沖壓機上下料機械手設計方案

一、       需求分析

國內某企業所生產的產品由鋼板原料在多臺沖壓機上反復沖壓制成。目前，整個生產過程采用人工上下料，工人處在可能受傷害的環境之下，廠方希望能夠以自動化設備代替人工生產。

如圖1所示，生產場景相片?，F行生產過程中某道工序，由工人抓取鋼板原料，放入壓機下模槽中，由壓機完成沖壓成型，再由工人將成型件取出。鋼板直徑約300mm，板厚約3mm重量約為200g。單件生產時間大約1件/秒鐘。

 針對上述作業過程， 設計自動化設備，代替人工實現自動化生產。保持現有的生產效率，或有所提高。

二、       總體設計

如圖2所示，機械手上下料示意圖。主要由成品滑道、送料推桿和提料盤組成。送料推桿由導軌絲杠帶動，末端裝有吸盤和推板，吸盤用于推送原料進入壓機下模槽中，推板將成品推入布置在壓機后面的滑道中。提料盤也由導軌絲杠驅動，在間歇機構的作用下完成定時送料，以提料盤導軌絲杠為軸心，配置旋轉料筒，可快速實現兩個料筒轉換。

三、       電控系統設計 

如圖3所示，系統結構簡圖。系統的結構特點可以描述為2軸伺服電機控制。如圖4所示，系統中任意軸控制原理框圖。

主控制系統由伺服控制卡實現，處理各IO擴展板上傳送過來的所有信號，對各種工作狀況用不同的顯示燈進行表示，并對電機伺服器進行控制。1.           主控制系統

2.           伺服控制系統

由伺服電機和其驅動器組成，由伺服控制卡的伺服控制單元對驅動器進行位置閉環控制，驅動器與電機之間也構成一個位置伺服閉環控制，從而實現整個伺服控制系統的位置閉環。

3.           工位檢測和保護系統

工位檢測和保護系統由各限位和到位傳感器構成。在上下料位置都有對料盤到位檢測傳感器，用于記錄料盤的到位情況，并把信號傳給IO擴展卡。

4.           控制軟件設計

軟件程序設計開發的工作主要在于邏輯控制程序（處理I/O及控制流程）、運動控制程序和人機界面程序的開發，還有后階段的現場的調試。

詳細內容略。

四、       工期及進度

該方案工作主要集中在機械手本體、控制系統的設計和制作，程序的設計和編寫以及現場走線、安裝和調試。預計開發周期45天。

五、       成本預算 

綜合以上方案，估算工程成本如下。第一套開發成本較高，其中，采購件和加工費占成本60%以上。從第二套開始售價可打八折。