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1. Principi di progettazione

1.1 UtenteRequisiti

Questo progetto è progettato per soddisfare le esigenze dei test di durezza rockwell completamente automatici online di cilindri di gas in alluminio, concentrandosi sui suoi piccoli tipi di prodotti batch e multi-vanità e risolvendo i problemi di misurazione della durezza dei cilindri di alluminio con diametri da Ø80mm a Ø300 mm e lunghezze diverse. La progettazione del sistema richiede economia, sicurezza, affidabilità, flessibilità, applicabilità e buona interazione dell'interfaccia umana come criteri di progettazione per garantire la consegna riuscita del progetto e la gestione della qualità durante il ciclo di vita.

1.2 Idee di progettazione

Questa soluzione è principalmente adatta per la durezza rockwell online test completamente automatici di cilindri di gas. Questa soluzione è conforme a GB/T230.1-2018 "Metodo di test di durezza rockwell dei materiali metallici" e ASTM E18 American Standard.

La linea di test adotta un design modulare. Il sistema è costituito da un telaio a cavalletto, un meccanismo di sollevamento idraulico traversato (tra cui una stazione idraulica), un meccanismo di carico e serraggio della durezza, una linea di trasporto in bottiglia in alluminio a forma di V, un sistema di controllo PLC e un ampio modulo di un sistema di misurazione della durezza del roccia. Elevata efficienza di installazione, manutenzione conveniente e forte intercambiabilità dei pezzi di ricambio.

Sistema di misurazione della durezza Rockwell. Il numero ID del pezzo è stabilito per gruppo, i limiti superiore e inferiore sono impostati e il pezzo viene automaticamente giudicato se è qualificato. Quelli qualificati vengono visualizzati in verde e quelli non qualificati vengono visualizzati in rosso. C'è anche un dispositivo di allarme visibile e visivo. Può anche ottenere una comunicazione in tempo reale con l'attrezzatura; I risultati del test possono essere impostati con funzioni come input, esportazione e condivisione in base a diverse autorizzazioni.

2. Piano di progettazione

2.1 Layout del piano

Layout del piano generale:

Figura 1. Schema del piano

2.2 Descrizione del piano

Secondo i requisiti del progetto, la linea di ispezione è costituita da un telaio a cavalletto, un meccanismo di sollevamento idraulico traversario (compresa una stazione idraulica), un meccanismo di carico e serraggio della durezza, una linea di trasporto in bottiglia di alluminio a forma di V e un sistema di controllo PLC. Il sistema si basa sul mandrino di caricamento e forma una linea di ispezione completamente automatica.

2.3 Specifiche standard

(1) GB/T230.1-2018 "Metodo di prova della durezza rockwell dei materiali metallici"

(2) 4.1, 4.2, 4.3, 4.5 in GB/T230.2-2012 standard; La ripetibilità e l'errore relativo del Tester di durezza sono conformi alla Tabella 2.

(3) ISO6508-2015 Materiali metallici-Rockwell Hernesstest-Parte 1: Metodo di prova Tabella 2

(4) ASTM E18-2017 Metodo di prova standard per la durezza Rockwell dei materiali metallici Tabella 3

(6) JJG China National Metrology Verifica Procedura JJG112-2006.

2.4 Parametri del pezzo

Secondo la descrizione dell'utente, è stata pianificata una linea di test, principalmente per il test delle bottiglie di alluminio.

2.4.1 Tipo di lavoro: bottiglie in alluminio

2.4.2 Funzioni di base

Il caricamento automatico nel processo precedente, il sensore di posizione determina la posizione di prova, gli aumenti di sollevamento idraulico, il serraggio automatico, la pressione automatica, la misurazione automatica, le cadute del cilindro idraulico e i dati vengono automaticamente collegati al sistema MES.

2.4.3 Diametro del cilindro del gas

Gamma di specifiche: diametro Ø80 ~ Ø300mm, lunghezza del corpo dritto 320mm ~ 1500 mm;

2.4.5 Peso del cilindro del gas

Circa?.

2.4.6 Requisiti di ispezione

La posizione di ispezione è da 1 a 3 punti sulla superficie superiore della barra del cilindro di alluminio. L'ispezione di più di 1 punto deve essere basata sulla lunghezza del corpo dritto non inferiore a 600 mm.

2.5 Funzioni principali

2.5.1 Processo di prova: il caricamento automatico del processo precedente, il sensore di posizione determina la prima posizione di rilevamento, il sollevamento idraulico, la pressione automatica, la pressione automatica, la misurazione automatica, la registrazione automatica, l'abbassamento automatico del dispositivo di sollevamento idraulico, il corpo della linea invia il cilindro del gas dal rullo e i dati sono automaticamente connessi al sistema MES.

Nota: la definizione di valutazione dei dati deve essere negoziata da entrambe le parti o consegnata per iscritto.

2.5.2 Trasmissione automatica del corpo di linea e giudizio automatico di posizione.

2.5.3 Sollevamento automatico idraulico di bottiglie di alluminio.

2.5.4 Metodo di caricamento: il motore servo carica, tiene e scarica automaticamente.

2.5.5 Testa di pressione: φ1.5875 è installato separatamente.

2.5.6 Funzioni software:

Interfaccia principale: impostazioni di sistema, risultati del test, output di report.

Funzione di misurazione: può realizzare misurazione singola, misurazione batch, continuare una misurazione batch, visualizzare una misurazione batch, salvare automaticamente i dati singoli e salvare automaticamente i dati di misurazione batch.

Metodo di prova: può essere impostato, con le funzioni di archiviazione, impostazione e caricamento dei parametri di prova.

Funzioni ausiliarie: impostazioni di limite superiore e inferiore, allarme del suono audio e interfaccia.

Funzione di protezione: protezione del sovraccarico di forza, protezione del processo di prova.

Gestione delle autorità divise: gli operatori di diversi livelli hanno autorizzazioni operative diverse e anche i menu operabili e altri contenuti sono diversi. Il funzionamento di operatori ordinari è semplice, conveniente e veloce; Il funzionamento dei manager aggiunge contenuti operativi professionali, che protegge efficacemente il sistema.

Statistiche dei dati: valore medio, valore massimo, valore minimo, ripetibilità e errore quadratico medio; Range di rientro, statistiche sui dati OK/Ng.

Test Parameter Storage: archiviazione automatica e percorso di salvataggio.

★ Indirizzo TCP/IP e porta: immettere l'indirizzo TCP/IP e il numero di porta del server di dati di ricezione.

Ambiente di prova: può funzionare stabilmente a una temperatura operativa di 10 ℃ ~ 35 ℃ e l'ambiente circostante dovrebbe essere pulito, privo di vibrazioni e privo di gas corrosivi.

2.6 Indicatori principali

;

(2) Accuratezza della forza: ± 1%

(3) Intervallo di misurazione: HRBW secondo lo standard

(4) Tempo di caricamento F1: ≤5

(5) Errore di ripetibilità del valore di durezza ed indicazione: in conformità con lo standard.

(6) Diametro del campione massimo consentito (mm): ≤300

(7) Lunghezza del trasporto di trasportatore in bottiglia di alluminio A (M): 3.2

(8) Asse Y Asse Bottiglia di trasporto trasportatore Velocità di movimento (mm/min): fino a 2000

(9) Potenza del servomotore di carico del mandrino (KW): 0,75

(10) forza di serraggio del sollevamento idraulico (t): ≤2

;

(12) Trasportatore di bottiglia in alluminio a Y-Axis Servo Motor Power (KW): 0,75

(13) Dimensioni complessive (L × W × H) circa M: 2,65 × 3,16 × 2,35

(14) Peso di base della macchina principale About (t): 5

(15) Tensione di alimentazione: AC 380V; Potenza totale: 3,7 kW

2.7FLoor Space (l × w × h) m

Questo progetto è un sistema operativo indipendente, con una superficie totale di circa 2,65 (l) x 3,16 (w) x 2,35 (h) metri. L'area del pavimento reale è soggetta al design finale. L'area del pavimento della sorgente di olio è di circa: 0,63 × 0,5 × 0,7; Il pavimento dell'armadio elettrico (pronto) è di circa: 0,75 × 0,75 × 1,4. L'area del pavimento reale è soggetta al design finale.

2.8 Analisi del battito

2.8.1 Processo di ispezione

Prendi l'ispezione di φ300 × 10,6 × 1500 come esempio. L'intero flusso di lavoro è il seguente:

(1) Il sistema PLC riceve automaticamente il numero batch del sistema MES (o scansiona il codice QR per ottenerlo).

(2) Inserire manualmente il diametro del cilindro, la lunghezza, il numero di punti di misurazione e il numero di ispezioni (3 ispezioni in 1 o 5 ispezioni in 1) sul touchscreen. Il sistema calcola automaticamente i parametri operativi di pianificazione del percorso.

(3) La bottiglia di alluminio entra nella linea di ispezione e raggiunge la posizione specificata per attivare il sensore di posizione e la linea si interrompe.

(4) Il meccanismo di sollevamento idraulico solleva automaticamente il pezzo in posizione di serraggio.

(5) Il meccanismo di caricamento della durezza rileva automaticamente il primo punto.

(6) Ripetere i passaggi da (3) a (5) per completare l'ispezione a 3 punti.

(7) Il meccanismo di sollevamento idraulico si ripristina automaticamente, la bottiglia di alluminio cade sulla linea del trasportatore e la linea invia automaticamente il campione.

(8) Il sistema ela un giudizio numerico di OK/ng in base alle condizioni di giudizio e la luce del segnale lampeggia per indicare.

2.8.2 Analisi della capacità

Secondo il processo di ispezione in 2.8.1, ogni bottiglia di alluminio viene ispezionata in un punto sulla superficie superiore della barra del bus e la simulazione del battito è la seguente:

(1) il corpo del trasporto trasporta la bottiglia di alluminio nella posizione designata per circa: 8S (ciclo ausiliario t);

(2) il sollevamento idraulico è circa: 3S (ciclo di ispezione t);

(5) il tempo di movimento della testa di carico è circa: 5S (ciclo di ispezione t);

(6) Schema 1 Caricamento e misurazione: 20S (ciclo di ispezione T, calcolato come 1 punto).

Nota: lo schema 2 utilizza una testa a pressione a molla, il carico e la misurazione per 10s (ciclo di ispezione T, calcolato come 1 punto)

(7) Il ripristino del presepe idraulico è circa: 3S (ciclo di ispezione T);

Schema 1: Calcolo del tempo totale del servomozione della struttura del caricamento del motore:

Supponendo che un cilindro ispeziona un punto come un ciclo, ci vuole circa 40s. Il tempo di lavoro di un dispositivo in uno spostamento viene calcolato come 8 ore e l'uscita è di circa 720 pezzi.

Schema 2: calcolo del tempo totale per il test del meccanismo di carico a molla:

Supponiamo che un cerchio cilindro rilevi un punto come un ciclo, che richiede circa 30 secondi. Il tempo di lavoro di un dispositivo in uno spostamento viene calcolato come 8 ore e l'uscita è di circa 960 pezzi.

Nota: la stima del tempo sopra è solo per riferimento e l'implementazione specifica è soggetta alle condizioni effettive.

Il calcolo dei tempi precedenti è il rilevamento al 100%.

2.8.3 Diagramma di flusso delle informazioni

Nota: il flusso di informazioni deve essere confermato in dettaglio con il cliente sull'input e il contenuto di output dei dati.

(1) Parte di input:

UN. Inserire manualmente i parametri di prova o il sistema fornisce i parametri di test;

B. O ottenere il numero di serie del prodotto di prova tramite uno scanner di codici a barre.

(2) Parte di output:

UN. Se vengono utilizzate le funzioni esistenti, il software può fornire un collegamento al file di dati salvato, che il dipartimento di gestione dei dati dell'azienda può recuperare.

2.9 Avviso dell'utente

2.9.1 Riserva abbastanza spazio per installare la linea di test di durezza Rockwell online in base alla superficie e al layout complessivi.

2.9.2 Incontra la potenza, la fonte d'aria, l'illuminazione, la temperatura, l'umidità e altre condizioni richieste dalla linea di prova.

3.Descrizione della funzione chiave

3.1 Frame a cavalletto

Il sistema di cornice è composto principalmente da una base, un cavalletto e accessori, saldati e assemblati in acciaio strutturale ad alta resistenza. Dopo la saldatura, ha subito un trattamento di invecchiamento del calore per eliminare lo stress di saldatura e garantire la stabilità strutturale. Le superfici di montaggio chiave del cavalletto sono tutte lavorate con precisione da macchine utensili per garantire l'accuratezza del gruppo.

3.2 Meccanismo di sollevamento idraulico

Il sistema di sollevamento è principalmente composto da un cilindro, un cuscinetto lineare, una struttura di serraggio, una guida guida lineare, ecc. Dopo che il cilindro a gas raggiunge la posizione specificata, il cilindro aumenta e solleva il cilindro a gas sulla superficie inferiore del cavalletto per raggiungere il posizionamento a tre lati del cistinulazione a gas, garantendo che il cilindro di gas sia rapatamente e fermo.

3.3 Meccanismo di caricamento della durezza

L'unità di misurazione della durezza include un sistema di misurazione dello spostamento digitale con una risoluzione fino a 0,1 μm; Un sensore di forza, il sensore di forza e la testa di pressione sono coassiali e il carico agisce direttamente sull'asse principale della testa di pressione, senza causare deviazione, attrito o sovraccarico.

La tecnologia di misurazione lineare di griglia viene utilizzata per ottenere la massima precisione e risoluzione attualmente disponibili. Il sedile di contatto galleggiante può eliminare l'influenza della deformazione del tester di durezza sulla misurazione dei risultati della misurazione. I risultati della misurazione sono altamente precisi e ripetibili. La testa di pressione può essere sostituita comodamente e rapidamente e il metodo del test di durezza può essere modificato. L'intero processo di test adotta il controllo a circuito chiuso per realizzare automaticamente le funzioni di caricamento e scarico e mantenimento della forza di test.

3.4 Servo Motion System

Il sistema di servo movimento è principalmente composto da servomotore, vite a sfera, binario di scorrimento, ecc. Il motore servo è controllato da PLC per guidare la vite per ruotare e la vite guida la diapositiva per muoversi in orizzontale, il che può realizzare il controllo del movimento e il posizionamento ad alta precisione del sistema.

3,5 linea di trasportatore in bottiglia in alluminio

La linea di trasportatore di bottiglia in alluminio è composta principalmente dal telaio della linea del trasportatore, motore, bottiglia di alluminio a doppia alesatura a V, catena di trasmissione, ecc. Il motore guida la bottiglia di alluminio per ruotare per realizzare la trasmissione del cilindro a gas. La linea di trasporto è dotata di più set di interruttori di rilevamento fotoelettrico per rilevare cilindri di gas di diverse specifiche per garantire che i bombole di gas di diverse specifiche possano fermare accuratamente alla stazione di misurazione.

3.6 Sistema di controllo generale

PLC è la piattaforma di controllo della linea di ispezione automatica. Attraverso il controllo di vari moduli, completa la raccolta, la misurazione, il feedback e il controllo di vari parametri dell'indice di test come il controllo del carico del mandrino del meccanismo di cavalli, il sollevamento e il ripristino del cilindro idraulico, il controllo della velocità della linea, la pianificazione del percorso, ecc. E realizza l'ispezione automatica multi-punto delle parti dell'anello. L'interfaccia operativa adotta la gestione dell'autorità e l'interfaccia utente è orientata all'utente. Sulla base del soddisfare i requisiti funzionali, vari progetti personalizzati vengono eseguiti in base alle esigenze effettive degli utenti.

3.6.1 Introduzione al sistema di controllo PLC

(1) Inserisci manualmente il diametro del cilindro, la lunghezza e il numero di punti di misurazione sul touchscreen. In modalità di ispezione (3 ispezioni in 1 o 5 ispezioni in 1), il sistema calcola automaticamente i parametri di funzionamento della pianificazione del percorso.

(2) Dopo aver impostato i parametri di sistema, il sistema pianificherà automaticamente il percorso del punto di misurazione e carichi automaticamente in base al processo di test e al metodo di test specificato. Durante il test, la velocità di caricamento verrà automaticamente calcolata in base all'intervallo di valori di forza, in modo da eseguire il caricamento a circuito chiuso alla forza impostata per la manutenzione del carico;

(3) Impostazione del tempo di mantenimento del carico del valore forza. Quando il valore della forza raggiunge il valore dell'indicazione impostata, inizia il conto alla rovescia. Quando il conteggio del tempo raggiunge lo zero, il sistema di caricamento della durezza tornerà automaticamente al punto zero iniziale;

(4) Impostazione di velocità di ciascuna piattaforma di misurazione. La velocità del movimento del raggio di ciascuna piattaforma può essere impostata in modo flessibile in base alla situazione;

(5) Calibrazione dei parametri di quantità analogica. Questa interfaccia può calibrare lo spostamento, il valore della forza e altre quantità analogiche in base alla relazione corrispondente del valore standard;

(6) Ogni Limite e indicatore di guasto Light mostra chiaramente lo stato di ogni stato, come la luce verde quando non vi è alcun limite e luce rossa quando c'è un limite e vi sono corrispondenti richieste di testo.

I programmi di cui sopra sono interconnessi. Dopo aver compilato le informazioni, fare clic per avviare il test e inserirà automaticamente lo stato di controllo del programma, la macinazione automatica, la pressione automatica, il rendimento automatico, la misurazione automatica, l'archiviazione dei dati, la trasmissione dei dati, ecc.

3.6.2 PLC Interfaccia umana-macchina

Figura 4.1Mainoperazioneinterfaccia, per riferimento

Figura 4.2 Interfaccia di controllo del movimento, per riferimento

Figura 4.3 Interfaccia di allarme

3.6.3 Monitoraggio dei guasti e modulo di controllo della protezione anormale

Questo modulo di controllo è incorporato nel sistema di controllo. È costituito da un sensore di prossimità esterno, una scheda di comunicazione I/O e un modulo di giudizio interno. Ha principalmente funzioni come auto-controllo del sistema, monitoraggio della posizione e allarme di guasto. Se si verifica un'anomalia, il sistema di controllo emette un comando di controllo I/O, chiude o mette in pausa l'unità di esecuzione corrispondente e emette un messaggio di errore. Dopo che l'errore è stato eliminato, continuerà il ritmo di produzione originale o riavvierà un nuovo flusso di lavoro in base ai requisiti dell'utente.