車間自動剝片機組產(chǎn)線建設(shè)
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某公司是特大型采、選、冶、化、深加工聯(lián)合企業(yè),主要生產(chǎn)貴金屬及有色金屬壓延加工產(chǎn)品、化工產(chǎn)品、有色金屬化學品、有色金屬新材料等。該公司銅冶煉廠目前有兩個大型電解銅生產(chǎn)車間,主要生產(chǎn)陰極銅板和始極片銅片,始極片生產(chǎn)線主要環(huán)節(jié)依靠人工手動完成,實現(xiàn)方式較為原始落后,工人施工強度非常大,效率低下,并且人工開邊和剝離容易造成始極片廢品率增加,這種作業(yè)方式對銅電解的生產(chǎn)非常不利,與始極片加工制備機組的工作也不相適應。
項目主要針對以上痛點問題,對關(guān)鍵工序進行自動化升級,改進各環(huán)節(jié)工藝流程,通過各工位時序邏輯分析,建設(shè)自動剝離始極片生產(chǎn)線,拓展機組功能,全面綜合提升剝片工作效率和質(zhì)量。
自動剝片機組產(chǎn)線主要由上、下板機器人、剝片機、輸送機、壓平機、裝箱機器人等設(shè)備組成。機組以剝片機為中心,兩側(cè)橫向安裝兩臺裝箱機器人,縱向兩側(cè)分別安裝一臺上板、下板機器人,在剝片機和裝箱機器人周圍,安裝一臺環(huán)形始極片輸送機,環(huán)形輸送機兩側(cè),分別對稱安裝兩臺上板輸送機和兩臺排板輸送機,使物料在各工位之間的轉(zhuǎn)運速度更快、定位更精準、自動化程度更高。產(chǎn)線整體示意圖如下圖所示。
(一)剝片機設(shè)計
剝片機的主要作用是將鈦種板上的始極片剝離下來,是該項目的核心組件,機器人工作主要圍繞剝片機進行。剝片機能很好的完成開邊和剝離的工作流程,避免了以往人工操作時造成彎曲,損壞等現(xiàn)象。剝片機的整體設(shè)計如下圖所示。
(二)裝箱機器人設(shè)計
裝箱機器人采用ABB的110kg 4軸機器人,機器人手腕上安裝一套稱重吸片裝置,采用6個小真空吸盤進行始極片的抓取。如下圖所示。
(三)上板和下板機器人設(shè)計
上板機器人和下板機器人一樣,采用ABB的180kg 4軸機器人,機器人手腕上安裝一套種板抓取裝置,抓取裝置上安裝兩對夾爪,每對夾爪由兩個氣缸驅(qū)動。如下圖所示。
(四)上板和排板輸送機改造
對上板輸送機和排板輸送機張緊裝置進行了改造升級,把原來“L型張緊”改為“U型張緊”,克服了張緊行程過長的缺點,提高張緊效果。如下圖所示。
(五)電氣控制系統(tǒng)改造
控制系統(tǒng)采用PLC控制器(AB1756)和主控觸摸屏通過通訊模塊、交換機和機器人控制系統(tǒng)聯(lián)系起來。PLC控制器是剝片機組運行控制的核心,負責系統(tǒng)的輸入輸出信號處理,第三方設(shè)備控制參數(shù)通訊、人機操作參數(shù)交互、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控管理以及向智能管理系統(tǒng)提供統(tǒng)計分析數(shù)據(jù),并接收顯示統(tǒng)計分析故障信息。輸入擴展模塊負責剝片機組數(shù)字量、模擬量等所有信號的采集,輸出擴展模塊負責向剝片機組被控電磁閥、驅(qū)動電機等機構(gòu)輸出執(zhí)行信號,通訊模塊通過交換機將工業(yè)機器人、主控觸摸屏、智能管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互??刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示。
電氣控制系統(tǒng)具備基本的機組運行狀態(tài)檢測功能,記錄并提供機組單個部件的運行故障的查詢功能。機組能夠完成自動統(tǒng)計合格始極片數(shù)量和不合格始極片數(shù)量等基本功能,并可生成基本的數(shù)據(jù)報表。