工艺 中频炉或燃气炉加热—模具上料---压力机锻压—下料

项目要求 通过自动阶梯上料机实现加热炉均匀出料，采用热锻上下料机械手配合一台压力机，实现热锻工序的自动上下料，分自动、手动两种控制方式。
压力机、加热设备、模具工艺、产品质量等不包含在该方案中。要求配合设备稳定；加热炉出料均匀稳定，不粘连，不一次出多个坯料，加热炉和压力机提供足够的正确信号输入输出接口。
生产概况 全年工作330 天，3 班制，每班8 小时
产品信息 产品重量小于0.5Kg；
节拍时间：
生产线小于等于3秒/件

2 供货内容与范围
设备名称 组装部件 规格型号 数量 单位 备注
热锻上下料机械手系统 热锻上料机械手 ZKKC.H.00-06 1 套
送料机（含输送线，末端定位机构及下料槽） ZKKC.H.07 1 套 含温控系统（客户选择）
检测控制系统 1 套旋转下料装置 1 套喷油系统 1 套安全保护系统 1 套
注：主要部件:气缸选用亚德客，丝杆选TBI，X轴伺服电机及 PLC均用三菱,品牌。
3 方案概述
3.1 方案布局
热锻上下料机械手系统主要由高速冲床一台（可使用客户原冲床）、热锻上料机械手一套，加热炉一套、送料机一套（含滑道）、喷油系统、检测控制系统及安全保护系统。图一为热锻上下料机械手系统整体布局。

图一 整体布局图

采用送料机（末端定位机构）将棒料送至机械手下方，并竖起准确定位后，采用热锻上料机械手，将工件提起，并送至压力机的下模进料处进行送料。冲床完成冲压后由旋转下料装置将已完成冲压的工件送至下料槽。

送料前

送料后

3.2 工作流程
1）加热炉加热棒料，棒料加热到合适温度后经滑道滑落至输送线，工件通过送料机运动到末端定位机构后，并给出加热炉料到位信号同时进行温度检测。
2）机械手接收到料到位信号后，同时温度检测合格后，冲床作业完毕后，热锻上料机械手抓取送料机上的棒料，给出取料完毕信号于送料机，同时棒料送入压力机下模进料孔，并给出送料完成信号，并退回取料位置。
3）压力机接收送料完成信号后进行锻压，锻压完成后，回到顶部安全位置，同时旋转下料进行下料，将冲压完毕的料送至下料槽，给出打击完成信号。
4）打击完成后，并给出下料完毕信号，重复以上动作。
4 关键部件功能描述
4.1热锻上料机械手
热锻上料机械手如图二所示，为二自由度机器人，利用伺服电机驱动，丝杠传动，可实现前后移动，上下移动，再根据工件尺寸要求，安装有气动抓手，从而同时实现工件的平稳抓取上、下料。

图二 热锻上料机械手

4.2送料机
如图三所示，为送料机，可将加热炉出来的铜棒通过滑槽有序输送至输送线，并且装有剃料装置及温度检测剔料装置，通过红外温度检测装置获取末端定位机构上铜棒的温度，当温度达到要求时，进行送料。

图三 送料机

4.3旋转下料装置
如图四所示，为旋转下料装置，可将加工好的工件送至下料槽，并带有下料检测装置。

图四 旋转下料装置

5 控制系统设计
系统采用主从式控制，采用总控PLC对机械手、加热炉，送料机装置、压力机进行控制与状态交互，整个过程按照总控PLC程序自动完成全部作业。控制系统可在自动与手动两种控制模式之间灵活切换。
控制系统在人工作业模式下，自动模式失效，机械手、压力机均可单独采用人工操作；自动作业模式下，人工作业模式失效，设备之间按照流程自动操作。
控制系统总图如图五所示：

图五控制系统框图

故障处理与安全系统至关重要，防范措施如下：
（1）生产线故障处理系统实时监测压力机、机械手等设备的工作状态，发现故障及时做出响应，发出报警信号，使出现故障的设备及前面正在运行工序都停止，以供工程师查询，后续工位完成本次操作后，停止等待下次启动；
（2）生产线设有安全等检测、保护措施，以避免操作人员误操作，造成伤害；
（3）故障处理系统同样对机械手抓料是否到位及掉料进行检测，若未到位或掉料则发出报警信号；
（4）机械手与压力机之间动作互锁以保证设备安全运行。

6 节拍计算
本工作站动作流程为：
（1） 将料从输送线搬运至压力机。
（2） 上料机械手放料完毕后，压力机打击。
（3） 锻压完成后，旋转下料装置进行下料，上料机械手将重复以上流程，进行压机上料。
此工作流程的工作节拍为：
T=T(机械手将料从上料定位装置送入压力机并松开手爪，移置安全位置，即取料位)+T(压力机锻压)
对于压力机，压力机的**打击时间为1.2秒，机械手将料从上料定位装置送入压力机并松开手爪，移置安全位置的时间为1.4-1.8秒则：
压力机机械手工作站的工作节拍为：T=1.2+（1.5-1.8）=2.6-3秒

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