自动化生产线安装与调试项目一自动供料机设计与运行.ppt
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1、了解自动线及应用应用于正泰电器股份有限公司的塑壳式断路器自动生产线,包括自动上料、自动铆接、五次通电检查、瞬时特性检查、延时特性检查、自动打标等工序,采用可编程控制器控制,每个单元都有独立的控制、声光报警等功能,采用网络技术将生产线构成一个完善的网络系统。大大提高了劳动生产率和产品质量。1了解自动线及应用是某日化厂的自动灌装线,主要完成上料、灌装、封口、检测、打标、包装、码垛等几个生产过程,实现集约化大规模生产的要求。2了解自动线及应用图1-15为某包装厂粉粒包装码垛生产线,主要完成了自动供料、自动装袋、自动供袋、自动检测、自动码垛等生产包装过程自动化,采用网络通信监控、数据管理实现控制与管理
2、。3自动线综合技术驱动技术网络技术传感技术控制技术机械技术人机接口技术4自动化生产线安装与调试自动化生产线安装与调试主讲人:杜丽萍教授/工程师项目一 自动供料机设计与运行5项目一 自动供料机设计与运行项目名称项目名称自动供料机设计与运行参考学时参考学时14学时项目导入项目导入项目来源于某日用品生产企业,要求为灌装线改进供料机构,将外包圆柱形瓶体推到传送带上,完成供料。随着机电一体化技术的不断发展,应用到轻工业的生产线的生产效率不断提高,企业为提高灌装线的生产效率不断改进原有设备。原有供料机构由人工摆放推送物料,浪费资源,需进一步改进。该项目目前主要应用于装配生产线的供料机构、灌装线的包装供送等
3、,从而能够对各类全自动生产线的供料机构进行工艺分析,完成生产线供料机构的安装与调试、维修。项目目标项目目标通过项目的设计与实现掌握自动供料机的设计与实现方法,了解自动供料机的各项技术,掌握如何将机电类技术综合应用,掌握自动供料机构的故障诊断与排除方法。项目完成的过程中,实现以下目标:1.培养学生对机械及电器元件正确拆装的能力;2正确零件测绘的能力;3正确使用机械工具测绘工具及电器仪表的能力;4理解传感器技术应用原理及正确接线、调整的能力;5理解气动元件工作原理及正确安装与调试的能力;6使用PLC对自动供料机进行编程的能力;7使用计算机处理技术文件的能力(包括AutoCAD绘图);8正确设计电气
4、控制回路图的能力;9正确设计气路控制回路图的能力;正确解读技术文件的能力;10正确查阅相关技术手册的能力。6项目一 自动供料机设计与运行项目名称项目名称自动供料机设计与运行参考学时参考学时14学时项目要求项目要求完成自动供料机的设计与安装调试,项目具体要求如下:1.完成自动供料机零部件结构测绘设计;2.完成自动供料机气动控制回路的设计;3.完成自动供料机电气控制回路的设计;4.完成自动供料机PLC的程序设计;5.完成自动供料机的安装、调试运行;6.针对自动供料机在调试过程中出现的故障现象,正确对其进行维修。实施思路实施思路根据本项目的项目要求,完成项目实施思路如下:1项目的机械结构设计及零部件
5、测绘加工,时间2学时;2项目的气动控制回路的设计及元件选用,时间4学时;3项目的电气控制回路设计及传感器等元件选用,时间2学时;4项目的可编程控制程序编制,时间4学时;5项目的安装与调试,时间2学时。7项目构思FFS全自动包装码垛生产线粉料全自动包装码垛生产线粒料全自动包装码垛生产线一、自动线的认知 8项目构思自动机冲压机的结构示意图(一)自动机的通用结构 9项目构思自动机冲压机的结构示意图(一)自动机的通用结构 10项目构思(二)自动机的控制系统 1.时序控制系统 时序控制系统是指按时间先后顺序发出指令进行操纵的一种控制系统。时序控制系统有以下优缺点:(1)优点 能完成任意复杂的工作循环调整
6、正常后,各执行机构不会互相干涉,分配轴即使转动不均匀,也不会影响各动作的顺序;能保证在规定时间内,严格可靠地完成工作循环,故特别适合于高速自动机械。(2)缺点 灵活性差;缺乏检查执行机构动作完成与否的装置,故不够安全。2.行程控制系统 行程控制系统是按一个动作运行到规定位置的行程信号来控制下一个动作的一种控制系统。行程控制系统优点缺点:(1)优点 按照“命令回答命令”的方式进行控制,因而安全可靠。(2)缺点 动作持续时间较长,当第一个动作未全部完成时,第二个动作就不能开始,因而循环时间较长,不适合高速自动机械。11项目构思(三)自动线的定义、特点及应用 人们把按照产品加工工艺过程,用工件储存及
7、传送装置 把专用自动机以及辅助机械设备连接起来而形成的、具有独立控制装置的生产系统称作自动生产线,简称自动线或生产线。自动线适宜于如下一些产品生产过程的生产:1)定型、批量大、有一定生产周期的产品。2)产品的结构便于传送、自动上下料、定位和夹紧、自动加工、装配和检测。3)产品结构比较繁杂、加工工序多、工艺路线太长而使得所设计的自动机的子系统太多、结构太复杂、机体太庞大、难以操纵甚至无法保证产品的加工数量及质量。例如缝纫机机头壳体、减速器箱体、发动机箱体等。4)以包装、装配工艺为主的生产过程。例如电池、牙膏类产品的生产;液体、固体物料的称重、填充、包装;汽车、摩托车、电视机组装等。5)因加工方法
8、、手段、环境等因素影响而不宜用自动机进行生产时,可设计成自动线,例如喷漆、清洗、焊接、烘干、热处理等。通过对比分析可知,自动线相当于一台展开布置的或放大了的多工位自动机。12项目构思图1-3 顺序组合自动线1自动机 2传送装置 3贮存装置贮存装置贮料器(四)自动线的组成及分类 13项目构思图1-4 顺序平行组合自动线1自动机 2传送装置(四)自动线的组成及分类 14项目构思图1-5 矩形、环型自动线1输送装置 2、4转向装置 3自动机 5随行夹具(四)自动线的组成及分类 15项目构思(五)自动线的控制系统 自动线是由控制系统操纵着自动线各个组成部分的工艺动作顺序、持续时间、预警、故障诊断和自动
9、维修等。自动线对控制系统有如下一些要求:1)满足自动线工作循环要求并尽可能简单。2)控制系统的构件要可靠耐用,安装正确,调整、维修方便。3)线路布置合理、安全,不能影响自动线整体效果和自动线工作。应在关键部位,对关键工艺参数(如压力、时间、行程等)设置检测装置,以便当发生偶然事故时,及时发讯、报警、局部或全部停车。16项目构思图1-6 立式框型返回式自动线1降落机 2下输送装置 3工件 4自动机 5上输送装置 6提升机(六)自动线的实例 17项目构思图1-7 苹果清洗生产线1水管架 2输送辊 3尼龙绳 4盛果筐 5盛液槽6拨果辊 7加热板 8电机及减速器 9撑杆 10轮(六)自动线的实例 18
10、项目构思图1-7 苹果清洗生产线1水管架 2输送辊 3尼龙绳 4盛果筐 5盛液槽6拨果辊 7加热板 8电机及减速器 9撑杆 10轮(六)自动线的实例 19项目构思图1-8 包装自动线1称量机 2制袋机 3填料机 4封口机 5重量检测器6自动选别机 7整形机 8金属物探测机 9传送带(六)自动线的实例 20项目构思(七)自动机的生产率的分析 生产率是自动机与自动线的重要技术指标。自动机与自动线的生产率的定义:是指单位时间内所能生产产品的数量。它的单位可以是件/min,kg/min,瓶/min 等。自动机的生产率分为三种:理论生产率:自动机械在正常工作状态运转时,单位时间内所生产的产品数量称为理论
11、生产率,常用 表示。实际生产率:考虑发生故障、检修或其他因素引起的停机时间之后而算出的单位时间内生产的产品数量,称为自动机械的实际生产率,常用 表示。工艺生产率:假定加工对象在自动机械上单位时间内的全部时间都连续接受加工,而没有空行程的损失,这时的生产率就称为自动机械的工艺生产率,常用K表示。按自动机械生产过程的连续与否,自动机械可分为间歇作用型和连续作用型两大类。间歇作用型自动机(第I类自动机)的生产率间歇作用型自动机械的特点是,产品在自动机上的被加工、传送和处理等工作,是间歇周期地进行的。21项目构思(八)提高自动机与自动线生产线率的途径 1.减少循环内的空程和辅助操作时间 自动机械中各工
12、作机构的辅助操作时间占有一定比重,在设计工艺方案时,应力求 与基本工艺时间 完全或部分重合。不能重合的运动,在保证基本工艺要求条件下,尽量提高其工作速度,或采取快退慢进的运动机构。2减少基本工艺时间 影响生产率的最直接的因素是。只有从采用先进的新工艺着手,才能提高工艺速度,减少工艺时间。3减少循环外的时间损失 为了减少循环外的时间损失,可从以下几方面入手。1)提高刀具或模具的尺寸耐用度,正确选择其材料、表面处理方法、结构和几何参数,制定合理的加工参数等。减少更换和调整工具的时间。2)减少机械设备的调整时间。3)尽量采用能满足自动操纵和连锁保护的电气设备控制系统,减少停机时间和次数。4)加强检修
13、和维护保养工作;避免额外地延长自动机或自动线的停机时间。22项目构思(九)自动机与自动线的工艺方案选择工艺方案:产品生产工艺过程形式或种类工艺方案选择得是否合理,将直接影响到自动机或自动线的生产率、产品质量、机器的运动与结构原理、机器工作的可靠性以及机器的技术经济指标。工艺方案选定之后,要绘制出工艺原理图(或称工艺流程图)。工艺原理图是设计自动机械的运动系统和结构布局的基础。通常在工艺原理图上应体现以下一些内容:产品的大概特征与组成;从工件到成品(或半成品)的具体工艺方法、工艺过程;工件的运动路线、加工工艺路线;工艺顺序和工位数、工艺操作与辅助操作的顺序和数量;工件在各工位上所要达到的加工状态
14、及要求;执行机构(刀具或工具)与工件的相互位置工艺原理图的绘制方法。23项目构思(九)自动机与自动线的工艺方案选择图1-9 链条装配工艺原理图24项目构思(九)自动机与自动线的工艺方案选择图1-10 化妆品自动灌装工艺原理图25项目构思二、自动供料机结构26气动系统的组成气动执行元件项目构思三、自动供料机的气动控制系统27气动系统的基本组成部分包括哪些呢?请大家根据机器的组成部分先思考一下?机器是由三部分组成:原动机(能量的产生或转换)、传动机构(能量的传递、分配和控制)、工作机(能量的消耗)。气动系统的基本组成部分:压缩空气的产生、压缩空气的传输、压缩空气的消耗(工作机)。气动系统的基本组成
15、示意图如下图所示。项目构思(一)气动系统的基本组成28由压缩空气的产生和输送系统及压缩空气消耗系统三个主要部分组成。项目构思(一)气动系统的基本组成29气压产生装置气压产生装置分分水水滤滤气气器器压压力力控控制制阀阀油油雾雾器器方方向向控控制制阀阀消声器消声器流量控制阀流量控制阀汽汽 缸缸气压的传递、分配和控制即输送系统气压的消耗项目构思(一)气动系统的基本组成30压缩机:把机械能转变为气压能。电动机:给压缩机提供机械能,它是把电能转变成机械能。压力开关:被调节到一个最高压力:停止电动机,最低压力,重新激活电动机。单向阀:阻止压缩空气反方向流动。储气罐:贮存压缩空气。压力表:显示储气罐内的压力
16、。自动排水器:无需人手操作,排掉凝结在储气罐内所有的水。安全阀:当储气罐内的压力超过允许限度,可将压缩空气排出。冷冻式空气干燥器:将压缩空气冷却到零上若干度,以减少系统中的水份。主管道过滤器:它清除主要管道内灰尘、水份和油。主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力。项目构思(一)气动系统的基本组成31压缩空气的分支输出管路:压缩空气要从主管道顶部输出到分支管路,以便偶尔出现的凝结水仍留在主管道里,当压缩空气达到低处时,水传到管子的下部,流入自动排水器内,将凝结水去除。自动排水器:每一根下接管的末端都应有一个排水器,最有效的方法是用一个自动排水器,将留在管道里的水自动排掉。空气处理组件:使
17、压缩空气保持清洁和合适压力,以及加润滑油到需要润滑的另件中以延长这些气动组件的寿命方向控制阀:通过对气缸两个接口交替地加压和排气,来控制运动的方向。执行组件:把压缩空气的压力能转变为机械能,图标是一个直线气缸,它也可以是回转执行组件或气动马达等。速度控制阀:能简便实现执行组件的无级调速。项目构思(一)气动系统的基本组成32空气压缩机空气压缩机 (Air compressor)(Air compressor)1.空压机是气压发生装置。空压机将电机或内燃机的机械能转化为压缩空气的压力能。2.按工作原理分类:可分为容积式空压机和速度式空压机。容积式空压机的工作原理是压缩空压机中气体的体积,使单位体积
18、内空气分子的密度增加以提高压缩空气的压力。速度式空压机的工作原理是提高气体分子的运动速度以此增加气体的动能,然后将气体分子的动能转化为压力能以提高压缩空气的压力。3.空气压缩机分为往复式与回转式两大类。往复式可细分为活塞式与膜片式,回转式可细分为叶片式与螺杆式。项目构思(一)气动系统的基本组成334.按空压机输出压力大小分类低压空压机 02 10MPa中压空压机 10 10MPa高压空压机 10 100MPa超高压空压机 100MPa 5.按空压机输出流量(排量)分类微型 1m3Min小型 1 10 m3Min中型 10 100 m3Min大型 100m3Min项目构思(一)气动系统的基本组成
19、34气压发生装置项目构思(一)气动系统的基本组成35空压机的工作原理1.常见的空压机有活塞式空压机、叶片式空压机和螺杆式空压机三种,下图为单级活塞式空压机工作原理。项目构思(一)气动系统的基本组成图1-18 活塞式空气压缩机的工作原理1-杆 2-活塞 3-排气阀 4-进气阀 5-气缸36空压机的工作原理1.单级活塞式空压机通常用于需要(0.3-0.7)Mpa压力范围的系统。在单级压缩机中,若空气压力超过0.6Mpa,产生的过热将大大地降低压缩机的效率。故当输出压力较高时,应采取多级压缩。2.多级压缩可降低排气温度,节省压缩功,提高容积效率,增加压缩气体排气量。下面介绍多级空压机工作原理 项目构
20、思(一)气动系统的基本组成37压缩空气的过虑装置(1)主管道过滤器:安装在主要管路中。主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力,它能清除管道内的灰尘、水份和油。这种过滤器的滤芯一般是快速更换型滤芯,过滤精度一般为35um,滤芯是由合成纤维制成,由于纤维以矩阵形式排列。38压缩空气的过虑装置(1)主管道过滤器39压缩空气的过虑装置(2)标准过滤器标准过滤器主要是指安装在气动回路上,压缩空气从入口进入过滤器内部后,因导流板1(旋风叶片)的导向,产生了强烈的旋转,在离心力作用下,压缩空气中混有的大颗粒固体杂质和液态水滴等被甩到滤杯4的内表面上,在重力作用下沿壁面沉降至底部,然后,经过这样预净化
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