门类产品目前在国内市场上种类繁多,随着国民经济的持续向好与人民对美好生活的不断追求,门业市场也将不断发展壮大,个性化的防盗门将越来越受欢迎。面对日益庞大的市场需求,门业生产企业既要保证门的产能充足,又要保证门的质量可靠和外观精致,这促使门业生产企业需要更进一步地提高自身的制造水平。然而,目前门业普遍存在着工艺落后、设备老旧、自动化程度不高的现象,还属于传统的人工生产模式。这种传统的生产模式存在产品质量不稳定、产能不足、人工需求量大、占用大量的生产场地、产品成本高等诸多缺点,因此需要设计门板自动化生产线解决上述问题。基于以上情况,对门板加工所涉及的上料、裁边、折弯等工艺进行了分析与改进,并从规划生产线工位布局和研制新型辅助机构等方面来进行门板自动化生产线的设计。
主要内容如下:
1)在分析现有的门板加工方式基础上,对门板的定位、搬运和废料收集三个方面进行了改进,使之符合自动化生产线的生产模式。
2)针对内门板成型生产线工位布局优化问题,以最小化生产节拍为目标,建立内门板成型生产线平衡优化数学模型,利用遗传算法求解最优的工位布局优化方案,为门板自动化成型生产线工位布局提供理论依据。
3)结合门板加工工艺,对新型
翻转机的设计进行需求分析,并提出新型翻转机构设计方案。建立翻转机构运动学模型,求解机构尺寸和滑块直线运动速度。根据优化参数,首先建立翻转机构的三维模型,再对翻转机构进行运动学仿真并分析仿真结果,以验证优化方案的合理性。
4)对门板成型生产线进行模块化设计,将生产线分为上料模块、加工模块、输送模块和监控组网。对加工模块和输送模块进行结构设计并绘制三维模型,完成电机、传感器和PLC等相关设备选型并基于MELSOFT GX Works3设计出控制方案;在MELSOFT GX Works3和Easy Builder Pro上对多个PLC进行组网和组态设计,并在Easy Builder Pro上进行模拟测试,验证触摸屏控制方案可行性。
5)将工位布局优化方案应用于实际生产,验证工位布局方案的合理性。研制出新型翻转机构,进行翻转试验,验证翻转机构的合理性。
