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基本信息
- 項目名稱：
- 新型智能低壓熔斷器微孔穿絲機(jī)的設(shè)計與研制
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 為解決熔斷絲穿絲焊接工序，普遍采用手動操作，存在著隨機(jī)性大，效率低，質(zhì)量不能保證的缺點，我們結(jié)合計算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計與制造技術(shù)為一體，開發(fā)研制了本臺新型智能低壓熔斷器微孔穿絲機(jī)。本設(shè)備由主操作臺、定長校直送絲單元、高精度定位穿絲單元、控制單元和上下料單元組成，在熔斷器生產(chǎn)過程中完成熔斷絲定長校直，走絲穿絲，高速焊接等功能，實現(xiàn)了低壓熔斷器生產(chǎn)線的智能化、集成化。
- 詳細(xì)介紹：
- 為了解決上述存在的各項問題，我們結(jié)合計算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計與制造技術(shù)為一體，開發(fā)研制了本臺新型智能低壓熔斷器微孔穿絲機(jī)。本設(shè)備由主操作臺、定長校直送絲單元、高精度定位穿絲單元、控制單元和上下料單元組成，在熔斷器生產(chǎn)過程中完成熔斷絲定長校直，走絲穿絲，高速焊接等功能，實現(xiàn)了低壓熔斷器生產(chǎn)線的智能化、集成化。與傳統(tǒng)穿絲設(shè)備相比，本設(shè)備具有定長精度高、定位準(zhǔn)確、對金屬絲損傷小、管理方便等一系列特點，具有廣泛的推廣意義和巨大的經(jīng)濟(jì)價值。
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)
- 設(shè)計目的： 穿絲是低壓熔斷器生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)。介于當(dāng)前人工穿絲速度慢、精度低、隨機(jī)性大、成品率低等缺陷，我們設(shè)計研制了本臺微孔快速穿絲機(jī)，滿足了低壓熔斷器生產(chǎn)中高精度、快速穿絲的要求。并且，通過適當(dāng)?shù)母脑?，該設(shè)備還可以滿足各種穿絲應(yīng)用需求。 基本思路： 微孔快速穿絲機(jī)由相應(yīng)的主操作臺、定長校直給絲單元、高精度定位穿絲單元、控制單元和上下料單元組成。 創(chuàng)新點: 1. 送絲長度更精確 2. 導(dǎo)向定位，精度極高 3. 校直機(jī)構(gòu)更易實現(xiàn) 4. 對金屬絲的損傷降到最小 5. 多技術(shù)交叉的高集成度設(shè)備 技術(shù)關(guān)鍵: 1. 由PLC、步進(jìn)電機(jī)和接近式傳感器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠精確地調(diào)整動滑輪在上下?lián)鯄K間的位置，從而實現(xiàn)對所送熔斷絲長度精確控制。 2. 由毛細(xì)管和機(jī)械手裝置組成雙重定位機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對熔斷器微孔穿絲的精確定位；并利用高靈敏度光纖傳感器進(jìn)行穿絲成功與否的檢測，提高穿絲的精確度和成功率。 3. 由可調(diào)間隙對輪給絲機(jī)構(gòu)和自適應(yīng)彈簧裝置組成的送絲機(jī)構(gòu)，在送絲過程中，實現(xiàn)對熔斷絲的保護(hù)和快速穿絲的自動控制。 4. 以PLC為核心的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的集成控制；并通過人機(jī)界面實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和動態(tài)管理。 主要技術(shù)指標(biāo): 1. 每一個熔斷器的穿絲工序僅需6秒。 2. 送絲長度精確，控制在80mm±0.1mm以內(nèi)。 3. 定位精度高，保證0.25mm的熔斷絲穿過0.35mm的微孔，單邊誤差控制在0.05mm內(nèi)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本項目將先進(jìn)的現(xiàn)代裝備技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)的穿絲機(jī)領(lǐng)域，賦予微孔穿絲機(jī)新的理念，開發(fā)出一臺多功能微孔快速穿絲裝置，制得的產(chǎn)品以及加工技術(shù)同國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比亮點在于送絲長度更精確，微孔定位準(zhǔn)確性更高，校直機(jī)構(gòu)更簡易高效，送絲穿絲速度更快，對熔斷絲損傷更小等特點，而且對產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和成品率有較大提高，從而極大改善了微孔穿絲的綜合性能，增加了傳統(tǒng)穿絲機(jī)構(gòu)的科技含量，拓展了微孔穿絲機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，因此技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化具有廣闊的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益，可顯著提高我國新型智能低壓熔斷器微孔快速穿絲的國際競爭力。 本項目在設(shè)計中，運用PLC、步進(jìn)電機(jī)和接近傳感器構(gòu)成閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，突破了傳統(tǒng)定長機(jī)構(gòu)普遍采用開環(huán)控制的局限性，以更低的成本獲得了更高的送絲精度；采用雙重定位機(jī)構(gòu)獲得了更高的定位準(zhǔn)確性。 另外，本設(shè)計融入了人機(jī)界面來實現(xiàn)對系統(tǒng)的動態(tài)管理和實時監(jiān)控。根據(jù)調(diào)查，以上技術(shù)在我國穿絲機(jī)研制領(lǐng)域均屬首創(chuàng)，該項目的研制成功對我國智能電網(wǎng)的發(fā)展具有重要意義。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品在第二屆上海國際工業(yè)博覽會獲創(chuàng)新獎 2011年獲得本?！疤魬?zhàn)杯”優(yōu)秀獎 本作品在上海電氣陶瓷廠有限公司裝配完成，運行穩(wěn)定，并獲得該廠的認(rèn)可與好評
作品所處階段
- 已完成并處于生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、現(xiàn)場演示
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(jì)效益預(yù)測
- 本作品具有定長精度高、定位精確、校直簡單、對熔斷絲損傷小等一些列特點，并且融入了人機(jī)界面監(jiān)控系統(tǒng)是系統(tǒng)更智能、更友好、更易于管理。 據(jù)市場報告分析，截至年底，我國低壓熔斷器的年銷售量將接近20億人民幣。隨著智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展，對低壓熔斷器的需求還會進(jìn)一步提高。然而，我國目前生產(chǎn)低壓熔斷器的方式方法落后，急需升級改造。本作品可以達(dá)到年產(chǎn)熔斷器252萬只，成品率達(dá)到99%，有效地提高熔斷器生產(chǎn)中穿絲的生產(chǎn)效率，對熔斷器產(chǎn)業(yè)、智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)都有重要的積極意義。 另外，對主操作臺進(jìn)行適當(dāng)改造，修改相應(yīng)的控制邏輯，還可以使本設(shè)備適用于各種穿絲生產(chǎn)工序，具有極大的推廣前景。
同類課題研究水平概述
- 低壓熔斷器是現(xiàn)代智能電網(wǎng)的重要組成部分，而熔斷絲穿絲是熔斷器生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)存低壓熔斷器生產(chǎn)過程中主要依靠手工完成穿絲工序，如何克服由此帶來的穿絲速度慢、精度低、隨機(jī)性大、成品率低等缺陷，是當(dāng)前國內(nèi)外先進(jìn)制造領(lǐng)域和工業(yè)自動化領(lǐng)域的研究熱點。 目前國內(nèi)外研究者對上述問題進(jìn)行了深入的探索，但仍有以下技術(shù)壁壘沒有突破性的解決方案。 1.定長機(jī)構(gòu)精度不夠高，成本高昂 一般的穿絲機(jī)定長機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)來實現(xiàn)經(jīng)精確的定長送絲。雖然伺服電機(jī)有很高的理論精度，但是在實際中伺服電機(jī)的成本昂貴、調(diào)試復(fù)雜，而且易產(chǎn)生累積誤差，從而影響定長的實際精度。 2.定位機(jī)構(gòu)精度較低 傳統(tǒng)穿絲過程中，熔絲經(jīng)過雙曲面給絲對輪直接送至微孔，熔斷絲容易產(chǎn)生形變，且不利于與微孔的定位。如何實現(xiàn)精確定位一直是穿絲機(jī)的核心技術(shù)壁壘，是整個穿絲機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵。但是現(xiàn)今為止，仍沒有一種精度高、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)可靠的定位方法。 3.校直機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 對熔斷絲的校直是實現(xiàn)精確、快速穿絲的基礎(chǔ)。當(dāng)前各種穿絲機(jī)的設(shè)計中，校直功能有兩種實現(xiàn)方法。一是設(shè)計復(fù)雜的校直機(jī)構(gòu)，但是提高了設(shè)備成本，同時復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)會對熔斷絲產(chǎn)生擠壓而形成損傷。二是利用兩個電機(jī)之間的力矩作用來校直，但是電機(jī)的轉(zhuǎn)動累積誤差會使熔斷絲上的應(yīng)力增加，最終拉斷熔斷絲。 4.不能有效減小金屬絲的損傷 穿絲機(jī)的機(jī)械部件在穿絲過程中會不可避免地使熔斷絲產(chǎn)生形變，這種損傷超出一定范圍后會很大程度上影響熔斷器的產(chǎn)品質(zhì)量。據(jù)調(diào)查，目前的穿絲機(jī)在此方面考慮較少，對熔斷器的生產(chǎn)效率和成品率產(chǎn)生了不利影響。
