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基本信息
- 項目名稱：
- 氣液電自動化投粉機器手
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 投粉機器手是一臺通過氣壓傳動，以及精密的計量控制元件來完成鋸片制造的自動化機器。它的出現(xiàn)不但填補了現(xiàn)有市場中鋸片制造自動化的空白，更將所制造的產(chǎn)品的質(zhì)量、效率以及成本推向了一個新的高度。 本產(chǎn)品就是由一個機器手投放系統(tǒng)，料斗、活門、光電傳感器、滾動導(dǎo)軌及模具等部件組成的自動化設(shè)備。在使用過程中，由設(shè)備產(chǎn)生自動的投粉動作，便于組織生產(chǎn)和提高勞動生產(chǎn)率。由于本產(chǎn)品采用數(shù)字化光電控制的自動化系統(tǒng)，所以生產(chǎn)過程變得簡單，能夠保證生產(chǎn)質(zhì)量、提高效率、降低成本、減小操作工人的勞動強度、改善生產(chǎn)過程中的粉塵對環(huán)境的影響。 關(guān)鍵詞：光電傳感器、無桿氣缸、PLC控制
- 詳細(xì)介紹：
- 目前在工業(yè)領(lǐng)域，硬質(zhì)合金材質(zhì)的使用還是比較廣泛的，例如，切割大理石用的刀片便是用硬質(zhì)合金材質(zhì)制作的，需要用到粉末冶金工藝。在硬質(zhì)合金材質(zhì)的制造過程中，需要將兩種材質(zhì)的粉末分層堆積成粉末冶金的坯料，然后將經(jīng)壓實的粉末冶金坯料放入專門的燒結(jié)爐中進行燒結(jié)。而現(xiàn)在，大部分制造廠在制造諸如大理石切割刀片的產(chǎn)品時，粉末的投放常常還是由人工操作，生產(chǎn)時工人將一種粉末鋪在模具內(nèi)后再鋪灑另一種材質(zhì)的粉末，如此反復(fù)，直至完成規(guī)定需要的層數(shù)。在這樣的生產(chǎn)方式下，每次投放粉末的量都是按操作工人的主觀判斷來控制的，精度無法保證，不僅單件產(chǎn)品的質(zhì)量無法保證，而且成批生產(chǎn)的產(chǎn)品的一致性也無法保證，影響生產(chǎn)效率。國內(nèi)目前還沒有相關(guān)報道有此類設(shè)備來替代人工的操作，而進口相關(guān)的設(shè)備花費非常大。投粉機器手的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在硬質(zhì)合金材質(zhì)的制造過程中提供一種能代替手工投粉、投粉精確的投粉機器手裝置，從而節(jié)省勞力，提高生產(chǎn)效率。 本項目是利用氣動技術(shù)、電氣自動化技術(shù)代替人力勞動的高科技自動化產(chǎn)品。利用無桿氣缸，氣動壓力缸實現(xiàn)粉末自動投粉以及粉末壓制成型的動作。并利用一系列漫射式光電傳感器、電感傳感器及反射式傳感器控制氣壓缸來保證每一步工序的正確定位。并且還在投粉時，使用壓力傳感器控制氣動伸縮缸擋板，大大降低了由人力投粉時所產(chǎn)生的誤差。在系統(tǒng)中安裝了由三個直線運動器即無桿氣缸組成的機器手機構(gòu)、使得投粉接粉動作靈活位置正確。整套系統(tǒng)實現(xiàn)了從投粉到壓制成型的自動化操作，在整個粉末壓板行業(yè)中還未有設(shè)備可以實現(xiàn)自動化精確操作，本產(chǎn)品彌補了這一工序上的空白。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路: 投粉機器手是一種精密的電氣裝置，用來完成將硬質(zhì)合金粉末投入模具型腔內(nèi)并壓制成型為鋸片坯料的自動投粉機器。其核心是通過氣壓傳動機器手及光、電位置傳感器，使其投料自動化、精確化。作為提高勞動生產(chǎn)效率和改善操作環(huán)境的設(shè)備，它的出現(xiàn)不僅填補了現(xiàn)有國內(nèi)大理石切割鋸片上所需的硬質(zhì)合金刀片制造過程中自動化的空白。更將所制造產(chǎn)品的質(zhì)量，效率以及人工成本、環(huán)保水平推向一個新的高度。 基本創(chuàng)新點有：采用現(xiàn)代制造的理念、對傳統(tǒng)工藝的改造與創(chuàng)新 1．基于空間坐標(biāo)系的自動化控制投粉過程。 2．帶有精確定位傳感器裝置的先進的氣動機器手技術(shù)和料桶的精確投料技術(shù)。 3 . PLC的程序控制、電磁閥、節(jié)流閥、光電轉(zhuǎn)換器、傳感器綜合配套使用 。導(dǎo)軌與模具的精確位移 。 技術(shù)關(guān)鍵：利用氣動傳感器精確定位,使得機器手準(zhǔn)確將粉料投入型腔內(nèi). 主要技術(shù)指標(biāo): 一次投粉量:50g 投粉定位精度：0.05mm 氣動工作壓力：5bar 工作電壓：220V 工作時間：300s 坯料工件長，寬，高：50mm×50mm×10mm 功率：0.5kw 主機尺寸：500(L)×500(W)×500(H) 重量：200kg
科學(xué)性、先進性
- 作品科學(xué)性：利用空間坐標(biāo)原理，機器手移動原理，傳感器技術(shù)，光電耦合技術(shù) 。 作品的先進性： 目前，切割大理石時多用到硬質(zhì)合金材質(zhì)的刀片，都是由粉末冶金工藝制成的。制造過程中，需將兩種材質(zhì)的粉末分層堆積成粉末冶金的坯料，最后將經(jīng)壓實的坯料放入專門的燒結(jié)爐中燒結(jié)。現(xiàn)在大部分工廠在做此類刀片時，粉末的投放還是傳統(tǒng)人工操作，每次粉末投放量都由工人主觀控制，精度無法保證，從而造成產(chǎn)品質(zhì)量的下降，也降低生產(chǎn)效率。而且工人在粉塵飛揚的環(huán)境下工作容易患上職業(yè)病。 本產(chǎn)品是一個機器手投放系統(tǒng)，主要由料斗、氣缸、活門、光電傳感器、以無桿缸為主要結(jié)構(gòu)的直線運動器、直線導(dǎo)軌及模具組成。使用過程中，由設(shè)備自動進行投粉并做往復(fù)循環(huán)動作，便于組織生產(chǎn)和提高勞動生產(chǎn)率。由于本產(chǎn)品采用自動化系統(tǒng)，所以生產(chǎn)過程中能夠保證質(zhì)量、提高效率、降低成本。相對于原有的生產(chǎn)方式,本產(chǎn)品具有數(shù)字化精確控制以及氣動自動控制優(yōu)勢.投粉量的控制以及投粉的精確度都得到了明顯的提高。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 上海市閔行區(qū)2008年群眾性科學(xué)實驗和技術(shù)革新成果三等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 該項目是運用電氣自動化知識解決了鋸片制作中的實際難題，產(chǎn)品運用氣壓作主要動力源，再加上使用多種傳感器來保證每一步工序的準(zhǔn)確性。由于國內(nèi)外沒有同類的產(chǎn)品，所以從設(shè)計到制作的過程就是一個創(chuàng)新的過程。該系統(tǒng)體現(xiàn)出數(shù)字控制、機器手自動運行、操作簡單的先進制造理念。 推廣前景及市場分析： 在上海這個城市，粉末冶金類企業(yè)在加工粉末冶金類硬質(zhì)合金時，還是使用人工投粉，效率低、產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證；如果要引進國外的同類產(chǎn)品，價格昂貴，難以承受。本產(chǎn)品原始獨立的自主創(chuàng)新，具有市場競爭經(jīng)濟性、市場需求特殊性。 本產(chǎn)品適用于各種大小型鋸片加工廠，推廣前景良好。稍做改進便可適合于大批量生產(chǎn)，另外雖然現(xiàn)在市場上有國外進口的投粉機器，但價格十分昂貴。而本產(chǎn)品可適用于多種刀具的生產(chǎn)、有效降低企業(yè)成本，增加資源利用，可為企業(yè)在生產(chǎn)中帶來方便，節(jié)約損耗。省去了人力勞動中無法均勻投粉的可能性。預(yù)計在未來5年中市場占有率達(dá)到40%左右。整個市場前景將會是非常廣闊的。
同類課題研究水平概述
- 近年來，我國硬質(zhì)合金應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴大，硬質(zhì)合金作為材料工業(yè)的一個重要門類也隨著技術(shù)進步和工藝技術(shù)的發(fā)展而不斷深入。 目前，切割大理石時多用到硬質(zhì)合金材質(zhì)的刀片，這種刀片是由粉末冶金工藝制成的。在制造過程中，需要將兩種材質(zhì)的粉末分層堆積成粉末冶金的坯料，最后將經(jīng)壓實的坯料放入專門的燒結(jié)爐中進行燒結(jié)。而現(xiàn)在大部分制造廠在做此類刀片時，粉末的投放都還是傳統(tǒng)人工操作，生產(chǎn)時工人將一種粉末鋪滿模具內(nèi)后再鋪灑另一種材質(zhì)的粉末，如此反復(fù)，直至完成規(guī)定層數(shù)。在這樣的生產(chǎn)方式下，每次粉末投放的量都由工人主觀控制，精度無法保證，從而造成產(chǎn)品質(zhì)量的下降，也降低了生產(chǎn)效率。國外有進口的投粉機器但價格昂貴、投粉機構(gòu)原理廠商作為商業(yè)機密。
