工藝 中頻爐或燃氣爐加熱—模具上料---壓力機鍛壓—下料

項目要求 通過自動階梯上料機實現加熱爐均勻出料，采用熱鍛上下料機械手配合一臺壓力機，實現熱鍛工序的自動上下料，分自動、手動兩種控制方式。
壓力機、加熱設備、模具工藝、產品質量等不包含在該方案中。要求配合設備穩定；加熱爐出料均勻穩定，不粘連，不一次出多個坯料，加熱爐和壓力機提供足夠的正確信號輸入輸出接口。
生產概況 全年工作330 天，3 班制，每班8 小時
產品信息 產品重量小于0.5Kg；
節拍時間：
生產線小于等于3秒/件

2 供貨內容與范圍
設備名稱 組裝部件 規格型號 數量 單位 備注
熱鍛上下料機械手系統 熱鍛上料機械手 ZKKC.H.00-06 1 套
送料機（含輸送線，末端定位機構及下料槽） ZKKC.H.07 1 套 含溫控系統（客戶選擇）
檢測控制系統 1 套旋轉下料裝置 1 套噴油系統 1 套安全保護系統 1 套
注：主要部件:氣缸選用亞德客，絲桿選TBI，X軸伺服電機及 PLC均用三菱,品牌。
3 方案概述
3.1 方案布局
熱鍛上下料機械手系統主要由高速沖床一臺（可使用客戶原沖床）、熱鍛上料機械手一套，加熱爐一套、送料機一套（含滑道）、噴油系統、檢測控制系統及安全保護系統。圖一為熱鍛上下料機械手系統整體布局。

圖一 整體布局圖

采用送料機（末端定位機構）將棒料送至機械手下方，并豎起準確定位后，采用熱鍛上料機械手，將工件提起，并送至壓力機的下模進料處進行送料。沖床完成沖壓后由旋轉下料裝置將已完成沖壓的工件送至下料槽。

送料前

送料后

3.2 工作流程
1）加熱爐加熱棒料，棒料加熱到合適溫度后經滑道滑落至輸送線，工件通過送料機運動到末端定位機構后，并給出加熱爐料到位信號同時進行溫度檢測。
2）機械手接收到料到位信號后，同時溫度檢測合格后，沖床作業完畢后，熱鍛上料機械手抓取送料機上的棒料，給出取料完畢信號于送料機，同時棒料送入壓力機下模進料孔，并給出送料完成信號，并退回取料位置。
3）壓力機接收送料完成信號后進行鍛壓，鍛壓完成后，回到頂部安全位置，同時旋轉下料進行下料，將沖壓完畢的料送至下料槽，給出打擊完成信號。
4）打擊完成后，并給出下料完畢信號，重復以上動作。
4 關鍵部件功能描述
4.1熱鍛上料機械手
熱鍛上料機械手如圖二所示，為二自由度機器人，利用伺服電機驅動，絲杠傳動，可實現前后移動，上下移動，再根據工件尺寸要求，安裝有氣動抓手，從而同時實現工件的平穩抓取上、下料。

圖二 熱鍛上料機械手

4.2送料機
如圖三所示，為送料機，可將加熱爐出來的銅棒通過滑槽有序輸送至輸送線，并且裝有剃料裝置及溫度檢測剔料裝置，通過紅外溫度檢測裝置獲取末端定位機構上銅棒的溫度，當溫度達到要求時，進行送料。

圖三 送料機

4.3旋轉下料裝置
如圖四所示，為旋轉下料裝置，可將加工好的工件送至下料槽，并帶有下料檢測裝置。

圖四 旋轉下料裝置

5 控制系統設計
系統采用主從式控制，采用總控PLC對機械手、加熱爐，送料機裝置、壓力機進行控制與狀態交互，整個過程按照總控PLC程序自動完成全部作業。控制系統可在自動與手動兩種控制模式之間靈活切換。
控制系統在人工作業模式下，自動模式失效，機械手、壓力機均可單獨采用人工操作；自動作業模式下，人工作業模式失效，設備之間按照流程自動操作。
控制系統總圖如圖五所示：

圖五控制系統框圖

故障處理與安全系統至關重要，防范措施如下：
（1）生產線故障處理系統實時監測壓力機、機械手等設備的工作狀態，發現故障及時做出響應，發出報警信號，使出現故障的設備及前面正在運行工序都停止，以供工程師查詢，后續工位完成本次操作后，停止等待下次啟動；
（2）生產線設有安全等檢測、保護措施，以避免操作人員誤操作，造成傷害；
（3）故障處理系統同樣對機械手抓料是否到位及掉料進行檢測，若未到位或掉料則發出報警信號；
（4）機械手與壓力機之間動作互鎖以保證設備安全運行。

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6 節拍計算
本工作站動作流程為：
（1） 將料從輸送線搬運至壓力機。
（2） 上料機械手放料完畢后，壓力機打擊。
（3） 鍛壓完成后，旋轉下料裝置進行下料，上料機械手將重復以上流程，進行壓機上料。
此工作流程的工作節拍為：
T=T(機械手將料從上料定位裝置送入壓力機并松開手爪，移置安全位置，即取料位)+T(壓力機鍛壓)
對于壓力機，壓力機的**打擊時間為1.2秒，機械手將料從上料定位裝置送入壓力機并松開手爪，移置安全位置的時間為1.4-1.8秒則：
壓力機機械手工作站的工作節拍為：T=1.2+（1.5-1.8）=2.6-3秒

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