冲压机上下料机械手设计方案

一、       需求分析

国内某企业所生产的产品由钢板原料在多台冲压机上反复冲压制成。目前，整个生产过程采用人工上下料，工人处在可能受伤害的环境之下，厂方希望能够以自动化设备代替人工生产。

如图1所示，生产场景相片。现行生产过程中某道工序，由工人抓取钢板原料，放入压机下模槽中，由压机完成冲压成型，再由工人将成型件取出。钢板直径约300mm，板厚约3mm重量约为200g。单件生产时间大约1件/秒钟。

 针对上述作业过程， 设计自动化设备，代替人工实现自动化生产。保持现有的生产效率，或有所提高。

二、       总体设计

如图2所示，机械手上下料示意图。主要由成品滑道、送料推杆和提料盘组成。送料推杆由导轨丝杠带动，末端装有吸盘和推板，吸盘用于推送原料进入压机下模槽中，推板将成品推入布置在压机后面的滑道中。提料盘也由导轨丝杠驱动，在间歇机构的作用下完成定时送料，以提料盘导轨丝杠为轴心，配置旋转料筒，可快速实现两个料筒转换。

三、       电控系统设计 

如图3所示，系统结构简图。系统的结构特点可以描述为2轴伺服电机控制。如图4所示，系统中任意轴控制原理框图。

主控制系统由伺服控制卡实现，处理各IO扩展板上传送过来的所有信号，对各种工作状况用不同的显示灯进行表示，并对电机伺服器进行控制。1.           主控制系统

2.           伺服控制系统

由伺服电机和其驱动器组成，由伺服控制卡的伺服控制单元对驱动器进行位置闭环控制，驱动器与电机之间也构成一个位置伺服闭环控制，从而实现整个伺服控制系统的位置闭环。

3.           工位检测和保护系统

工位检测和保护系统由各限位和到位传感器构成。在上下料位置都有对料盘到位检测传感器，用于记录料盘的到位情况，并把信号传给IO扩展卡。

4.           控制软件设计

软件程序设计开发的工作主要在于逻辑控制程序（处理I/O及控制流程）、运动控制程序和人机界面程序的开发，还有后阶段的现场的调试。

详细内容略。

四、       工期及进度

该方案工作主要集中在机械手本体、控制系统的设计和制作，程序的设计和编写以及现场走线、安装和调试。预计开发周期45天。

五、       成本预算 

综合以上方案，估算工程成本如下。第一套开发成本较高，其中，采购件和加工费占成本60%以上。从第二套开始售价可打八折。