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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 氣液電自動(dòng)化投粉機(jī)器手
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 投粉機(jī)器手是一臺(tái)通過氣壓傳動(dòng)，以及精密的計(jì)量控制元件來完成鋸片制造的自動(dòng)化機(jī)器。它的出現(xiàn)不但填補(bǔ)了現(xiàn)有市場(chǎng)中鋸片制造自動(dòng)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(gè)新的高度。 本產(chǎn)品就是由一個(gè)機(jī)器手投放系統(tǒng)，料斗、活門、光電傳感器、滾動(dòng)導(dǎo)軌及模具等部件組成的自動(dòng)化設(shè)備。在使用過程中，由設(shè)備產(chǎn)生自動(dòng)的投粉動(dòng)作，便于組織生產(chǎn)和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。由于本產(chǎn)品采用數(shù)字化光電控制的自動(dòng)化系統(tǒng)，所以生產(chǎn)過程變得簡(jiǎn)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(dòng)強(qiáng)度、改善生產(chǎn)過程中的粉塵對(duì)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(shí)的粉末冶金坯料放入專門的燒結(jié)爐中進(jìn)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(shí)，粉末的投放常常還是由人工操作，生產(chǎn)時(shí)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(guó)內(nèi)目前還沒有相關(guān)報(bào)道有此類設(shè)備來替代人工的操作，而進(jìn)口相關(guān)的設(shè)備花費(fèi)非常大。投粉機(jī)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(jī)器手裝置，從而節(jié)省勞力，提高生產(chǎn)效率。 本項(xiàng)目是利用氣動(dòng)技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)代替人力勞動(dòng)的高科技自動(dòng)化產(chǎn)品。利用無桿氣缸，氣動(dòng)壓力缸實(shí)現(xiàn)粉末自動(dòng)投粉以及粉末壓制成型的動(dòng)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(shí)，使用壓力傳感器控制氣動(dòng)伸縮缸擋板，大大降低了由人力投粉時(shí)所產(chǎn)生的誤差。在系統(tǒng)中安裝了由三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)器即無桿氣缸組成的機(jī)器手機(jī)構(gòu)、使得投粉接粉動(dòng)作靈活位置正確。整套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從投粉到壓制成型的自動(dòng)化操作，在整個(gè)粉末壓板行業(yè)中還未有設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精確操作，本產(chǎn)品彌補(bǔ)了這一工序上的空白。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路: 投粉機(jī)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(dòng)投粉機(jī)器。其核心是通過氣壓傳動(dòng)機(jī)器手及光、電位置傳感器，使其投料自動(dòng)化、精確化。作為提高勞動(dòng)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(bǔ)了現(xiàn)有國(guó)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(dòng)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(gè)新的高度。 基本創(chuàng)新點(diǎn)有：采用現(xiàn)代制造的理念、對(duì)傳統(tǒng)工藝的改造與創(chuàng)新 1．基于空間坐標(biāo)系的自動(dòng)化控制投粉過程。 2．帶有精確定位傳感器裝置的先進(jìn)的氣動(dòng)機(jī)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(dòng)傳感器精確定位,使得機(jī)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(dòng)工作壓力：5bar 工作電壓：220V 工作時(shí)間：300s 坯料工件長(zhǎng)，寬，高：50mm×50mm×10mm 功率：0.5kw 主機(jī)尺寸：500(L)×500(W)×500(H) 重量：200kg
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品科學(xué)性：利用空間坐標(biāo)原理，機(jī)器手移動(dòng)原理，傳感器技術(shù)，光電耦合技術(shù) 。 作品的先進(jìn)性： 目前，切割大理石時(shí)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(shí)的坯料放入專門的燒結(jié)爐中燒結(jié)?，F(xiàn)在大部分工廠在做此類刀片時(shí)，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(yáng)的環(huán)境下工作容易患上職業(yè)病。 本產(chǎn)品是一個(gè)機(jī)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(yùn)動(dòng)器、直線導(dǎo)軌及模具組成。使用過程中，由設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行投粉并做往復(fù)循環(huán)動(dòng)作，便于組織生產(chǎn)和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。由于本產(chǎn)品采用自動(dòng)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(duì)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(dòng)自動(dòng)控制優(yōu)勢(shì).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(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 上海市閔行區(qū)2008年群眾性科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)革新成果三等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 該項(xiàng)目是運(yùn)用電氣自動(dòng)化知識(shí)解決了鋸片制作中的實(shí)際難題，產(chǎn)品運(yùn)用氣壓作主要?jiǎng)恿υ?，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(guó)內(nèi)外沒有同類的產(chǎn)品，所以從設(shè)計(jì)到制作的過程就是一個(gè)創(chuàng)新的過程。該系統(tǒng)體現(xiàn)出數(shù)字控制、機(jī)器手自動(dòng)運(yùn)行、操作簡(jiǎn)單的先進(jìn)制造理念。 推廣前景及市場(chǎng)分析： 在上海這個(gè)城市，粉末冶金類企業(yè)在加工粉末冶金類硬質(zhì)合金時(shí)，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(jìn)國(guó)外的同類產(chǎn)品，價(jià)格昂貴，難以承受。本產(chǎn)品原始獨(dú)立的自主創(chuàng)新，具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)經(jīng)濟(jì)性、市場(chǎng)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(jìn)便可適合于大批量生產(chǎn)，另外雖然現(xiàn)在市場(chǎng)上有國(guó)外進(jìn)口的投粉機(jī)器，但價(jià)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(dòng)中無法均勻投粉的可能性。預(yù)計(jì)在未來5年中市場(chǎng)占有率達(dá)到40%左右。整個(gè)市場(chǎng)前景將會(huì)是非常廣闊的。
同類課題研究水平概述
- 近年來，我國(guó)硬質(zhì)合金應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，硬質(zhì)合金作為材料工業(yè)的一個(gè)重要門類也隨著技術(shù)進(jìn)步和工藝技術(shù)的發(fā)展而不斷深入。 目前，切割大理石時(shí)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(shí)的坯料放入專門的燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)。而現(xiàn)在大部分制造廠在做此類刀片時(shí)，粉末的投放都還是傳統(tǒng)人工操作，生產(chǎn)時(shí)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(guó)外有進(jìn)口的投粉機(jī)器但價(jià)格昂貴、投粉機(jī)構(gòu)原理廠商作為商業(yè)機(jī)密。
