我将设计生产PLC数控自动化生产线。关键词：数控；自动化；生产线；

一、数控自动化生产线主要部件包括：由机械臂、夹具、传动系统、驱动系统、PLC控制系统、电气系统及料仓组成。工件的夹取方式分为吸盘吸取，气爪抓取，托板托取多等适应于各类工件的自动转运上料。机械手依靠X轴（前后），Y轴（左右），Z轴（上下），T轴（翻转），R轴（旋转）等完成各种复杂的动作。

二、产品设计图

三、功能和使用说明：能实现材料零件的混流轮番生产，完成零件从链条输送到指定位置以后，由气缸推动毛坯进入到成品的全部加工任务，实现高精度、高效率、高柔性和智能化。生产线加工设备为高速、精密卧式加工中心单元，工件输送采桁架机械手自动上下料。本系统的操作终端分两部分：按钮控制面板和触摸屏控制面板。当需要加工一种工件时，首先通过触摸屏设定好相关参数，完毕之后则由按钮控制面板完成整个加工过程。

四、自动化生产线工艺流程介绍

1、供料站的工作流程供料站接收到系统发来的供料指令后，如果出料台上没有工件，即进行把工件推到出料台上的操作。工推出到出料台后，应向系统发出出料台上有工件的信号。若供料站的料仓内没有工件或工件不足，则向系统发出警报或预警信号。当系统发来的启动信号被复位时，工作站在完成本工作周期后退出运行状态。

2、装配站的工作流程（1）启动后，如果回转台上的左料盘内没有零件，就执行下料操作；如果左料盘内有零件，而右料盘内没有零件，执行回转台回转操作。

（2）如果回转台上的右料盘内有零件且装配台上有待装配工作，开始执行装配过程。执行装配机械手抓取零件，放入待装配工件中的操作。装入动作完成后，向系统发出装配完成信号。（3）完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。

3、加工站的工作流程加工站接收到系统发来的启动信号时，即进入运行状态。当加工台上有工件且被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域粗加工，完成粗加工动作后返回待料位置的工作加工工序。粗加工动作完成且加工台返回待料位置后，向系统发出加工完成信号。如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始下一周期工作。

4、输送站的工作流程输送站接收到人机界面发来的启动指令后，即把启动指令发往各从站。在接收到供料站的“出料台上有工件”信号后，输送站抓取机械手装置应执行抓取供料站工件的操作。动作完成后，伺服电机驱动机械手装置以不小于300mm/s的速度移动到装配台的正前方，把工件放到装配站的装配台上。接收到装配完成信号后，机械手装置应抓取已装配的工件，然后从装配站向加工站运送工件，到达加工站的加工台正前方，把工件放到加工台上。机械手装置的运动速度要求与（2）相同。接收到加工完成信号后，机械手装置应执行抓取已压紧工件的操作。抓取动作完成后，机械手臂逆时针旋转90度，然后伺服电机驱动机械手装置移动到分拣站进料口。执行在传送带进料口上方把工件放下的操作。机械手装置的运动速度要求与（2）相同。机械手装置完成放下工件的操作并缩回到位后，手臂应顺时针旋转90度，等待下一次搬运工作。

5、分拣站的工作流程：分拣站接收到系统发来的启动信号时，即进入运行状态。当输送站机械手装置放下工作、缩回到位后，分拣站的声控检测仪即启动，驱动传动电动机界面所发去的声音，把工件带入检测区进行声控检测。发出不同的声音，对应于不同信号，控制不同电动机产生不同的动作。

五、总结先进性：

1、安装方便，对一般的普通冲床稍做改进即可实现联机。

2、高精度与高速度进给。用伺服电机进行运行控制，可实现精确到0.01mm的移动距离。

3、操作简单，容易上手。本系统配备了彩色触摸屏，可实现图形化操作方式，界面简洁直观，所有操作“一指即可”。

4、加工尺寸可灵活调整。对于不同尺寸的工件，只需进触摸屏简单设置即可。

5、PLC控制具有编程简单、工作可靠、使用方便等特点，已在工业自动化控制领域得到了广泛的应用。实用性：

1、节省换模时间：使用快速更换模具机构。

2、节省人力：设备自动运行送料，自动时间计算。

3、节省大量定位时间：气动夹钳，力度大，不跑偏。

4、节省计算时间：电脑自带记忆系统，可储存多套加工数据。

5、安全系数提高：生产人员实现了离机操作，最大限度杜绝安全事故。

6、提高生产效率：数控生产线与普通生产线相比，95—100/分冲次提高了生产效率。

创新性：

此生产线能有效解决自动化单元的工件装夹和产品快速换型问题，通过模块方式有效实现车间生产的标准化。线上所有加工组、机床、机械手均可实现信息集成，通过网络可实现机床加工、上下料及物料运输的自动化管理与调度，同时也采用声控来进行分拣，更有效的进行电动机产生不同的动作。

参考文献：

1董玉红. 数控技术. 高等教育出版社，2004

2徐元昌. 数控技术. 中国轻工业出版社，2004

3倪祥明. 数控机床及数控加工技术. 北京：人民邮电出版社，2011

4孙志孔，张义民. 数控机床性能分析及可靠性设计技术. 北京：机械工业出版社，2011

作者简介：

郑昊扬（1993-）广东江门人，广州科技职业技术学院，研究方向：电气工程及机械工程。