傳統(tǒng)粉末成型壓機加裝自動取料裝置的設計

譚 宏,段立文,羅曉冬

(自貢硬質合金有限責任公司,四川自貢643011)

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傳統(tǒng)粉末成型壓機加裝自動取料裝置的設計

譚 宏,段立文,羅曉冬

(自貢硬質合金有限責任公司,四川自貢643011)

摘 要:從傳統(tǒng)粉末成型壓機取料方式入手,結合當今“工業(yè)4.0”發(fā)展趨勢,簡要分析了傳統(tǒng)的取料方式不利于現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)的相關因素。將傳統(tǒng)粉末成型壓機應用較廣的硬質合金行業(yè)作為實例,介紹了此行業(yè)傳統(tǒng)粉末成型壓機加裝自動取料裝置的總體設計、自動控制部分結構與特點、自動取料工作過程。

關鍵詞:粉末成型壓機;壓制;取料

1 引言

在傳統(tǒng)粉末成型壓機工作過程中,壓機壓制產(chǎn)品脫模出來時是由人工將產(chǎn)品取出。壓制工序是整個硬質合金生產(chǎn)工序中非常重要的環(huán)節(jié),隨著人工成本與用戶對產(chǎn)品質量的不斷提高,人工取產(chǎn)品方式已難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。

將自動控制技術應用在硬質合金傳統(tǒng)粉末成型壓機取料過程中,可實現(xiàn)批量產(chǎn)品高效率的自動化取料,提高硬質合金產(chǎn)品的總體質量,并有效防止人為因素對硬質合金壓制生產(chǎn)過程的影響,可提高產(chǎn)品加工過程中的可靠性和安全性。

2 傳統(tǒng)取料方式不利因素

2.1 人力資源因素

傳統(tǒng)的取料方式均由人工將產(chǎn)品取出,取料過程單一、瑣碎的重復性作業(yè)必須得要人來完成。隨著人力資源成本的不斷上漲,且產(chǎn)業(yè)工人老齡化趨勢正在加劇,“招工難”等情況日趨嚴重。在當今中國制造業(yè)的“人口紅利”正在不斷消失的情況下,自動取料方式將會成為粉末成型壓機壓制取料的主流發(fā)展趨勢。

2.2 生產(chǎn)安全與效率因素

傳統(tǒng)的人工取料方式動作重復單一,容易造成操作工人疲勞、注意力不集中,取料節(jié)拍錯亂,難免會造成漏取或錯取等現(xiàn)象發(fā)生,嚴重時導致壓機壓手等的安全事故出現(xiàn)。在生產(chǎn)效率上,自動取料可以連續(xù)無誤的工作,相比人工取料效率會大有提高。

2.3 產(chǎn)品質量因素

現(xiàn)代化企業(yè)降低廢品率,提高產(chǎn)品質量也是一個其追求的目標。比如硬質合金行業(yè)中的壓制環(huán)節(jié),人工取料會給粉末成型后的產(chǎn)品帶來臟化、變形、掉邊角等諸多產(chǎn)品質量問題,造成廢品率居高不下,自動取料可以減少人為因素對產(chǎn)品質量的相關影響,從而可以降低廢品率,提高產(chǎn)品質量,做到產(chǎn)品質量的穩(wěn)定可控。

3 自動取料裝置總體設計及自動控制部分結構與特點

3.1 總體設計原理

通過人機界面的相關設定,可實現(xiàn)連續(xù)自動取料的全過程,并具備漏取、錯取報警,產(chǎn)品自動稱重等功能。

此自動取料裝置主要組成:人機界面及程序、可編程控制器及程序、X/Y/Z軸伺服驅動系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、抓取機構、取料裝置本體等組成。通過人機界面的相關設定,將指令發(fā)送給相關電氣執(zhí)行元件,通過外圍X/Y/Z實現(xiàn)三軸聯(lián)動的方式來實現(xiàn)抓取產(chǎn)品的目的。示意圖見圖1。

圖1　自動取料裝置示意圖

3.2 動控制部分結構與特點

人機界面:主要由運行信息主界面、報警界面、基本參數(shù)界面、工藝參數(shù)界面、工藝程序界面等組成,是人與計算機之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口。

可編程控制器及程序:根據(jù)相關動作編寫程序,并通過數(shù)字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口,控制各種類型的機械動作,其中最主要的是進行相關譯碼等邏輯處理后,將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng),伺服系統(tǒng)驅動執(zhí)行部件作進給運動。

X/Y/Z軸伺服驅動系統(tǒng):各軸均由伺服驅動器、伺服驅動電機組成,并與取料裝置上的執(zhí)行部件和機械部件組成相關的進給運動系統(tǒng)。它的作用是把來自可編程控制器裝置的脈沖信號轉換成滾珠絲桿移動部件的運動。對于伺服電機,每一個脈沖信號使電機轉過一個角度,進而帶動任意一軸移動一個微小距離,連續(xù)的脈沖信號可使伺服電機進行長距離連續(xù)移動。同時三軸也可進行同步聯(lián)動操作。

人機界面、可編程控制器及程序、X/Y/Z軸伺服驅動系統(tǒng)是整個自動控制部分最關鍵組成,也是自動取料裝置設計過程中的核心部分。

4 自動取料工作過程

以下結合附圖對工作過程作進一步描述:

圖2　自動取料設備圖1.支撐平臺,2.氣缸,3.產(chǎn)品,4.取料機構,5.Z軸伺服電機及導軌,6. Y軸伺服電機及導軌,7.料盤,8.X軸伺服電機及導軌

工作過程:自動取料裝置工作前,操作人員將空料盤7放置存放架上,按下人機界面的開始鍵,氣缸2上升將料盤7頂起后,料盤7進入X軸伺服電機及導軌8,X軸伺服電機沿其導軌將料盤7移動至取料位置后停止,取料機構4在Y軸伺服電機6驅動下移動至產(chǎn)品正上方,在Z軸伺服電機5驅動下下降至取料機構4與產(chǎn)品3接觸,取料機構4抓取產(chǎn)品3后,再移至毛刷處,停頓一段時間,毛刷將產(chǎn)品的毛刺刷掉后繼續(xù)移動,移至料盤7上方后下降,取料機構4釋放產(chǎn)品將其平穩(wěn)的放置于料盤7內。當料盤裝滿整盤產(chǎn)品后,系統(tǒng)自動更換之前備用的料盤進行下一盤的工作。取料節(jié)拍與壓制節(jié)拍相配合一致,脫模后取料,取料后壓制,循環(huán)往復。

5 結束語

對于傳統(tǒng)粉末成型壓機,特別是在硬質合金行業(yè)中大批量壓制過程中,加裝自動取料裝置具有高效、優(yōu)質等特點。自動取料裝置可以代替工人的簡單重復勞動,解放生產(chǎn)力,設備的高效、自動化適用了“工業(yè)4.0”以及“中國制造2025”的整體要求,更是以后硬質合金工廠相關設備發(fā)展的趨勢。

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Design for Installing Automatic Feeding Device on the Traditional Powder Forming Press

TAN Hong,DUAN Li-wen,LUO Xiao-dong
(Zigong Cemented Carbide Corp.,LTD,Zigong,643011 Sichuan,China)

Abstract:Starting to introduce from the feeding method of traditional powder press and combined with the current 4.0 industrial development trend to brief analysis the related factors of the traditional way of feeding has disadvantage to the modern factory manufacturing.Taking the traditional powder press are widely used on the cemented carbide industry as a practical example,this paper introduces the overall design for installing automatic feeding device on the traditional powder forming press and automatic control structure and characteristics and its automatic feeding operation process.

Key words:traditional powder forming press;pressing;feeding

作者簡介:譚宏,助理工程師,主要從事硬質合金相關設備的改造與維護工作。

文章編號:1001-5108(2016)01-0050-03

中圖分類號:TP241

文獻標識碼:A