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自动化轮辋抛▓丸▓机下料线自动化改造

文章出处:未知 编辑:抛▓丸▓机发表时间:2019-03-01 09:23:51 浏览人数:1284,1,0
【摘  要】文章从自动化生产线重要性出发,提出自动化的重要性。结合汽车轮辋下料线的实际情况以及自动化抛▓丸▓机系统,详细说明自动化剪切线开发过程,使用效果达到预期目标。 
  从事汽车轮辋的设计、制造和销售。轮辋在冲压成形前所需要的板材须进行剪切、抛丸。在企业,需要一个班组人员(6 人)利用剪床、抛▓丸▓机按工艺规程下料、堆摞、搬运、抛丸、清理、转运到冲压线,工序多、操作工多、效率低等问题一直困扰企业运作。本项目采用“一个流”的理念,重新改造、布置下料线,工序间实现自动化传送,这样既减少操作工,又提供工作效率,实现了改造的目的。 
1、自动化的重要性: 
1.1 、人员成本逐年增高 :
  制造业中劳动力成本逐年增高,据统计,企业平均每年人工成本增长 2 元/小时左右,增长率为 18%左右,而企业的综合增长率须满足国家增长需求,那么企业综合增长率至少是 6%左右。因此,企业人力成本增长率大于企业增长率。按照这样的发展趋势,人力成本的增长将是企业不得不考虑的因素。 
1.2 、市场需求质量稳定的产品:
  在制造业中,客户要求的产品质量越来越高。如何保证产品的质量满足客户需求,是很多企业考虑的问题,而企业在原有设备中做自动化系统改造升级,减少人为失误造成产品质量不稳定。
1.3 、制造业精益生产管理需要:
  在制造业企业里,都推行精益生产管理模式,目的只有一个:减少浪费,增加利润,提升竞争力图 5  抛丸出料堆摞料   。精益生产里有一个关键词叫:价值流。价值流里有一个最重要的主线:工艺平面布局。所有精益生产都围绕工艺平面布局展开实施。最理想的平面布局:在现有设备的基础上,工艺平面布局使得设备维修方便、操作人员最少、物流路线最短、占用空间最小、人员最安全、效率最高、质量最稳定、成本最低并满足客户需求。从理想的平面布局因素来看,都离不开自动化这个主题,自动化与精益生产相辅相存图 6  机械部分设计示意图 。 
1.4、安全生产的需要 :
  安全是企业生产永恒的主题,特别是拥有冲床、压床、剪床等设备的企业,员工操作不小心很容易造成安全事故。出现这些事故毫无疑问会给企业沉重的打击,甚至关门倒闭。 
2、自动化技术的推广应用:
  轮辋用钢板下料是第一道工序,  现以剪床下料线加以说明。 
2.1、现状描叙:
  工艺流程:剪切 1800mm×1800mm×18mm Q235 方块料——板料抛丸。 
  剪床上料需要 2 人吊起板料操作;剪料时每人对中测量一边后,才下刀剪切。然后人工翻转落下的料以便更好进入抛丸设备,不被卡住。抛丸结束后人工扫去表面钢丸,最后手动搬起堆摞。 
  整个过程效率低、员工劳动强度大、不安全、质量不稳定。操作步骤如图 1 至图 5 所示。 
图 1  剪床上料             图 2  剪床落料翻料摞料          图 3  抛丸上料           图 4  抛丸出料扫钢丸
图 1  剪床上料             图 2  剪床落料翻料摞料  图 3  抛丸上料           图 4  抛丸出料扫钢丸
图 5  抛丸出料堆摞料
图 5  抛丸出料堆摞料 
 2.2、现状分析 :
  从操作流程可看出,剪切线连续工作最少要 4 位操作人员。如果不实现 2 台设备连续工作,只安排 2 个人员操作,那么这 2 人只能操作完剪床设备再操作抛丸设备,这样的情况会造成设备等待的浪费、人员劳动强度大、容易压伤手、效率慢、质量不稳定等问题。 
  假如投入一套自动上下料系统,实现 1 个人操作,两台设备同时连续工作,那么就节约 3 个人的劳动成本。按企业每年支付员工 60000 元成本计算,那么每年就节约 18 万元,按目标 3 年回报计算 54 万元,即投入自动线的价格低于 54万元是可行的(还不计算安全和质量的节约)。 
2.3、实施方案 :
  基于现状分析,设计原则是:实现 1 人操作两台设备同时连续工作、设备稳定可靠、质量稳定、安全可靠。 
(1)剪床上料设计方案。将原板方块料放置指定区域,通过自动升降抓取机构将原板方块料利用 4 电磁铁均布将其吸起。将吸起的板材运送到剪板机前的送料机构上,支撑钢板面机构改为万向滚珠,送料机构通过气缸推动定位及夹紧方块料。定位夹紧完毕后送料机构(变频电机输送)按设定的尺寸参数(通过触摸屏预先设置)进行裁剪。 
(2)剪床到抛丸之间传送机构方案。裁剪后的板材落至输送带上,输送带将板材继续往前输送。板材运动到翻转机构时,翻转机构将其接住往后翻转 180°传送机构分两节,板材从第一节运送到第二节后,利用一个拦截机构将过来的板材的一头挡住,让其形成一个左右的差速,可水平旋转 90°。板材旋转 90°后便运送进抛▓丸▓机进行抛丸作业。 
(3)自动下料堆摞料机构方案。抛丸结束后,通过安装在抛丸出口的清扫机构将附着在铁板上的剩余钢丸清扫干净。清扫干净的板材运送进导向槽内,导向槽内的铁板,通过传感器感知其具体位置后,利用自动抓手(电磁铁和输送机构结合)将板材取走,放至指定区域。取走后的铁板通过预先设定的放置位置,自动下料抓手便将铁板放置在指定位置进行码放(可存放半天的量,减少叉车转运)。码放完毕后,系统会提示堆放完毕,亮起警示灯,提醒人工将板材运走。板材清走后,需要人工进行下料清零复位。下料机构继续循环运行。 
(4)电控系统。①根据生产工艺的要求在电控系统的触摸屏上设定相关的工艺参数。设定的工艺参数包括:剪切板材规格及下料规格为长×宽×厚;可设置堆摞数和每摞料的
数量;②触摸屏为 10 英寸屏。画面包括:自动上料、板料中转以及下料码垛三个工序的工艺流程图。参数状态画面;参数设定画面;报警画面;③自动运行方式:采用 PLC 程序结合相应功能传感器控制整个过程的运行。 
(5)机械部分设计示意如图 6 所示。 
图 6  机械部分设计示意图
轮辋板材自动下料线已经投入使用。该线只设置操作工 1名,却融合了上料、剪切、传送、抛丸、堆摞的工序,生产效率大大提高。这样既减少使用面积,也减少物流搬运和安全问题。初步估算,生产效率是原来的 2 倍。制造费用大致50 万元,达到预期目标。 
3、结束语:
  未来十年自动化技术将会主导各行各业发展,自动化技术融入信息化、机器人等技术,将会更加方便、快捷,轮辋板材自动下料线不仅节省人工,便于管理,而且提高生产效率,对企业发展起到非常重要的作用。 
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