Bild als Referenz

1. Designprinzipien

1.1 BenutzerAnforderungen

Dieses Projekt ist so konzipiert, dass sie den Anforderungen von Online-Rockwell-Härtenprüfungen von Aluminiumgaszylinder erfüllen, die sich auf seine kleinen Chargen- und Mehrvarianten-Produkttypen konzentrieren und die Härtemessungsprobleme von Aluminiumzylinder mit Durchmesser von Ø80 mm bis ø300mm und unterschiedlichen Längen lösen. Das Systemdesign nimmt Wirtschaftlichkeit, Sicherheit, Zuverlässigkeit, Flexibilität, Anwendbarkeit und gute Interaktion zwischen Mensch und Maschine als Entwurfskriterien ein, um die erfolgreiche Bereitstellung des Projekt- und Qualitätsmanagements während des gesamten Lebenszyklus zu gewährleisten.

1.2 Designideen

Diese Lösung eignet sich hauptsächlich für die vollautomatische Tests von Gasflaschen in der Rockwell -Härte. Diese Lösung entspricht der GB/T230.1-2018 "Metallic Materials Rockwell Hardness Test Methode" und ASTM E18 American Standard.

Die Testlinie verwendet ein modulares Design. Das System besteht aus einem Währungsrahmen, einem Kreuzstrahlhydraulik-Hebemechanismus (einschließlich einer Hydraulikstation), einem Ladungs- und Klemmmechanismus, einer V-förmigen Aluminiumflaschen-Förderleitung, einem SPS-Steuerungssystem und einem großen Modul eines Rockwell-Härtenmesssystems. Hohe Installationseffizienz, bequeme Wartung und starke Austauschbarkeit von Ersatzteilen.

Rockwell -Härtemesssystem. Die Werkstück -ID -Nummer wird nach Gruppen festgelegt, die oberen und unteren Grenzen werden festgelegt und das Werkstück wird automatisch beurteilt, ob es qualifiziert ist. Die qualifizierten werden grün angezeigt und die unqualifizierten werden rot angezeigt. Es gibt auch ein hörbares und visuelles Alarmgerät. Es kann auch eine Echtzeitkommunikation mit der Ausrüstung erreichen. Die Testergebnisse können mit Funktionen wie Eingabe, Exportieren und Teilen gemäß verschiedenen Berechtigungen festgelegt werden.

2. Designplan

2.1 Plan -Layout

Layout des Gesamtplans:

Abbildung 1. Planschema

2.2 Plan Beschreibung

Nach den Projektanforderungen besteht die Inspektionslinie aus einem Gantry-Rahmen, einem Kreuzstrahlhydraulikhebemechanismus (einschließlich einer Hydraulikstation), einem Ladungs- und Klemmmechanismus für Härte, einer V-förmigen Aluminiumflaschenförderleitung und einem SPS-Kontrollsystem. Das System basiert auf der Ladespindel und bildet eine vollautomatische Inspektionslinie.

2.3 Standardspezifikationen

(1) GB/T230.1-2018 "Metallic Materials Rockwell Hardness Test Methode"

(2) 4,1, 4,2, 4,3, 4,5 in GB/T230.2-2012 Standard; Die Wiederholbarkeit und der relative Fehler des Härtestesters entsprechen Tabelle 2.

(3) ISO6508-2015 Metallische Materialien-Rockwell Hardnesstest-Teil 1: Testmethode Tabelle 2

(4) ASTM E18-2017 Standard-Testmethode für die Rockwell-Härte von metallischen Materialien Tabelle 3

(6) JJG China Nationales Metrologieüberprüfungsprozess JJG112-2006.

2.4 Werkstückparameter

Nach der Benutzerbeschreibung wurde eine Testlinie geplant, hauptsächlich zum Testen von Aluminiumflaschen.

2.4.1 Werkstücktyp: Aluminiumflaschen

2.4.2 Grundfunktionen

Die automatische Belastung im vorherigen Prozess, Positionssensor, bestimmt die Testposition, das hydraulische Jacking -Anstieg, die automatische Klemmung, den automatischen Druck, die automatische Messung, der Hydraulikzylinder und die Daten werden automatisch mit dem MES -System verbunden.

2.4.3 Gaszylinderdurchmesser

Spezifikationsbereich: Durchmesser Ø80 ~ Ø300 mm, gerade Körperlänge 320 mm ~ 1500 mm;

2.4.5 Gaszylindergewicht

Etwa?.

2.4.6 Inspektionsanforderungen

Die Inspektionsposition beträgt 1 bis 3 Punkte auf der oberen Oberfläche der Aluminiumzylinder -Busbank. Die Inspektion von mehr als 1 Punkt muss auf der geraden Körperlänge von mindestens 600 mm beruhen.

2.5 Hauptfunktionen

2.5.1 Testprozess: Das automatische Laden des vorherigen Prozesses bestimmt der Positionssensor die erste Erkennungsposition, das hydraulische Aufheben, automatische Drücken, automatischer Druck, automatische Messung, automatische Aufzeichnung, automatische Absenkung des Hydraulikhebegeräts, das Line -Körper sendet den Gaszylinder heraus, und das Daten ist automatisch mit dem MES -System verbunden.

Hinweis: Die Definition der Datenbewertung muss von beiden Parteien ausgehandelt oder schriftlich geliefert werden.

2.5.2 Automatische Getriebe des Leitungskörpers und automatischen Positionsurteils.

2.5.3 Hydraulisches automatisches Heben von Aluminiumflaschen.

2.5.4 Lademethode: Servo -Motor lädt automatisch, hält und entlädt.

2.5.5 Druckkopf: φ1.5875 wird separat installiert.

2.5.6 Softwarefunktionen:

Hauptschnittstelle: Systemeinstellungen, Testergebnisse, Berichtsausgabe.

Messfunktion: Kann eine einzelne Messung realisieren, Stapelmessungen, setzen Sie eine Stapelmessung fort, sehen Sie sich eine Batch -Messung an, speichern automatisch einzelne Daten und speichern automatisch Stapelmessdaten.

Testmethode: Kann eingestellt werden, wobei die Funktionen des Speicherns, Einstellens und Ladens von Testparametern eingestellt werden können.

Hilfsfunktionen: Einstellungen für obere und untere Grenze, überlimitierter Schall- und Schnittstellenfarbenalarm.

Schutzfunktion: Kraftüberlastschutz, Testprozessschutz.

Divide Authority Management: Die Betreiber verschiedener Ebenen haben unterschiedliche Betriebsberechtigungen, und die operativen Menüs und andere Inhalte sind ebenfalls unterschiedlich. Der Betrieb gewöhnlicher Betreiber ist einfach, bequem und schnell. Der Betrieb von Managern fügt professionelle Betriebsinhalte hinzu, die das System effektiv schützen.

Datenstatistik: Durchschnittswert, Maximalwert, Mindestwert, Wiederholbarkeit und mittlerer quadratischer Fehler; Eindrückungsbereich, OK/NG -Datenstatistik.

Speicherparameterspeicher: Automatischer Speicher und Speichern von Pfad.

★ TCP/IP -Adresse und Port: Geben Sie die TCP/IP -Adresse und die Portnummer des empfangenden Datenservers ein.

Testumgebung: Es kann stabil auf einer Betriebstemperatur von 10 ℃ ~ 35 ℃ funktionieren, und die Umgebung sollte sauber, vibrationsfrei und frei von korrosiven Gasen sein.

2.6 Hauptindikatoren

(1) Testlast (KGF): 98,07N/10 kgf, 588,4n/60 kgf, 980,7n/100 kgf, 1471n/150 kgf

(2) Kraftgenauigkeit: ± 1%

(3) Messbereich: HRBW gemäß dem Standard

(4) F1 -Ladezeit (en): ≤ 5

(5) Wiederholbarkeit und Indikationsfehler des Härtenwerts: In Übereinstimmung mit dem Standard.

(6) Maximal zulässiger Probendurchmesser (mm): ≤ 300

(7) Y-Achin-Aluminiumflasche Förderlinie Länge (m): 3.2

.

(9) Spindelbeladung Servo -Motorleistung (KW): 0,75

(10) hydraulische Hebeklemmkraft (t): ≤2

(11) Das Hydrauliksystem ist mit einem Satz von 2,2 kW 380 -V -Magnetventilen sowie Druckhalteventilen, Drosselklappen, Drucksensoren, Temperatursensoren, 80 Liter Öltank und Kühlung ausgestattet

(12) Y-Achin-Aluminiumflaschen-Förderleine Servomotorleistung (KW): 0,75

(13) Gesamtabmessungen (L × W × H) etwa M: 2,65 × 3,16 × 2,35

(14) Grundgewicht der Hauptmaschine über (t): 5

(15) Stromversorgungsspannung: AC 380 V; Gesamtleistung: 3,7 kW

2.7FLoor Space (L × W × H) m

Dieses Projekt ist ein unabhängiges Betriebssystem mit einer Gesamtfläche von etwa 2,65 (l) x 3,16 (W) x 2,35 (h) Metern. Der eigentliche Bodenbereich unterliegt dem endgültigen Design. Die Ölquellenbodenfläche beträgt ungefähr: 0,63 × 0,5 × 0,7; Der Bodenbereich des elektrischen Schaltschranks (fertig) beträgt etwa: 0,75 × 0,75 × 1,4. Der eigentliche Bodenbereich unterliegt dem endgültigen Design.

2.8 Beat -Analyse

2.8.1 Inspektionsprozess

Nehmen Sie als Beispiel die Inspektion von φ300 × 10,6 × 1500. Der gesamte Workflow ist wie folgt:

(1) Das SPS -System empfängt automatisch die Chargennummer des MES -Systems (oder scannt den QR -Code, um ihn zu erhalten).

(2) Geben Sie den Zylinderdurchmesser, die Länge, die Anzahl der Messpunkte und die Anzahl der Inspektionen (3 Inspektionen in 1 oder 5 Inspektionen in 1) manuell ein. Das System berechnet automatisch die Parameter der Pfadplanung.

(3) Die Aluminiumflasche tritt in die Inspektionslinie ein und erreicht die angegebene Position, um den Positionssensor auszulösen, und die Linie stoppt.

(4) Der hydraulische Hebemechanismus hebt das Werkstück automatisch auf die Klemmposition.

(5) Der Mechanismus der Härtebelastung erkennt automatisch den ersten Punkt.

(6) Wiederholen Sie die Schritte (3) bis (5), um die 3-Punkte-Inspektion durchzuführen.

(7) Der hydraulische Hebemechanismus setzt automatisch zurück, die Aluminiumflasche fällt auf die Förderleitung und die Linie sendet die Probe automatisch weg.

(8) Das System fällt basierend auf den Urteilsbedingungen ein numerisches Urteil über OK/NG, und das Signallicht blinkt an, um anzuzeigen.

2.8.2 Kapazitätsanalyse

Gemäß dem Inspektionsprozess in 2,8.1 wird jede Aluminiumflasche an einem Punkt auf der Oberseite der Busbank inspiziert, und die Beat -Simulation lautet wie folgt:

(1) Der Förderkörper transportiert die Aluminiumflasche in die angegebene Position für etwa 8S (Auxiliary Cycle T);

(2) hydraulisches Jacking beträgt ungefähr: 3S (Inspektionszyklus T);

(5) Die Zeit der Kopfbewegung beträgt ungefähr: 5s (Inspektionszyklus T);

(6) Schema 1 Belastung und Messung: 20s (Inspektionszyklus t, berechnet als 1 Punkt).

HINWEIS: Schema 2 verwendet einen Federdruck Kopf, beladen und Messung für 10s (Inspektionszyklus t, berechnet als 1 Punkt)

(7) Das Reset von Hydraulic Jacking ist ungefähr: 3S (Inspektionszyklus T);

Schema 1: Berechnung der Gesamtzeit des Servo -Motorbeladungsstrukturtests:

Unter der Annahme, dass ein Zylinder einen Punkt als einen Zyklus inspiziert, dauert es ungefähr 40er Jahre. Die Arbeitszeit eines Geräts in einer Schicht wird als 8 Stunden berechnet und die Ausgabe beträgt ungefähr 720 Teile.

Schema 2: Berechnung der Gesamtzeit für den Federbelastungsmechanismus -Test:

Angenommen, ein Zylinderkreis erkennt einen Punkt als einen Zyklus, der ungefähr 30 Sekunden dauert. Die Arbeitszeit eines Geräts in einer Schicht wird als 8 Stunden berechnet und die Ausgabe beträgt ungefähr 960 Stück.

Hinweis: Die oben genannte Zeitschätzung dient nur als Referenz, und die spezifische Implementierung unterliegt den tatsächlichen Bedingungen.

Die obige Zeitberechnung ist eine 100% ige Erkennung.

2.8.3 Informationsflussdiagramm

HINWEIS: Der Informationsfluss muss mit dem Kunden im Detail über den Inhalt der Dateneingabe und des Ausgabe bestätigt werden.

(1) Eingabeteil:

A. Die Testparameter oder das System manuell eingeben, liefert die Testparameter;

B. Oder erhalten Sie die Seriennummer der Testprodukt über einen Barcode -Scanner.

(2) Ausgangsteil:

A. Wenn die vorhandenen Funktionen verwendet werden, kann die Software einen Link zur gespeicherten Datendatei bereitstellen, die die Datenverwaltungsabteilung des Unternehmens abrufen kann.

2.9 Benutzerbekanntmachung

2.9.

2.9.2 Erfüllen Sie die Leistung, die Luftquelle, die Beleuchtung, die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und die anderen Bedingungen, die von der Testlinie erforderlich sind.

3.Schlüsselfunktion Beschreibung

3.1 Gantry -Rahmen

Das Frame-System besteht hauptsächlich aus einer Basis, einem Garan und einem Zubehör, die aus hochfestem Stahl geschweißt und zusammengestellt sind. Nach dem Schweißen wurde es einer Wärmealterungsbehandlung unterzogen, um Schweißstress zu beseitigen und die strukturelle Stabilität zu gewährleisten. Die wichtigsten Montageoberflächen der Garde werden von Werkzeugmaschinen genau bearbeitet, um die Genauigkeit der Baugruppe sicherzustellen.

3.2 Hydraulikschichtmechanismus

Das Hebensystem besteht hauptsächlich aus einem Zylinder, einem linearen Lager, einer Klemmstruktur, einer linearen Führungsschiene usw. Nachdem der Gaszylinder die angegebene Position erreicht hat, steigt der Zylinder und hebt den Gaszylinder an die untere Oberfläche der Gantry, um die dreiseitige Position des Gaszylinders zu erreichen, und sich sicher, dass der Gasinten, der sich auf den Weg des Gasflaschens gewährt, und sich auf die Gaszylinder und das Gasflaschen und die Gasing erkrankten, die sich fest überklampt, und das Gantry und das Ganstrom erreicht hat, das sich fest und klampelte und klampelte und klampelte und festgestellt hat, dass das Gasflaschen und das geklampte Gantroll und das klampelte und klampelte und festgestellt werden.

3.3 Mechanismus für Härtebeladung

Die Härtemesseinheit umfasst ein digitales Verschiebungsmesssystem mit einer Auflösung von bis zu 0,1 μm; Ein Kraftsensor, der Kraftsensor und der Druckkopf sind koaxial, und die Last wirkt direkt auf die Hauptachse des Druckkopfes, ohne Abweichung, Reibung oder Überlastung zu verursachen.

Die lineare Messungstechnologie wird verwendet, um die derzeit verfügbare Genauigkeit und Auflösung zu erhalten. Der schwimmende Kontaktsitz kann den Einfluss der eigenen Verformung des Härttesters auf die Messergebnisse im größten Teil beseitigen. Die Messergebnisse sind sehr genau und wiederholbar. Der Druckkopf kann bequem und schnell ersetzt werden und die Härteprüfmethode kann geändert werden. Der gesamte Testprozess verwendet die Kontrolle über geschlossene Schleife, um die Lade- und Entladen- und Haltungsfunktionen der Testkraft automatisch zu realisieren.

3.4 Servo -Bewegungssystem

Das Servo-Bewegungssystem besteht hauptsächlich aus Servomotor, Kugelschraube, Gleitschiene usw. Der Servomotor wird von SPS gesteuert, um die Schraube zum Drehen zu fahren, und die Schraube fährt den Objektträger, um sich horizontal zu bewegen, was die Bewegungssteuerung und Positionierung des Systems mit hoher Präzision realisieren kann.

3,5 Aluminiumflaschenförderungslinie

Die Aluminiumflasche Förderleitung besteht hauptsächlich aus dem Förderleitungsrahmen, dem Motor, dem V-förmigen Doppelfahrer-Aluminiumflasche, der Getriebekette usw. Der Motor treibt die Aluminiumflasche zum Drehen, um die Vermittlung des Gaszylinders zu realisieren. Die Förderleitung ist mit mehreren Sätzen von photoelektrischen Erkennungsschaltern ausgestattet, um Gaszylinder unterschiedlicher Spezifikationen zu erfassen, um sicherzustellen, dass Gasflaschen unterschiedlicher Spezifikationen genau an der Messstation stoppen können.

3.6 Allgemeines Steuerungssystem

SPS ist die Steuerplattform der automatischen Inspektionslinie. Durch die Kontrolle verschiedener Module vervollständigt es die Sammlung, Messung, Feedback und Kontrolle verschiedener Testindexparameter wie der Härte der Härte der Härte des Geldmechanismus, der Ladekontrolle, hydraulischer Zylinderhebung und Zurücksetzen, Leitungsgeschwindigkeitsregelung, Pfadplanung usw. und realisiert die automatische Multi-Punkt-automatische Inspektion von Ringteilen. Die Operation Interface übernimmt die Autoritätsverwaltung an, und die Benutzeroberfläche ist benutzerorientiert. Auf der Grundlage der Erfüllung der funktionalen Anforderungen werden verschiedene personalisierte Designs gemäß den tatsächlichen Bedürfnissen der Benutzer durchgeführt.

3.6.1 Einführung in das SPS -Steuerungssystem

(1) Geben Sie den Zylinderdurchmesser, die Länge und die Anzahl der Messpunkte auf dem Touchscreen manuell ein. Im Inspektionsmodus (3 Inspektionen in 1 oder 5 Inspektionen in 1) berechnet das System automatisch die Parameter der Pfadplanung.

(2) Nach der Einstellung der Systemparameter plant das System automatisch den Messpunktpfad und lädt automatisch gemäß dem angegebenen Testprozess und der Testmethode. Während des Tests wird die Belastungsgeschwindigkeit automatisch gemäß dem Kraftwertbereich berechnet, um die Belastung mit geschlossenem Schleife an der festgelegten Kraft für die Lastwartung durchzuführen.

(3) Zeiteinstellung für die Halten von Wert der Wertschöpfung. Wenn der Kraftwert den festgelegten Indikationswert erreicht, beginnt der Countdown. Wenn die Zeitanzahl Null erreicht, kehrt das Härtenbeladungssystem automatisch zum anfänglichen Nullpunkt zurück.

(4) Geschwindigkeitseinstellung jeder Messplattform. Die Geschwindigkeit der Strahlbewegung jeder Plattform kann nach der Situation flexibel eingestellt werden.

(5) Kalibrierung von analogen Mengenparametern. Diese Grenzfläche kann Verschiebung, Kraftwert und andere analoge Größen gemäß der entsprechenden Beziehung des Standardwerts kalibrieren.

(6) Jedes Grenz- und Fehleranzeigenlicht zeigt deutlich den Status jedes Zustands an, z. B. umweltfreundliches Licht, wenn es bei einer Grenze kein Grenzwert und rotes Licht gibt, und entsprechende Textaufforderungen.

Die obigen Programme sind miteinander verbunden. Klicken Sie nach dem Ausfüllen der Informationen, um den Test zu starten, und kostet automatisch den Programmsteuerstatus, automatische Schleifen, automatische Drücken, automatische Rückgabe, automatische Messung, Datenspeicherung, Datenübertragung usw.

3.6.2 Plc Human-Machine-Schnittstelle

Abbildung 4.1MAinBetriebSchnittstelle als Referenz

Abbildung 4.2 Motion Control Interface als Referenz

Abbildung 4.3 Alarmschnittstelle

3.6.3 Fehlerüberwachung und abnormales Schutzkontrollmodul

Dieses Steuermodul ist in das Steuerungssystem eingebettet. Es besteht aus einem externen Näherungssensor, einer E/A -Kommunikationskarte und einem internen Urteilsvermögen. Es verfügt hauptsächlich um Funktionen wie System-Selbstprüfung, Positionsüberwachung und Fehleralarm. Wenn eine Anomalie auftritt, gibt das Steuerungssystem einen E/A -Kontrollbefehl aus, schließt oder macht die entsprechende Ausführungseinheit und pausiert eine Fehlermeldung. Nachdem der Fehler beseitigt wurde, wird der ursprüngliche Produktionsrhythmus fortgesetzt oder einen neuen Workflow gemäß den Benutzeranforderungen neu gestartet.