自动上料设备技术设计方案.docx

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自动上料设备技术设计方案

第号

密级：

档案号：

报告编号：

页数：

非标设备技术设计方案

设备名称：

剪板机自动上下料

编写：

审核：

审定：

设计单位（盖章）：

2014年11月

剪板自动上下料系统技术设计方案

1、设计依据

设计依据为项目工艺设计方案，设备名称为剪板自动上下料系统。

2、承担任务

（略）

3、技术特点和难点

力达现有剪板机为自动剪板，可编程，灵活性高，可实现一次设定，批量生产。

但剪板机上下料全为人工搬运，工作强度大，剪板效率低，无法适应现有的生产工艺要求。

现有剪板工位处于车间中部，适当调整后可满足自动上下料系统安装空间要求，具备布置自动上下料系统的条件。

在设计自动上下料系统时，应注意以下关键技术和难点：

3.1自动上料应考虑两侧上料，为不同宽幅的板料交错上料提供条件；

3.2自动上料夹具应灵活可调，并满足不同规格垛料要求；

3.3上料垛料台应灵活可调，并便于人工或自动垛料；

3.4自动下料采用机械人拣板，并根据工艺要求分类垛料；

3.5电控系统应与原剪板机系统整合，集中控制，便于工艺更改和生产操作；

3.6各垛料台高度应与原剪板机相适应，上料机构应满足原剪板机的自动进料要求。

4、技术要求

4.1概述

由于新增系统应与原剪板机相适应，在研制过程中，应充分了解原剪板机的电控系统；新增设备应在制造商厂内调试成功后，再运入工位总调。

4.1.1组成

新增系统主要由上料系统、下料系统、电气控系统及附属装置组成。

4.1.1.1上料系统

上料系统主要由左右垛料台、上料机架、上料台、气动系统组成。

左右垛料台主要由基础调节板、基础架、升降组件、垛料板、挡板、调节机构、电机座、电机（含减速机）、锁紧机构、附件等组成；

上料机架主要由基础调节板、基架、轨道组件、齿条组件、磁栅尺、行程调节机构、拖链、锁紧机构、附件等组成；

上料台主要由调节板、机架、伺服电机、传动组件、位移传感器、高程调节机构、气动取料头、锁紧机构、附件等组成；

气动系统主要由三联件、电磁方向阀、真空发生器、吸盘等组成。

4.1.1.2下料系统

下料系统主要由左右垛料台、机器人、气动系统组成。

左右垛料台主要由基础调节板、基础架、升降组件、垛料板、挡板、调节机构、电机座、电机（含减速机）、锁紧机构、附件等组成；

机器人选用350N负载力、腕矩147N·m的产品；

气动系统主要由三联件、电磁方向阀、真空发生器、吸盘等组成。

4.1.1.3电控系统

电控系统由控制柜、操作台及软件等组成；

4.1.1.4附属装置

附属装置主要包括电缆及桥架、气管等。

4.1.2功能及技术指标

4.1.2.1主要功能

（1）、整垛原料人工上料后，自动分张上料到剪板机的进料台，并进行定位；

（2）、对上料进行检测、计数；

（3）、对成品料进行堆垛、并分类；

（4）、总体集成控制，并与原剪板机的控制系统进行通信，构成系统；

4.1.2.2技术指标

（1）、最大上料尺寸：

1.2米×2.4米×1.5毫米；

（2）、最大外形尺寸：

7米×6米×3米（高）；

（3）、原料垛高：

≤0.4米；

（4）、成品垛高：

≤0.5米；

（5）、垛台高：

0.5米；

（6）、垛料上料时间：

≤50秒；

（7）、下料垛料速度：

≮8次/分钟；

（8）、抓取速度：

≮5次/分钟

4.1.3接口

●供电电源：

380V，三相电，单台变压器供电；

●系统接口：

ethercat总线

4.1.4图纸

技术设计图纸是根据现有条件和可研报告绘制的，主要体现总体结构形式，设备布置，针对主要难点，设计要点，系统原理，同时描述总体功能的实施方法，为后期详细设计提供依据。

技术方案设计图主要包括：

总布置图（附图）、上料系统图、下料系统图、控制系统程序图。

4.2特性

4.2.1物理特性

最大外形尺寸：

7米×6米×3米（高）

重量：

单次抓取上料不大于40Kg，单次抓取下料不大于15Kg；

供电：

三相五线制，380V；

寿命：

10年

检修间隔：

日常维护，3个月；检修，一年；大修，5年

4.2.2可靠性

连续工作12小时或累计工作72小时内无故障；电机及一般电器元件2000小时内无故障；轴承寿命不小于6000小时。

4.2.3可维修性

主要部件采用模块化设计，更换部件时间不大于3小时；

外购件除有特殊要求的部件，一般应采用通用产品，缩短采购周期。

结构制造应符合互换性要求，同一结构件在多台设备中可互换。

电控柜采用前开门，上出线方式。

重要部位应设识别标识，危险部位应设明显标识和安全防护设施。

4.2.4环境条件

正常工作温度：

0～40℃，电控间-6～50℃；

湿度：

65%；

接地：

不大于3Ω；

运输：

重量不大于20吨；

贮存：

清洁、干燥、无腐蚀性气体。

4.2.5噪声

设备自身噪声不大于90分贝。

4.3设计与制造

4.3.1设计要求

技术设计只提供解决设计中的重点和难点问题的方案，后续设计包括详细设计和施工设计。

详细设计应进行具体计算，对结构尺寸进行确认，对外购器件进行选型。

施工设计为具体施工提供施工图，施工设计应充分考虑国内制造能力和工艺水平，并结合现场条件，确定合理的安装方案。

4.3.2制造条件

制造商根据施工图制定制造工艺、质量大纲和安装工艺，并根据质量管理要求和合同验收要求进行生产。

4.4软件

4.4.1功能要求

整套系统由一台PC工控机通过总线控制，完成设备工作流程。

（1）由工控机与多轴控制器通讯，控制伺服电机的动作，完成上下料工作；

（2）位置传感器和编码器进行位移控制；

（3）具有人机对话功能；

（4）有主要故障的诊断显示功能。

4.4.2性能要求

CAT总线：

40轴（每轴6字节输入/输出数据）

50I/O站，总共560个EtherCAT总线端子

2000数字量+200模拟量I/O,总线长度500m

循环时间230µsat33%总线负载,报文长度77µs

传输速率:

2x100Mbaud（全双工）

刷新时间:

256开关量I/O：

11µs

1000开关量I/O分布于100节点：

30µs

200模拟量I/O（16位）：

50µs,20kHz采样频率

100伺服轴（每8字节IN+OUT）：

100µs

12000开关量I/O：

350µs

4.4.3程序模块

设备配有与剪板功能相匹配的软件包，包括上料控制软件、剪板软件、下料控制软件及调试软件等。

4.4.4运行环境

计算机操作系统采用Windows98/2000/NT/XP，所有程序均采用VC或VB编程语言进行二次开发。

4.5主要设备清单

序号

项目名称

生产国别

单位

数量

单价

总价

一

上料系统

国产

套

1

21.5

（1）

左右垛料台

套

1

4

（2）

上料机架

套

1

5

（3）

上料台

套

1

9

（4）

气动系统

套

1

3.5

二

下料系统

国产

套

1

35.5

（1）

左右垛料台

套

1

4

（2）

机器人

套

1

30

（3）

气动系统

套

1

1.5

三

电气控系统

国产

套

1

24

`

（1）

控制柜

套

1

16

（2）

操作台

套

1

3

（3）

软件

套

1

5

四

附属装置

套

1

3.5

（1）

电缆

套

1

2.5

（2）

气管

套

1

1

合计

84.5

4.6维护保障

4.6.1完工图纸资料内容

主要包括：

施工图、设计说明书、使用及维修手册及合同要求的技术文件。

4.6.2备品备件

易损件及采购周期较长的元器件，在经济上许可时，应考虑留有备品件。

4.6.3维修服务要求

一般情况在12小时内响应，48小时内到现场。

5、质量保证

5.1制造过程检查要求

制造前制定质量大纲，对关重件应有专项检验记录，对于首件进行三检，对于成套部件应进行厂内试测。

5.2安装试验与验收要求

5.2.1安装试验项目

5.2.1.1重要部件检验

重要部件检验应包括平面度、铰接的垂直度等。

5.2.1.2试验与验收

设计和制造方根据施工图要求，制定质量大纲，对关重件提出检验标准，并明确检验方法。

由使用、设计和制造方组成验收专家组，进行厂内验收，并形成厂内完工报告。

5.2.2整机性能试验

5.2.2.1出厂前试验要求

出厂前应对系统进行负载试验，检查元器件的完好性，检测功率，验证系统功能。

5.2.2.2验收试验要求

验收时，根据验收大纲和调试大纲，对整个系统进行性能检查，检测设计指标。

5.2.2.3整机试验条件

原剪板机功能完好。

5.2.3安装试验方法

5.2.3.1安装试验条件

机械及电器设备安装完成并经过通电检测，达到设计要求。

5.2.3.2安装地点

力达生产车间内。

5.2.3.3安装试验内容

安装试验内容包括：

系统通电检测试验、系统软件检测、剪板试验等。

5.2.4试验验收地点

重要部件、单机验收地点：

制造方生产厂内；

整机验收地点：

力达生产车间内。

5.3交货验收

5.3.1验收条件

现场安装完成，并且通过现场调试后，由制造方通知使用和设计方，同时准备好验收文件资料。

5.3.2验收方式

按照设计和详细要求制定验收大纲，由使用、设计和制造方组成验收专家组，进行验收。

6、交货

6.1装箱文件要求

包括装箱清单、备件清单、附件清单、工具清单及图纸资料等。

6.2包装要求

全部货物须采用相应标准的保护措施进行包装，包装应适于长途海运或空运和内陆运输，并有良好的防潮、防震和防野蛮装卸等保护措施,以确保货物安全运抵现场。

凡重达两吨或两吨以上的包装，应在每件包装的两侧用中文，以国内贸易相宜的运输标志标明“重心”和“吊装点”，并根据货物的特点和运输的不同要求，以清晰字样在包装上注明“小心轻放”、“防潮”等适当的标志，以方便装卸和搬运。

7、投资概算

设备直接费（84.5万元）+安装调试费（10万元）+运输费（1万元）+管理费（5万元）+税金（8.5万元）=109万元

8、承制方式

略

9、研制周期

10个月。

10、其他需要说明的内容。

本技术设计方案为初步设计方案，主要侧重于概念设计，详细设计时应综合考虑各项技术细节，根据技术计算行进行详细设计。