FCGE-897工業4.0智慧工廠上下料實訓平臺

一、概述、

機加工是工業行業中很常用的技術，隨著工業自動化領域的發展，如今自動化程度已經是決定一個企業或工廠先進生產水平和效率的重要標準，為此工廠都會定制機床機械手上下料來實現機床制造過程的完全自動化。

本方案的工業4.0智能制造生產線主要應用于學生應用實踐類教學。它將各分散的學習要素集中起來，組成一個能夠讓學生參與設計、構建和調試，讓更多老師參與研發、設計和學習，讓設備不斷更新、技術不斷前進的系統。

該系統為學生提供了一種嶄新的綜合實驗平臺，使他們能夠綜合運用所學知識設計、構建各種較大規模的自動化生產系統模型。這種全新的實驗模式十分經濟地擴展了實驗設備，對培養和提高大學生的創新精神和創新能力具有非常重要的價值。

本套生產線主要以模塊化的方式提高了其靈活性，更貼近現實生產實際過程，讓學生在學校就能夠了解實際生產實踐的細節，填補了產學同步的空白。

采用模塊化的設計，學生可以發揮自己的創新思維，對原有的生產流程進行創新改造。在掌握基礎知識的前提下，進一步提高學生的積極性、動手能力和創新思維。

二、技術性能

1、輸入電源：三相四線（或三相五線） ～380V±10% 50Hz

2、工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度≤85%（25℃） 

3、裝置容量：＜12.0kVA

4、外形尺寸：3000mm×540mm×2400mm（機械手）

5、1450mm×650mm×1800mm（自動料臺）

6、1520mm×860mm×1450mm（數控車床1）

7、1520mm×860mm×1450mm（數控車床2）

8、550mm×600mm×1050mm（電腦桌）

9、安全保護：具有電流型漏電保護，安全符合國家標準。

三、設備組成

機床上下料是一種用于數控機床機加工實現自動化上下料的機器人加工系統，它能夠在機加工中實現自動上下料、加工等工作，幫助機加工行業提高生產效率、生產質量，降低成本，進而提高企業在行業中的競爭力。

本裝置上下料主要是由自動送料機構、機械手、可編程控制系統及兩臺數控車床等四大部分組成，其中自動送料機構提供機加工物料到指定位置；機械手用于實現機加工物料的抓取及上下料操作；可編程控制系統用于控制機械手的運動、定位及物料抓取放置等操作；數控車床用來加工從機械手運輸而來的零件進行加工及加工完畢發出信號并自動松開工件等工作。

根據不同工件，設計對應抓手，需要換向加工的工件，抓手配置旋轉氣缸進行換向。Z軸末端配置氣動快換抓手，滿足不同工件之間便捷更換。配置Z軸，首先滿足尺寸和重量的工件進行1取1放；其次也可以安裝兩種抓手，滿足兩種工件同時自動化上下料。

1、自動料臺

它由型材支架、送料料槽、成品料槽、提升送料機構、直線導軌、送料滾道、回料滾道、定位V形槽、定位氣缸、電氣箱、PLC控制器、觸摸屏、物料檢測光纖開關、啟動、急停按鈕等組成。

料臺主要作為機械手取放料周轉臺，常規通過人工一次性將毛坯工件擺放至料臺料槽里，由PLC控制提升氣缸把鋼件物料通過料臺滾道輸送到V形槽定位機構中，通過定位氣缸實現精定位，方便機械手進行有序抓取上料，同時將加工完成后的工件同樣放置在料臺上，通過料臺滾道自動進入成品料槽中，料臺缺料或滿料后PLC發出警報，人工再次進行加料或換料。此道工序，在自動化車間也可以通過AGV小車或其他機械手替換人工進行自動化換料，根據不同工件和儲料要求，需要制作不同的自動料臺。

人機界面可對料臺實現啟動、暫停、物料計數、單步送料及缺料和滿料報警等功能的設定與操作。

2、機械手

它由龍門桁架、雙機械手、橫向滑臺、縱向滑臺、齒輪齒條、伺服電機、減速器、旋轉氣缸、超程保護開關、零點開關、支座等組成。

初始狀態下機械手抓取到物料1、上升旋轉180度下降再次抓取到物料2、上升把物料送到數控車床1和數控車床2進行加工。機械手繼續回到料臺取1件物料，運行到數控機床1位置，機床1加工完畢停車發出信號，機械手下降抓取成品物料后，上升旋轉180度，橫向滑臺左移一定距離后機械手再次下降送料至卡盤夾緊位置，PLC發出到位指令，卡盤夾緊工件。機械手上升回料臺放料并抓取物料2，并且送到機床2位置，操作方法與機床1類同。

3、數控車床

CK6432型臥式數控車床采用機電一體化設計，外形美觀，結構合理，用途廣泛，操作方便。該機床可實現自動控制，能夠完成車削多種零件的內外圓，端面、切槽、任意錐面、球面及公、英制圓柱、圓錐螺紋等工序。并配有完備的S．T．M功能，可發出和接收多種信號，控制自動加工過程。該機床床身導軌采用超音頻淬頭工藝，耐磨性強，精度保持性好；主軸系統結構強，回轉精度高，抗振性好，具有較高的切削性能；縱、橫向采用滾珠絲桿傳動；動態響應優良，整機噪音低。該機床對于大、中、小批量、多品種、多規格零件的輪番加工有較強的適應能力，尤其是加工圓錐面、圓球面等特形零件更能顯示出它效率高、質量穩定可靠的優越性。

1、本機床底座寬大厚實，重量足、重心低、支承優，為高速高精加工提供了有力保障；并對吊裝鏟運進行了合理安排。

2、床身及主要部件均采用高規格的云南鑄鐵，通過全樹脂砂澆鑄型工藝、長時效處理，提高了機床結構的精度和穩定性，適應高速度、高精度加工。

3、機床關鍵結構件均由五面體加工中心、龍門導軌磨、專用鏜銑臥加等大型進口高精度數控設備加工，工藝優、精度高。

4、機床的功能部件，包括主軸、滾珠絲杠、導軌、潤滑裝置、刀架、聯軸器、絲杠軸承等均為進口/國內名優產品，可靠耐用。

5、二軸進給系統導軌采用超音頻淬頭工藝，耐磨性強，精度保持性好；主軸系統結構強，回轉精度高，抗振性好，具有較高的切削性能；縱、橫向采用滾珠絲桿傳動；動態響應優良，整機噪音低。

6、二軸滾珠絲杠均采用預拉伸安裝，提高了絲杠的剛度，減少由于高速運轉熱變形引起的誤差?？赏瓿删珳实囊苿蛹岸ㄎ?，摩擦小、速度快、壽命長。

7、滾珠絲杠軸承為進口專用絲杠軸承，提高了進給軸的軸向剛性、精度和抗沖擊力。

8、滾珠絲杠與交流伺服電機軸采用彈性聯軸器進行無間隙直聯傳動，保證機械運動的準確定位。

9、配置自動集中潤滑系統，對導軌和滾珠絲杠進行定時定量潤滑。提高了機床加工精度和使用壽命。

10、機床配置半防護罩，采用整體的鈑金防護底盤，加以得當的水油電氣處理，整體新穎美觀、可靠實用，

11、采用獨立冷卻水箱，鐵屑及冷卻液回收方便，無飛濺滲漏現象，為工廠管理和工作區域的衛生提供了有力的保障?？呻S時快速排屑，節省時間人力。

12、數控系統及驅動單元均為知名品牌；系統歷經多年應用，安全可靠；機床電氣設計精當、工藝規范、電器均為國內產品，故障低、經久耐用。

13、機床裝配工藝精細，運動部分經激光干涉儀和球桿儀補正精度，大大提高了機床運行精度，機械精度遠優于國標。

14、數控車床的主要規格與參數：

1.床身上最大工件回轉直徑：350mm

2.最大工件長度（頂尖距）：500mm

3.最大工件加工直徑床身：320mm

4.拖板行程：165mm

5.最大工件加工長度：450mm

6.主軸卡盤形式：Φ160 mm氣動卡盤

7.主軸通孔直徑 ：Φ60mm

8.主軸轉速(變頻無級)：50～2500/rpm

9.主軸功率 ：4KW

10.快速移動速度    X/Z軸 ：6000/8000mm/min

11.拖板最大行程    X/Z軸 ：230/480mm

12.電動刀架形式及裝刀數:立式 4工位

13.刀桿截面尺寸：20×20mm

14.定位精度        X/Z軸 ：0.02/0.03mm

15.重復定位精度    X/Z軸 ：0.01/0.016mm

16.工件加工精度 IT6～ IT7

17.工件表面粗糙度 Ra1.6

18.頂尖套簡內孔錐度 ≥莫氏4號

19.頂尖套筒最大移動量 ：100 mm

20.橫向最大移動量： ±10mm

21.機床防護門形式：自動開關門

22.控制系統：GSK980TDI

三、設備主要配置