医学检验自动化流水线

2024-11-26

医学检验自动化流水线(共7篇)

医学检验自动化流水线 篇1

标本的采集和处理对保证检验结果准确可靠至关重要,分离胶真空采血管因具有快速促凝及快速分离血清的能力,离心后的血液样本从上至下依次被分为血清层、分离胶层、血细胞层,分离出的血清样本不需吸出至样本管可直接上机进行检测,而且由于血清层和血细胞层被分离胶层完全分离,可有效地屏障血细胞代谢和破坏对血清检测项目的影响,在临床检验应用中正逐渐普及。济南军区总医院2008年10月引进美国贝克曼库尔特(Beckman Coulter)公司生化免疫流水线后,线上标本全部采用分离胶真空管采集,标本在流水线上测试完成后自动加盖进入流水线冰箱中冷藏储存(2~8℃)。为探讨分离胶储血管对各项生化检测项目稳定性影响及原标本的复检结果的可靠性时间,实验人员将储存在流水线冰箱中样本冷藏保存7 d(168 h),并观察每24 h各生化指标的结果变化。现报道如下:

1 材料与方法

1.1 分离胶储血管

美国BD公司产分离胶管,规格为13×100 mm,采血容量5 m L,生产批号8303221。

1.2 标本采集及方法

随机选取该院住院患者30例,抽取清晨空腹静脉血5 m L打入分离胶储血管中,轻轻颠倒混匀3~5次,放置15 min后,3 000 r/min离心5 min,将分离出血清的分离胶储血管直接上生化分析仪进行检测,以上标本均排除脂血、黄疸及溶血。

1.3 仪器及试剂

测定仪器为美国贝克曼库尔特公司产DXC-800型全自动生化分析仪,试剂为原装配套试剂。

1.4 检测项目及分析方法

检测项目包括:钾(K+)、钠(Na+)、氯(Cl-)、钙(Ca2+)、二氧化碳结合力(CO2-CP)、葡萄糖(GLU)、尿素(BUN)、肌酐(CRE)、磷(P)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、碱性磷酸酶(AKP)、总胆固醇(CH)、甘油三脂(TG)、总胆红素(TBIL)、直接胆红紊(DBIL)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、γ-谷氨酰转肽酶(GGT)等共22项生化指标。各检测项目均在流水线上同一台生化分析上进行检测,检测试剂均为同一批号,每次测定前用Beckman Coulter公司提供的低、中、高三个水平的质控品进行室内质控检测,质控合格后进行标本检测。检测完标本立即加盖后放入2~8℃冰箱避光保存7 d(168 h),每24 h检测各生化指标1次,并与采集标本后立即检测的各生化指标结果进行对比分析,观察其水平变化。

1.5 统计学方法

各生化指标结果以均数±标准差表示,组间资料比较采用配对t检验,统计采用SPSS 10.0软件进行分析。

2 结果

各生化指标检测结果详见表1。结果显示K+浓度可稳定72 h,与立即检测0 h比较无显著性差异(P>0.05),但在96~168 h内有逐渐增高趋势,与立即检测0h比较有极显著性差异(P<0.01);Na+浓度在24~168 h内有逐渐增高趋势,与立即检测0 h比较有极显著性差异(P<0.01);CO2-CP、TBIL、DBIL浓度值均随放置时间延长有逐渐降低趋势,其中CO2-CP浓度可稳定24 h,在48~72 h内与立即检测0h比较有显著性差异(P<0.05),72~168 h内与立即检测0 h比较有极显著性差异(P<0.01),TBIL浓度在48 h内稳定,72~96 h内有显著性差异(P<0.05),在120~168 h内有极显著性差异(P<0.01);DBIL在24~48 h有显著性差异(P<0.05),72~168 h内有极显著性差异(P<0.01);GLU等其余17项生化指标检测结果与立即检测0 h比较无显著性差异(P均>0.05),表明其稳定性良好。K+、Na+、CO2-CP、TBIL、DBIL、GLU浓度随时间变化情况见图1~6。

3 讨论

随着医学检验技术自动化的不断发展,尤其是近年来医学自动化流水线的逐渐进入临床实验室,检验项目的测定速度不断提高,对标本的分析前质量控制也提出了更高的要求。目前许多临床实验室仍采用不抗凝血标本进行检测,血块自然收缩时间长,在冬季室温较低时还要放37℃水浴温育后方能离心分离血清,而且经常出现离心不彻底、血清分离不完全等现象导致血清中悬浮有小的蛋白凝块或凝丝,可引起全自动生化分析仪吸样不准甚至堵塞样品针,不但影响检验结果的准确性和可靠性,而且降低了整个检验分析速度,延长了标本周转时间(turn around time,TAT),不适宜自动化流水线的标本采集要求,该院自2008年10月引进美国Beckman Coulter公司的生化免疫流水线后,线上标本全部采用分离胶真空管采集,避免了以往不抗凝血标本的不足,标本在流水线上测试完成后自动加盖进入流水线冰箱中冷藏储存(2~8℃)。实验人员在流水线上应用分离胶真空采血管近2年来,基本上未发生由于样本离心不好导致的样品针堵塞等现象,并且提高了流水线上标本的整体检测速度。

真空采血管中的分离胶主要由硅橡胶、大分子碳氢化合物、疏水胶等组成,是具有触变性的粘性胶体,呈惰性,气密性好、透明度高,其比重在1.045~1.050之间,介于血球比重(1.060~1.080)与血清比重(1.025~1.030)之间,在离心过程中,分离胶内网状结构被破坏,变性成黏度低的流体,移至血清层与血细胞层之间,离心完毕后又重新形成网状结构,固化形成屏障隔离层,将血清与血细胞完全分离,可有效避免血细胞代谢及破坏对血清生化成分的影响,此外分离胶真空采血管内壁涂有促凝剂,可加速血液凝固及血清的快速分离。

众多文献报道表明[1,2,3],分离胶真空采血管与普通促凝干燥管所分离的血清在立即用于临床生化检测项目时,其结果差异无显著性(P>0.05),而普通促凝干燥管不能将血清与血细胞分离,随标本放置时间延长,由于血细胞对GLU的酵解利用及血细胞内外某些成分浓度差异引起的相互渗透或物质交换可导致GLU、K+、Na+、CK、LDH等生化指标浓度产生较大变异,降低了标本复检的可靠性,而分离胶真空采血管对以上生化指标稳定时间要长于普通促凝干燥管[4,5]。

实验人员将分离胶真空采血管储血标本放置2~8℃冰箱中冷藏储存7 d,观察各生化指标稳定性,发现K+浓度可稳定72 h,96~168 h内逐渐升高,其原因可能是分离胶虽已将血球与血清隔离,但随着血细胞中高浓度K+的不断释放,达到一定浓度时可逐渐渗透过分离胶层到血清中,导致血清K+水平随储存时间延长逐渐升高。CO2-CP浓度可稳定24h,48~168 h逐渐降低,其原因是标本虽已加盖储存,延缓了标本中的二氧化碳的逸散,但在标本检测过程中要去盖测定,仍有二氧化碳逸散而使结果逐渐偏低。TBIL及DBIL浓度值均随放置时间的延长逐渐降低,其原因可能与储血管透明度好,胆红素对光敏感,同时胆红素对光的敏感度与温度有关,测定过程中标本置于室温下进行检测,在光的作用下进行氧化分解导致其浓度逐渐降低;Na+浓度值在24~72h内逐渐升高,72~168 h内水平保持相对稳定,其升高原因是否与分离胶成分影响有关有待进一步研究。此外GLU等其它17项生化指标水平在7 d内无明显变化,显示分离胶层具有良好的分离作用,可消除血细胞对GLU的酵解利用。

本文研究显示,K+及CO2-CP浓度稳定时间要长于杨永红等[6]报道,GLU水平7 d内保持稳定,与陈丽珠等[7]报道亦不一致,笔者认为可能与不同厂家产品的分离胶成份不完全相同及标本测试完后储存条件不同,导致结果不同。因此实验室将分离胶真空采血管应用于临床前,要对储血管对不同生化指标的稳定性影响进行分析检测,以确定储血管对不同生化指标影响及标本复查的可靠性时间。

分离胶真空采血管储存标本,大部分生化指标在7 d内具有良好的稳定性,而且分离胶真空采血管对K+、Na+、CO2-CP、TBIL、DBIL等生化指标稳定时间要长于普通促凝干燥管。此外分离胶真空采血管具有迅速分离血清、分离效果好、操作简单、传输安全、采集血量准确等优点,尤其适用与急诊标本检测及医学检验自动化流水线对标本快速分离的要求。

参考文献

[1]何应中,吴雁,杜文胜,等.血清分离胶在临床生化检验中的应用观察[J].遵义医学院学报,2007,30(2):147-148.[1]HENG YZ,WU Y,DU WS,et al.Application of serum separat-ing gel in clinical biochemistry test[J].Acta Academiae MedicinaeZUNYI,2007,30(2):147-148.Chinese

[2]张立平.血清分离胶对检验结果的影响[J].临床检验杂志,2008,26(6):418.[2]ZHANG LP.Influence of serum separation gel in test results[J].Chinese Journal of clinical Laboratoty Science,2008,26(6):418.Chinese

[3]郭新胜,周位强.分离胶真空采血管在临床上的应用进展[J].现代检验医学杂志,2007,22(2):123-124.[3]GUO XS,ZHOU WQ.Advancement of separating gel vacuumtube on clinical application[J].J Mod Lab Med,2007,22(2):123-124.Chinese

[4]张韶斌,张旭,何国坚,等.血清分离胶真空采血管与普通促凝干燥管使用结果比较[J].检验医学与临床,2008,5(7):392-393.[4]ZHANG SB,ZHANG X,HE GJ,et al.Comparison of bloodseparating gel cuvette and drying tube in separation of serumsamples[J].Lab Med Clin,2008,5(7):392-393.Chinese

[5]闫存玲,李志艳,燕容,等.分离胶采血管制备血清对血糖,补体C3和NSE测定结果及稳定性的影响[J].检验医学,2009,24(4):260-263.[5]YAN CL,LI ZY,YAN R.Influence of serum preparation withseparating gel vacuum tubes on the determination results andstability of blood glucose,complement C3 and neuron specificenolase[J].Laboratory Medicine,2009,24(4):260-263.Chinese

[6]杨永红,安仕刚,王树辉,等.分离胶储血管保存其制备血清标本生化指标稳定性的观察[J].贵州医药,2006,30(1):67-69.[6]YANG YH,AN SG,WANG SH,et al.Observation of serumpreparation with separating gel vacuum tubes on clinical bio-chemistry test stability[J].Guizhou Medicine,2006,30(1):67-69.Chinese

[7]陈丽珠,赵勤,陈虹,等.分离胶真空采血管保存血清对血糖测定结果的影响[J].检验医学与临床,2007,4(5):388.[7]CHEN LZ,ZHAO Q,CHENG H,et al.Influence of serumpreparation with separating gel vacuum tubes on the determina-tion results of blood glucose[J].Lab Med Clin,2007,4(5):388.Chinese

自动化拆装箱流水线设计 篇2

自动化拆装箱流水线机械生产通常采用流水生产线的的加工形式。每个工位由固定的操作任务, 上一个任务完成以后方能进行下一个任务, 形成了一条串联的生产过程, 流水生产线通常具有以下几个基本特征:

(1) 按照对象专业化原则, 自动化拆装箱流水线上的待加工物件是固定不变的, 这样往往每个加工工况的专业化程度会非常高, 这也是自动化拆装箱流水线为什么会有非常高的生产效率的原因。

(2) 自动化拆装箱流水线上的加工设备和工艺是针对每个待加工物件的特点, 进行了专业化的设计和配置, 因此往往能够封闭地完成待加工对象的所有工艺要求, 流水线上每个加工工序的工艺和工序与加工单个物件时的比值保持一致, 即各工序的生产能力符合比例性的要求。

(3) 自动化拆装箱流水线上每个工位都按照各自的工艺顺序进行, 前后之间的工序安排比较紧凑, 尽可能保证发挥每个工位上最大的生产效率, 从而使加工工件沿着流水线单向流动, 减小了运输距离, 进而使整个生产过程的连续完整。

(4) 通过同期化设计, 自动化拆装箱流水线上各道生产工序通常具有一致的生产效率, 且使各道生产工序的加工时间尽可能接近整条流水线的生产节拍, 或与流水线节拍是整数比。因此工件可以按设计要求所规定的生产节拍, 在每一道生产工序上进行高效的加工, 从而使整个生产过程的节奏性强, 生产周期短。

(5) 各道生产工序按照节拍进行, 从而使生产过程的均衡性更好。尽可能使每道工序按照节拍生产, 以提高物件加工的生产效率。如何解决生产过程中的瓶颈问题, 即生产耗时最长的工作点的生产效率是自动化拆装箱流水线生产管理的关键因素之一。流水线生产能够取得非常好的经济效益, 以及按照生产节拍进行生产任务的设计理念, 作为流水生产的一个基本特征已经得到工业界的普遍认可。但自动化拆装箱流水线也存在很多的不足, 最突出缺点是流水线往往只能生产一种或一类物品, 因而加工产品非常单一, 一旦市场需求有了变化, 流水线的适应变化能力则往往跟不上。其次, 流水线生产由于自身条件限制, 它的最大产量固定, 在流水线上超产受制约。

2自动化拆装箱流水线解决方案流程概述

整条自动化拆装箱流水线由:纸箱成型封底机 (开箱机) 、封切热收缩机、自动装箱机、喷码机、折盖封箱机、角边封箱机、无人化打包机、栈板供给码垛机、穿剑式打包机、水平式打包机、在线缠绕包装机及输送机组成。整套包装线可实现无人化运行、包装外观整洁、稳固。开箱机 (纸箱成型封底机) 完成吸箱、开箱、胶带封底, 输送到积放滚筒输送机, 阻挡器阻挡纸箱。全自动封切包装机是通过前后输送皮带将产品送入到位, 光电开关感应产品到位, 由PLC和其它外围线路控制气动元件和机械装置相结合的自动包装设备。该设备的执行元件是气缸。由二位五通电磁阀控制其前进和后退。

气缸的工作位置由磁性开关和接近开关检测并反馈给PLC, 由PLC通过程序发出控制命令给相应气缸的电磁阀, 从而控制气缸的动作。通过自动控制将产品外表用收缩膜封切包装起来。通过收缩机炉膛, 完成贴体包装。通过输送线进入装箱机 (根据产品可采取平推式装箱、落差式装箱、机械手装箱) 由设备完成装箱后, 放行纸箱包装。通过输送机进入喷码区域完成喷码。

进入折盖封箱机前端, 自动折盖封箱机纸箱底部面形成的四面可弯折的面板折合, 放入物品后输入由两侧皮带驱动的输送轨道内, 封箱机上侧的纸箱折盖装置启动, 折盖封箱一次性完成。纸箱大小变化时, 全自动机器定位。产品进入角边封箱机后经输送链 (带、辊) 送入封箱机, 并递交给输箱机构, 由夹箱皮带夹住纸箱的两侧面, 向前运动。前短舌经压舌架自动弯曲, 后短舌在纸箱进入封箱机托辊时, 有一检测讯号 (光电讯号) 通知打舌气缸动作, 由打舌架将其折弯, 同时有一讯号通知熔胶机自动喷胶。

纸箱继续向前运动, 左、右长舌经过导向杆自动向中间折弯, 同时压箱机构皮带, 同步压住纸箱左右长舌, 使箱、舌、胶合在一起, 完成封箱整形动作, 即产品包装的最后一道工序一一自动封箱。通过动力滚筒输送机进入无人化打包机完成打包 (根据要求可实现单打、双打或井字型打包, 一台、两台无人化打包机可选配) 。进入码垛机前段:根据设定的排列方式强制对纸箱进行转向或输送, 以达到整理、排序的作用。供应输送带将整理好的第一列纸箱用气缸推入提升装置之后依次推入第二列、第三列以形成排序层。

当纸箱按一定的排序形成一组 (层) 后升降机载着排序层上升并向前移动至码垛装置上部, 并平稳地放在栈板 (或前一排序层) 上, 以形成自动码垛。码垛装置是依靠变频马达和链条来完成其升、降和前进 (后退) 的。栈板库可堆积12个空栈板, 并按程序要求定时向码垛装置供应栈板。由单独电机提供动力。当一栈板达到了码垛层数后发出信号, 将实垛推出码垛部分。实垛通过排除输送带送至指定位置, 码垛完成。

堆满产品的栈板通过滚筒输送线进入穿剑式打包机使打包带自动穿过托盘环绕打包。开放式弓架活动的穿带能将栈板与捆包物牢固地捆包在一起。通过输送机进入水平式打包机对栈板上面堆放的包装物进行水平打包的打包机, 弓架和烫头部分可以上, 下, 前, 后移动, 贴紧包装物后进行强力的打包。进入在线式缠绕包装机, 自动上膜, 完成底部缠绕, 越顶及加强圈缠绕, 自动断膜, 进入成品暂存区。

3流水线设计阶段最佳生产节拍的选择

通常当某一产品试产成功时, 表明该自动化拆装箱流水线设计能够达到量产的标准。根据作业要求, 在自动化拆装箱流水线的初级设计阶段, 一条生产线通常就能满足市场部门给定的生产要求产量Q0。自动化流水线将会根据供需平衡, 以利润最大化为目标对各个自动化流水线的工序进行设计。产品生命周期内实际生产时间踢将其折算成每小时需求量q0为:

则流水线设计阶段生产节拍C/T0为

为满足Q0, 要求C/T0>C/T1, 其中1为自动化拆装箱流水线设计阶段可供选择的工作站数目的下限值。在自动化拆装箱流水线设计的初级阶段, 预期市场对该产品的需求量通常是个固定值, 也就是说销售额是个定值, 为了在规定的条件下尽可能获得最大的利润, 成本的控制至关重要。因此, 在对生产节拍进行设计时, 为满足市场需求, 除了要考虑利润, 同时也要重视生产成本。面对市场需求量是一个定值的时候, 企业组织者可以选择不同工作站数目的流水线。可以选择使自动流水线的线体运转以接近满负的生产方式, 从而使自动流水线的利用率很高, 但是产品的产量较小;还可以选择使线体每小时的产出较高的生产方式, 但是这样的线体的设备闲置率很高, 相应的分摊到单台产品的制造成本就会变高。此时依然以生产效率最高, 成本最低为根本, 利润最大化为目标进行选择。工作站数目为某确定值时。为便于比较线体利用程度不同时的相关制造成本, 此时线体的相关单台制造成本Cost0计算方式如下,

式中salary0j—流水线设计阶段, 以产量为Q0, 工作站数目为j进行生产时, 单台人员薪资费用, 元/台。

Loss0j—流水线设计阶段, 产量为Q0, 工作站数目为j进行生产时, 平衡率损失费用, 元/台。

Z0j—流水线设计阶段, 产量为Q0, 工作站数目为j进行生产时, 每月产品设备工具折旧分摊费用, 元/台。

此时, 利润的计算方法, 为

式中B0j—流水线设计阶段, 以Q0初产量进行生产时的利润, 元。

COST0踢—流水线设计阶段, 以Q0初产量进行生产时的生产成本, 元。其中包含随着单台产品增多或减少而相应变化的原材料成本, 和式 (3) 计算得出的相关制造成本COST0j。比较不同工作站数目的B0j, 因为生产的组织, 生产节拍的选择是基于生产效率最高、生产成本最低、满足市场需求, 且以利润最大化为目标, 则最佳的生产节拍即取B0j最大值时对应的生产节拍。

4结论

本章首先介绍自动化拆装箱流水线的基本特征, 之后从流水线生产节拍入手, 研究了生产节拍对整个生产效率、利润的影响, 之后给出基于生产成本最低、利润最大化的生产节拍的设计方案。所有的企业在产品生产的实际过程中, 都是以利润最大化为最主要的目的, 而生产成本最低, 并不一定能够使产品的市场利润最大, 因此本文基于此, 研究基于利润最大化时生产节拍的选择。

摘要:本文首先介绍了自动化拆装箱流水生产线的基本特征与组织流水线的必要条件。其次明确了生产节拍、生产效率的定义, 分析了生产节拍与生产效率的关系, 得出了生产效率与线平衡率呈线性关系的结论。本文使用流水线负荷平衡技术, 作业节点法等全面提升生产效率, 并提出了基于生产效率最高生产节拍选择的方法与步骤。在基于制造成本最低最佳生产节拍的选择与基于利润最大化最佳生产节拍选择方法上, 本文给出了计算相关制造成本的模型, 并分别提出了选择生产节拍的方法步骤。面对市场的实际需求状况, 且在前面研究分析的基础之上, 本文提出了装配线设计阶段最佳生产节拍的选择方法, 以及面对市场波动时改线方案的选择方法及其最佳生产节拍确定的方法与步骤。

关键词:自动化,计算,模型

参考文献

[1]吴瑞祥.机器人技术及应用[M].北京航空航天大学出版社, 1994.

[2]马福才.平行顺序按批生产成组流水线生产过程的数学模型[J].西安工业大学学报, 1985 (2) .

[3]周亮.袋成型自动包装机控制系统的设计与研究[D].武汉理工大学, 2009.

[4]占书芳, 张晓川, 廖三立.基于负荷平衡的流水线生产节拍设计[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2007, 31 (1) :183-186.

[5]葛安华, 刘超, 孙晶.基于市场需求变化的流水线最佳生产节拍选择[J].工业工程, 2011, 14 (1) :96-100.

[6]杨光, 周炳海.TMC公司平衡装配线生产节拍研究[J].苏州大学学报:自然科学版, 2007, 23 (1) :67-72.

医学检验自动化流水线 篇3

南京市纬三路过长江隧道是南京城市总体规划确定的城市重要过江通道, 该工程位于长江大桥与纬七路南京长江隧道之间, 其中距离南京长江大桥岸边里程约4.9km, 距离纬七路长江隧道岸边里程4.7km。隧道线路分为南线 (S线) 和北线 (N线) , 管片设计混凝土强度C60、抗渗等级P12, 管片结构外径14.5m, 内径13.3m, 管片环宽2.0m, 管片厚度60cm, 采用双面楔形形式, 楔形量为48mm。每环管片由封顶块 (F) 、邻接块 (L1、L2) 、标准块 (B1) ~ (B7) 十块构成。为提高管片生产效率, N线管片生产采用比较先进的自动化流水线生产。

2 流水线布置原理介绍

自动化生产线是模具在生产线上有规律的按着一定节拍行走、操作工人站在固定的工位上完成本工序的操作, 完成一个等待下一个。混凝土的浇注及振捣固定在生产线的某个位置上。浇注室的上方是混凝土料斗, 搅拌好的混凝土直接输送至料斗中, 等待浇注。抹面后进入养护窑蒸养。

不管是固定式生产还是流水线生产都需要相同的工序, 各生产工序流程图如图1。

由于在管片制作过程中, 有三个时间是必须保证的, 一是管片浇注后的静停时间根据实际经验要1~2h, 二是蒸养时间一般不少于4h, 三是混凝土上料搅拌运输时间每盘最快也要3min。结合本工程单块管片最大混凝土方量为5.3m3, 本工程专用搅拌站每罐搅拌能力最大为2.0m3, 需输送三罐才能浇筑完毕, 因此就确定了生产节拍是9min, 也就是说生产线在正常生产的时候要每9min就要浇注一个模具。同时浇注线必须保证在9min内完成一座模具的入窑准备, 2套20个模具在5h内就能完成一次循环, 在环境温度允许的情况下一个白班很轻松完成每天2翻的生产要求。当然模具反翻数量要充分考虑生产工期的需要和经济效益上是否合理。

3 流水线的运行过程

流水线可采用的顺时针或逆时针的循环方式, 两侧摆渡车同时运行到蒸养线, 两侧蒸养窑门开启后, 左侧摆渡车推进器将一座静养后的模具推入蒸养窑并将蒸养完毕的模具推出;摆渡车运行到浇注线, 利用右侧摆渡的推进器将模具送入浇注线的同时, 将静养完成后的模具推入到左侧的摆渡车上;摆渡车再交替运行到二条或三条蒸养线将模具推入蒸养窑;通过以上的方式完成模具的周而复始的循环。

浇注线的运行过程:通过推进器和平移小车的传递完成工位的交替, 在浇注线从左到右需完成管片脱模、模具清理、放钢筋笼、放置预埋件、混凝土浇注、混凝土静养等工序。

4 盾构管片流水线的各子系统配置及详细说明

自动化生产线上主要由控制系统、生产线、养护线、推进系统、摆渡车、混凝土的浇注振捣系统、养护系统和混凝土周转系统组成。

4.1 控制系统 (包括PLC自动控制系统、监控系统、温度控制系统、模具类型智能识别系统)

自动化生产线的控制系统非常关键, 它是整条线的大脑, 生产线上的所有动作指令都是由控制系统发出的。并且, 它要使生产线的每个动作都要协调一致。控制系统是由电脑软件通过PLC控制各个驱动电机, 由驱动电机来完成相应的动作, 其中包括:摆渡车前后行走、模具移动、养护窑门的升降、振动台顶升和下降、模具夹紧和松开等一系列动作。当各个动作到位后都有相应的传感器或接近开关把动作情况反馈给PLC, PLC做出判断后就会做出下一个动作。

4.1.1 PLC自动控制系统

系统由主控台和触摸屏组成, 通过USS协议控制2台西门子变频器对摆渡车横向移动交流电机的速度进行控制。该系统还需控制两部摆渡车在各条线的运行位置及精确定位、摆渡车推进器的推进和收回、蒸养窑门的开启和关闭、浇注线运行状态的反馈信号处理等方面。运行方式分为手动控制和触摸屏自动控制两种状态, 在自动控制的状态下每按动一次运行按钮摆渡车交替运行到浇注线和蒸养线的相应位置后完成推进动作。在手动状态下, 靠人工完成选择及相应动作。

控制过程:摆渡车在接到位置指令后, 开始横向移动, 当接近开关触发后, 变频电源将电机运行速度降低, 利用光电开关将摆渡车精确定位, 同时触发行程限位开关给控制系统提供反馈信号;当接到推进信号后, 一侧的摆渡车推进装置开始工作, 当推进完成并触发行程开关后自动收回, 等待下一指令。摆渡车运动到蒸养窑口时, 蒸养窑的升降门必须处于开启状态, 模具推入蒸养窑后升降门自动关闭。摆渡车运行到浇注线, 在推进前首先要收到浇注线运行进入的反馈信号。

HMI控制界面的设计:界面需显示运行状态的动态演示、浇注线和蒸养线的标识、各种反馈信号的显示、日历、每天管片生产的数量并可以清零、生产间隔时间显示等。

4.1.2 监控系统

分别在两侧摆渡车、浇注工位、整条流水线等处安装监控探头, 共计8部, 便于主控人员实时了解生产状态, 并可将信息进行为期一个月的存储, 以供管理人员调用。

4.1.3 温度控制系统

蒸养室温度由PID自动调节, 并通过温度传感器、电磁阀控制蒸养窑内每个区间的蒸气通气量。触摸屏可以实时显示蒸养室的温度曲线及设定参数。

4.1.4 模具类型智能识别系统

本系统自动可识别模具编码, 并将编码内容进行生产数据库管理, 数据库可输入产品编号、产品用户和工地名称等, 并将各数据自动编制、打印出生产报表。

4.2 推进系统

为了保证推进系统的稳定性和可靠性, 管片流水线推进系统全部采用液压传动和推进。

推进系统主要包括:浇注线模具的整体推进和蒸养线模具的依次入蒸养窑。浇注线推进系统在模具的下方通长铺设推进装置, 每一个模具设置一个推点以保证模具的中心距离控制在5m, 为模具的端模操作预留0.8m的空间。浇注线推进系统设置在入窑窑口的位置上, 保证模依次进入蒸养窑, 入窑后模具的运动是依靠模具之间的传递实现。

4.2.1 推进系统工作流程说明

推进系统的每一个运行动作全部由PLC控制, 在接到PLC的推进指令后, 电机通过减速机驱动推进系统开始运动到达指定位置并触动限位开关后, PLC发出退回指令, 推进装置返回初始位置。

4.2.2 推进系统的安全措施

在浇注线和蒸养线窑口位置, 为了防止模具的惯性窜动, 在模具制定位置上设置有弹性限位装置。限位开关等关键控制点用冗余设计, 保证系统的稳定可靠性。

4.3 摆渡车

摆渡车是把模具从浇注线运送到蒸养线和从蒸养线运送到浇注线的转运设备。每条线的模具在动作之前, 摆渡车都要在这条线的两端。因为, 一座模具在其中的一个摆渡车上向前推出, 另一个摆渡车就必须在这条线的另一端接住前面的模具, 摆渡车把等待养护的管片运送到养护窑养护, 把养护好的管片运送到生产线脱模, 这样就形成了循环。摆渡车的每一个运行动作全部由PLC控制, 并利用接近开关和光电开关进行精确定位。

摆渡车必须具有三个主要功能:横向移动功能完成模具在浇注线和蒸养线的转换、推进功能完成模具从摆渡车到浇注线或蒸养线的转换、拉回功能完成模具从浇注线或蒸养线运行到摆渡车到位, 并触动行程开关后PLC接到指令后方可横向移动。为了保证摆渡车的稳定、可靠运行, 所有运动功能采用机械式结构完成, 由电机和减速机进行驱动。

4.4 混凝土的浇注振捣系统

浇注系统是用来完成管片浇注成型的组成单元。主要包括封闭式浇注室、浇注控制台、托举台、混凝土料斗、自动门、液压系统、附着式振动器气路快接装置等结构。

4.4.1 封闭式浇注室

封闭式浇注是降低振动器噪音的主要方式, 通过在进口和出口端分别安装气动式自动门、内壁铺设噪音阻尼发泡橡胶、浇注室与浇注操控台分开, 通过玻璃进行观察等方式实现。在操控台一侧设置门, 便于操控人员进入浇注室。

4.4.2 浇注控制台

操控台上设置有油压、气压开关和传感器指示灯, 通过油压气压开关对托举台顶升和下降、模具夹紧和松开、附着式振动器的启动和停止、混凝土料斗下料、自动门的开合等动作进行控制。

4.4.3 托举台

通过机械方式将模具与振动台固定在一起, 振动的时候需要气囊顶起来之后振动, 这样就可以尽量减小对基础的振动并防止振动能力的损失。 (图7)

4.4.4 混凝土料斗

固定于模具下料口的上方, 通过调节液压开关控制料斗门的开合来完成混凝土的浇注。在混凝土料斗的侧面安装一台电动振动器, 便于混凝土的流动。

4.4.5 混凝土浇注振捣系统工作流程说明

首先在PLC的控制下模具被推进系统推到浇注室制定位置后, 通过操控液压开关将模具与托举台夹紧并将托举台顶起, 托举指示灯亮起后操作人员进入浇注室将附着式的气路接通, 退出浇注室关闭自动门后进行混凝土料斗下料并进行振捣。浇注完成后依次完成关闭混凝土料斗、关闭振动器、打开自动门、放下托举台、进入浇注室分离气路接头、给PLC发送浇注完成信号, 准备下一座模具混凝土浇注。

4.5 养护系统

养护系统是由热源、温度传感器、温度控制器组成。管片养护的温度要求相对比较严格, 升温速度不超过15℃/h, 降温速度不超过20℃/h。管片养护分预养 (与静停同时进行) 、升温、恒温、降温四个过程。每个区域都在温度控制器上设定好温度范围, 温度控制器会根据传感器反馈回来的温度自动控制各个区域的温度, 来保证管片的蒸养条件。

4.6 混凝土送料系统

混凝土送料系统包括:主体结构框架、轨道、周转料斗、行走机构、液压机构。

该系统的功能是将混凝土从搅拌站运送到固定浇注口, 提高混凝土周转效率, 降低运输费用。主体框架须具备足够的强度以满足周转料斗的安全运行;周转料斗设置有行走机构和液压机构以实现料斗行走和放料口的开合, 侧面安装电动振动器以便于混凝土的流动。周转料斗的运动及定位采用传感器和继电器半自动控制, 放料口的开合采用手工控制, 进出搅拌站自动门的开合采用PLC自动控制。

5 专用吊具设计

脱模后的管片起吊多采用专用吊具, 专用吊具一般根据管片具体尺寸量身定做, 吊具的设计要满足三个原则:吊具机关开合灵敏、管片起吊后管片状态垂直、吊具与管片砼结合处不损及砼。

由于南京纬三路过江隧道管片内径为14.5m, 管片环宽2.0m, 管片厚度为0.6m, 每环管片由10片组成, 单片管片尺寸大、重量重, 目前国内无现成使用经验, 需根据以往施工经验及施工图纸设计出适合本工程使用的吊具, 我们计算出管片的重心和形心, 设计出剪刀式专用吊具, 并申请获得了国家专利。

6 结束语

大尺寸、高精度管片在我国过江、过海通道基础中的应用日益增多, 如上海过黄浦江隧道、武汉过长江隧道、青岛胶州湾隧道、南京纬七路隧道。而采用全自动流水线预制大直径高精度管片的成功案例, 未见公开报道。

通过本项目的实施和技术研究总结, 大直径高精度管片预制施工工法, 为今后类似项目的规划、设计与施工提供参照。同时有利于自动化流水线管片预制技术的推广与应用, 进一步推动国内大直径高精度管片预制水平。

摘要:结合南京市纬三路过江隧道管片预制, 对¢14.5m的大直径管片采用自动化流水线预制技术进行了深入研究, 从流水线布置、系统构造、专用吊具设计等进行了分析总结, 希望本文对类似大直径管片采用流水线预制有借鉴和参考作用。

医学检验自动化流水线 篇4

1 输送线上罐子流动分布状态分析

完整的罐头自动化生产流水线通常可包括单道输送和多道并排输送。对于多道并排输送线一般用挤压感应机构即可检测罐子流动的各种状态,但在单道输送时,罐头生产流水线会出现以下4种罐子流动分布状态:(1)输送线上无罐子,如图1所示;(2)输送线上有罐子在流动,但罐子之间有间隙,即有空档现象,如图2所示;(3)输送线上有罐子在流动,且罐子之间没有间隙,如图3所示;(4)输送线上有罐子,但罐子不运动,这种情况常见于因故障导致机器设备停机或输送线上出现异常情况导致堵塞,如图4所示。

对于图1、图2和图4的3种状态,一般用对射或镜面反射光电传感器便可检测区分。但对于图3和图4两种状况,单用一个光电传感器无法区分。而对于图1和图4两种状态,单用一个金属接近传感器同样无法区分,因为图4状态恰好是传感器位于两个罐子之间的凹档处,如图5所示,超过了金属接近传感器的检测距离,所以传感器无法感应到,这种状态与没有罐子的图1状态相似。

2 解决方法及检测方案硬件设计

2.1 设计思路

在生产运行中通常会判定图4为输送线不正常的堵塞状态,而其他3种为畅通状态,所以有必要对第4种状态进行检测。而单用一个光电传感器检测会将图3状态误判为图4状态,另外单用一个金属接近传感器检测则会将图4状态误判为图1状态。为了解决上述问题,文中采用了对射光电传感器和金属接近传感器相结合的使用方法,可准确检测区分出以上第4种状态。

2.2 硬件设计

方案采用的均为开关量信号;控制器为西门子 LOGO!6ED1 052-1MD00-0BA6可编程智能控制模块;光电传感器为对射型SICK VS/VE18 4P3140;金属接近传感器为BALLUFF BES M30MI1-PSC22B-S04G,均为高电平输出。传感器安装位置如图6所示,智能控制模块SIMATIC LOGO!的输入、输出点的分配如表1所示。

3 控制程序及其工作原理

3.1 控制程序

该检测方案控制程序如图7所示。设定模块输出点Q1为状态1时输送线畅通,状态为0时输送线发生堵塞。输送线畅通状态只需输入条件I1或者I2单独判定,而输送线堵塞状态则需输入条件I1和I2共同判定。

3.2 工作原理

当输送线是图1状态时,控制模块输入点I1、I2均无信号输入,B004接通延时输出为1,B009接通延时输出为0。B002或门输出为1,B005输出为0,导致B001被置位,Q1为1;当输送线是图2状态时,光电传感器I1和接近传感器I2均检测出罐子的移动信号(经测算:输送线上罐子流动速度为500~600罐/min时,每个罐子经传感器的时间<0.35 s)。B004接通延时输出为1,B009接通延时输出为0,导致B001的R端为0,S端为1,B001置位,Q1为1;当输送线是图3状态时,光电传感器I1信号持续为1,B004输出0,B009输出1。接近传感器I2检测到罐子的移动信号,B008对每个驶过的罐子产生0.15 s上升沿脉冲。B007断电延时0.55 s(罐子流速500~600罐/min,8~10罐/s),所以B007持续保持状态1。B007保持0.80 s以上时,B006输出1,导致B002输出1,同理B011也输出1,导致B005与门输出为0。B001的S端为1,R端为0,B001保持置位状态,Q1为1;当输送线是图4状态时,光电传感器I1信号和图3相同,接近传感器I2有两种情况:持续为0或1。持续为0时,B006输出0,B011输出0,同时B009输出1导致B005输出1,B004为0和B006为0导致B002为0,B001被复位。持续为1时,B008产生上升沿脉冲,但在B007断电延时的0.55 s内,第二个脉冲没有到来,这就导致B007输出0,B006为0,同理B011也为0,B005为1,B002为0,B001保持复位状态,Q1为0。

4 结束语

通过对以上4种罐子分布状态的控制程序分析,可得出结论,文中所提出的方案可准确检测区分出图4的状态。并可通过信号关联及时对自动化生产线上的各个设备进行相关控制。与此同时对于罐头行业自动化生产线上罐子分布状况检测问题在建立、分析、研制过程中,采用光电传感器和接近传感器相结合的方法,使问题得以简化。运行结果表明,所用方法合理,经调试后达到了预期的检测效果。

参考文献

[1]西门子(中国)有限公司.SIMATIC LOGO!智能逻辑控制器技术手册[M].北京:西门子(中国)有限公司,2008.

[2]西门子(中国)有限公司.SIMATIC LOGO!智能逻辑控制器应用文集[M].北京:西门子(中国)有限公司,2005.

[3]张毅.脉冲与数字电路[M].北京:高等教育出版社,1994.

[4]龚仲华.S7-200/300/400PLC应用技术[M].北京:人民邮电出版社,2008.

产品流水线自动称重喷印系统 篇5

如今,工厂为了提高生产效率,优化生产过程,通过作业细化分类,使用多工序流水连续作业的生产线以满足快速高效生产的要求[1]。但是在很多工业品生产过程中,作业者需要对工业品重量进行测量,并将重量、生产日期、编号等生产信息喷印在其外壳上。在很多实际生产环境中,作业者从流水线取下产品放置于称重设备上,记录产品重量以后,使用刻有数字的印,将重量、时间等相关信息压印于产品外壳上。针对此本文设计了一套产品流水线自动称重喷印系统,可以极大地提高其生产效率,降低生产成本。

1自动称重喷印系统组成

本系统由电子秤、喷码机和连接控制器组成,系统原理图如图1所示。电子秤安置于流水线皮带机的旁边。工作人员将产品从流水线上取下,放置于电子秤上。当显示器显示称重完毕后,工作人员将产品从电子秤上取下,放置于喷码机的皮带机上。喷码机自动将产品信息(重量、号码、日期等)喷印于产品上。

为满足实际生产要求,电子秤采用德国的赛多利斯Signum工业秤。它采用应变片称重传感器,性能优越,操作简单,能适应任何工业环境,并根据不同的工业环境,可以设置不同的精度和量程,分辨率可达到1/35 000或者1/350 000。Signum工业秤的外壳采用不锈钢材质,坚固耐用,其除能完成最基本的精密称重任务外,还具有计数、计算等功能,采集到的重量数据可以通过RS232串行接口发送出去。

喷码机采用美国赛创立公司生产的ci系列连续式喷墨编码机ci1000,喷印速度高达470 m/min,几乎可以在任何材料(金属、塑料、玻璃、纸张、木材等等)上喷印,其防护等级为IP65,防水防尘,完全可适应恶劣的工业生产环境。

连接控制器是整个系统的中枢,用于连接电子秤和喷码机,通过RS232接口采集电子秤的数据,再将重量信息通过RS232接口发送给喷码机。由于在产品上喷印的信息必须符合一定的规格和内容,连接控制器不仅要接收称重数据,还需要对内容进行加工编辑,加入产品批号和生产日期等信息。在流水线上,产品的间隔随机分布,连接控制器需要记录每次称重的时间间隔,并通过时间间隔的判断,按照一定速率将称重信息发送给喷码机。

2连接控制器的硬件组成

主要以美国TI公司的MSP430系列单片机构成的连接控制系统,包括电源电路、RS232接口电路、显示报警电路、复位电路等。MSP430系列单片机是一款16位超低功耗、采用精简指令集的混合信号处理器,具有丰富的片上外围模块,内置有看门狗、定时器A/B、串口0/1、硬件乘法器等;在运算速度方面,在8 MHz晶体的驱动下,实现125 μs的指令周期;超低功耗,具有5种工作模式,最低电流小于1 μA;适应工业级运行环境,MSP430系列单片机可在环境温度-40 ℃~+85 ℃稳定运行。本系统中采用MSP430系列单片机中的MSP430F149单片机,具有60 kB Flash的ROM,2 kB SRAM,3组时钟,两路串行数据接口[2]。

连接控制器的电源电路与喷码机接口的第10口通过导线相连,可取得+12 V的直流电源,通过7805三端正稳压电路,可输出标准的+5 V电压,再通过LM117稳压电路,可将+5 V电压转为MSP430系列单片机的工作电压+3.3 V。电源电路图如图2所示。

由于连接控制器需要同时与电子秤和喷码机进行数据通讯,因此采用两路串行数字接口,一路负责接收电子秤的称重数据,另一路负责向喷码机发送产品的喷印信息。两路串行数字接口电路图如图3所示。

当获得稳定的电子秤的称重数据以后,连接控制器会通过灯光和声音提示工作人员将产品从电子秤上拿下来,放到喷码机的皮带上。连接控制器还会通过内部定时器记录称重的时间间隔,并按照一定速率将称重信息发送给喷码机。

3连接控制器的软件设计

当MSP430F149单片机的串行数据缓存接收到电子秤发送的称重信息时,触发连接控制器将连接控制器从休眠状态唤醒,转为工作状态。当记录6次有效相同信息后,连接控制器确定为一次成功接收,发出声光提示工作人员从电子秤上拿下产品。当记录6次有效电子秤没有称重的信息后,确认拿走产品,并将称重信息与该产品的编号和日期打包通过串口2发送给喷码机,软件流程图如图4所示[3]。

4结束语

本文设计了一套基于流水线的自动称重喷印系统,该系统能够在产品流水生产线上快速对产品进行称重和喷印重量、生产日期等信息,节省了人力物力,提高了流水线的生产效率。

参考文献

[1]黄璟璟.浅谈流水线技术[J].无锡南洋学院学报,2007(4):36-39.

[2]吴怀超,王海南.MSP430和MCS-51单片机在数据采集中的应用比较[J].自动化技术与应用,2010(11):111-113.

医学检验自动化流水线 篇6

同时大量的、规格繁多的各种电能计量器具的进出,对计量装置仓储管理提出了更高的要求。由于涉及电能计量装置的数量大,工作繁琐,为保证电能计量资产管理的准确无误,降低差错率,实现电能计量资产和计量器具库房的科学管理是一个非常重要的环节。

针对这种发展趋势,建设“自动化检定、智能化仓储、物流化配送”的计量中心势在必行。应充分利用自动化技术和现代物流理论,建设全自动检定流水线和智能仓储设施。

1 系统总体设计

单相电能表自动化检定流水线及智能立库系统由单相电能表自动检定流水线、智能立体仓库、AGV(自动导引运载装置)三大子系统构成。

1.1 智能立库系统

智能立体仓库有3个巷道、6排货架、33列货位,总共可储存15000只单相电能表、5000只三相电能表、3000只低压电流互感器。物流处理上,配有3台堆垛机和2台穿梭车等机械设备。系统构成如图1所示。

智能立库系统利用立体货架、巷道堆垛机、往复式升降输送机、往复式穿梭车、自动输送系统、输送电控系统以及计算机系统实现计量设备的智能存储与输送。能够接收营销系统下达的出库、入库、配送、电能表检定等任务,自动完成电能表的存储与输送。物理上与流水线自动化检定系统连接,送入待检电能表,接收检定完毕的电能表。

1.2 单相电能表自动检定流水线系统

单相电能表自动检定流水线系统采用柔性链板输送机构,在物理上与智能立库系统实现无缝接驳、管理上与营销系统相连,能够接收营销系统下达的电能表检定任务,自动完成电能表检定。该子系统可完成耐压测试、液晶屏显示检测、误差综合测试、自动封印、自动贴标以及不合格表自动分拣工作,其中误差检定设备为7条并行24表位误差检定设备,可同时检定168只电能表,设计检定能力单相电能表18万只/年。物流处理上,系统配备1套周转箱、2台拆码垛机、1台三坐标上下料机械手。系统构成如图2所示。

1.3 AGV输送子系统

AGV输送子系统由1辆AGV小车、地面导航系统、在线自动充电系统、AGV控制台和通讯系统等构成,它接受来自智能立库系统调度层的指令,负责将立体仓库送出的待检表和互感器送到指定的接货站台,并将较验完成的电能表和互感器送回立体仓库的入库站台。

各个子系统均在上层营销MIS的统一管理下工作,各子系统接到营销MIS的下达的任务后会自动调度所属设备完成既定工作。整个系统的流程图如图3所示。

2 系统应用

珠海供电局电能计量自动化检定流水线及智能立库系统是广东电网公司为适应并引领电能表检定现代化发展的需要而组建的一个高科技技术平台。技术全面,规划合理,既有自动化校表线,又有传统检定台和互感器检定设备,是南网乃至全国功能最为完备的计量检定系统之一。

该系统由广东省电力设计院总体设计,由郑州三晖电气股份有限公司承建;为广东电网公司在我局的试点建设项目。

该系统从2010年5月,历经了技术方案研究、项目设计、实验室环境改造、设备硬件安装,软硬件联调、现场验收等多个阶段。2012年8月3日,该系统正式通过整改验收,正式投入生产运行。自正式投入生产运行以来,已成功检验单相电能表34000余只,运行情况良好。该系统的应用极大地提高了工作效率,减少了人工劳动,达到了预期效果。该系统荣获了珠海供电局2012年科技进步二等奖。系统采用的新型实用的电能表接线定位装置,已成功申请实用新型专利。

3 效益分析

3.1 经济效益

按照传统检定模式,共有2台24表位单相电能表检定装置,每台装置配备2名检定人员,共4名检定人员检定48只单相电能表需要83min,其中电能表检定时间为73min,其他如拆线、盖章、将表装框等辅助工作需要10 min。而自动化检定流水线系统有7台并行的24表位单相电能表检定装置,可同时工作,并可实现连续作业,检定168只单相电能表仅需60 min。而在厂家人员的配合下,只需配备1名检定人员。按每日6.5小时的工作时间计算,传统检定模式下,每日检定量为226只单相电能表,而自动化检定流水线系统的日检定量为1092只,是原有的4.8倍。通过以上分析可以看到,应用了自动化检定流水线系统后,检定人员减少了75%,而电能表的检定效率却提高了160%,工作效率得到了很大的提高。

3.2 社会效益

(1)提高计量检定中心的技术水平,提高检定工作效率,使检定产能弹性加大。并且提高了计量检定设备的利用效率,提高投资效应。

(2)提高电能计量管理的质量和安全水平,减少和避免了业务差错。

(3)在智能表库中存放的电能计量装置有着良好的抗干扰性,不会发生表计之间相互干扰导致失效的事故。并且形成数字化管理机制,系统可对各种数据进行分析。

(4)自动化检表系统的研制建立在电能表技术标准统一的基础上,不仅将大大推动电能计量管理标准化建设的步伐,系统所具有的智能化功能也为未来智能电表的广泛应用创造更有利的技术平台。并为其它供电局同类项目提供了参考。

4 结语

单相电能表自动化检定流水线及智能立库系统功能齐全,设备先进,投入生产运行后,取得了显著的经济效益和社会效益,大大提升了计量中心管理水平。单相电能表自动化检定流水线及智能立库系统是今后电能计量技术的发展方向,为其他供电局同类项目提供了成功经验和参考价值,值得在全省范围内推广应用。

摘要:随着市场经济的发展和电力体制的改革,形成了电能计量装置集中检验、统一配送的新型管理模式,对电能计量装置的检定速度提出了更高的要求。同时电力需求侧的管理现代化发展水平越来越高,市场化也要求进一步减少人为差错对电能计量的损失。因此,机电一体化的全自动计量检定设备才能满足新形式的要求,真正实现减员增效。

关键词:电能表,自动检定,流水线研究,系统应用

参考文献

[1]张燕,黄金娟.电能表智能化检定流水线系统的研究与应用[J].电测与仪表,2009(12):74-77.

[2]高利明,陈卓娅,张欲晓,等.一种智能化全自动流水线电能表检定系统[J].河南电力,2011(4):38-41.

医学检验自动化流水线 篇7

1自动注油机的功能

机车车辆减振器的内部有压力缸和储油缸, 内部结构比较复杂, 如图1所示 (图中虚线为液压油油面高度) 。自动注油机是减振器组装流水线上的一台工位设备, 其主要功能有以下几个方面:①自动调节注油管口位置;②自动注入定量的液压油;③友好的人机操作界面;④流水线设备必要的管理接口。

2自动注油机的供油路径及接近开关布局

如图2所示, 液压油通过油泵从备用油桶中汲到组装流水线自动注油机旁的小型油箱中, 驱动马达启动, 液压油从小型油箱注入计量油泵, 通过转向阀切换, 驱动马达反向启动, 液压油被从计量油泵中压出, 通过油管口, 经过三轴机器人准确定位, 注入到减振器中。

1-200 L油桶;2-油泵;3-小型油箱;4-驱动马达;5-计量油泵;6-三轴机器人;7-减振器;8-注油管口;A-小型油箱③报警灯 (HH) ;B-小型油箱③供给停止点 (H) ;C-小型油箱③供给开始点 (L) ;D-计量油泵⑤油箱侧限位;E-计量油泵⑤油管口侧;F-计量油泵⑤上升端;G-计量油泵⑤原点;H-计量油泵⑤下降端;I-注油管口⑧限位处;J-减振器⑦限位处。

3自动注油机的系统控制

自动注油机依靠多个接近开关传感器和可编程控制器PLC实现自动控制, PLC采用欧姆龙产品, 其配置如下:采用CS1W-BC083底板, 搭配C200H-ID212模块, 输入基本指令;搭配C200H-OD212模块, 输出基本指令;搭配CS1W-ID231模块, 输入传感器信号;搭配CS1W-OD231模块, 向伺服放大器和伺服执行器输出程序和指令;搭配CS1W-NC113模块, 提供定位信息。另外CPU单元采用CS1G-CPU43H, 能够提供丰富的功能模块, 减少编程时间。通过底板上的RS232C接口连接触摸屏, 提供友好的人机界面。控制计量油泵伺服马达的伺服放大器选用SGDM-02AD, 控制三轴机器人的伺服放大器采用IAI的多轴控制器XSEL-J-3-200A-200A-60AB-N1-2-1。PLC及伺服控制器的连接如图3所示。

4自动注油机的关键技术

(1) 三轴机器人的准确定位及计量油泵的准确计量

PLC通过控制伺服放大器来控制带有编码器的伺服电机 (伺服气缸) 以实现精确定位。PLC需采用晶体管输出而不能用继电器输出, 这样才可以向伺服放大器发出脉冲控制。对于自动注油机来说, 因设备的精度要求较高, 故需在PLC上增加相应的定位模块。

系统采用触摸屏+PLC+伺服驱动器方式, PLC和伺服放大器之间是用通讯方式连接的, PLC完成所有工艺控制程序的编写, 通过通讯方式发给每台伺服放大器速度和位置指令。触摸屏可以进行工艺参数的设定, 包括对每台伺服放大器的设定 (速度、位置、PID反馈回路调节参数等) , PLC的数据区有固定的地址对应每台伺服放大器响应的参数, 触摸屏只要对这些地址里的数据进行修改并传输给每台伺服放大器就可以了。其他的I/O (输入/输出) 信号也在PLC里进行处理。

(2) 自动注油机与组装线的数据接口

该自动注油机只是整条减振器组装线中的一台设备, 考虑到整条组装线的统一作业, 流水线设置了必要的“防呆装置”。为此, 对自动注油机设定了设备启动的两个必要条件:工件的限位感应器和完成前道工序的信号。将这两个数据接口连接到PLC上, 从而实现了自动注油机在组装线中的联动作业, 防止了误操作或漏操作。

5结束语

国内部分减振器生产厂家使用的注油机结构简单, 仅由接近开关传感器控制注油机的注油量, 也没有自动定位装置控制注油管口, 存在注油量误差大、选择注油位置慢等问题, 降低了组装线的生产效率和减振器的组装品质。自动注油机的使用一改公司过去手动注油的历史, 摒弃了单点注油的陈旧技术, 采用PLC自动控制, 同时配合伺服电机和高精度三轴机器人的使用, 实现了针对减振器的不同位置进行定量自动注油的操作;还能够存储多种减振器注油位置和注油量的程序;通过在人机界面中快速选择产品种类, 适应多种减振器在组装线进行快速组装作业。

根据现场数据统计, 对比此前的手动注油, 该自动注油机可提高工作效率25% (原时间为75 s, 现时间为60 s) , 同时提高了注油油量的准确度 (原数据差为±3 ml, 现数据差为±1 ml) 。该自动注油机操作方便、动作可靠, 在公司的减振器大批量生产和质量控制中发挥了重要的作用。

摘要:通过对引进技术的消化和吸收, 设计改造了自动注油机, 为提高减振器的装配质量和工作效率起到了重要的作用。

上一篇:当代著名历史人物下一篇:再手术临床效果