臺灣博碩士論文加值系統

本文是針對套筒四角孔回沖整型加工之油壓機，設計製作一套自動進料系統，利用機械的方式來進行整個送料的過程，取代以人力所執行的工作，避免人員在作業的過程中有安全上的顧慮，並提升作業的速度與可靠性。本研究是以低成本自動化之觀念，整合機械設計與機電控制技術，開發出一套回沖機自動送料系統。此系統主要構件包含由伺服馬達驅動之圓盤送料裝置與氣壓機械夾爪之搬運裝置，並以可程式邏輯控制器PLC作為系統控制器。開發出之自動化送料系統，可於5秒鐘內完成1件回沖作業，成品良率達99%以上。且由原本一人操作一台機器，提升為一人可同時操作2台以上，大幅度節省人力資源。此自動送料系統亦可推廣應用於幾何型態類似之沖壓加工。

This study proposed an auto-loading system deviced on the sockets stamping machine. We can use the system to substitute the human operators to transit goods in an efficient way. It can not only improve loading speed but also prevent employees from getting injuried during work. Based on the concept of low-cost automation, this study is to develop an automatic feeding system integrated mechanical design and mechatronics technology. The system is controlled by a PLC controller. It contains a disk feeding device driven by the servo motor and a pneumatic transfer equipment with the mechanical arms. Finally, a prototype is built to verify the design idea. It can complete the process within 5 seconds with more than 99% of process yield. It is found that the auto-loading system can be developed a feasible solution that meets various design requirements.

目錄
中文摘要…………………………………………………………………………i
英文摘要…………………………………………………………………………ii
誌謝………………………………………………………………………………iii
目錄………………………………………………………………………………iv
圖目錄……………………………………………………………………………vi
表目錄……………………………………………………………………………ix
第一章 緒論………………………………………………………………………1
1-1 前言…………………………………………………………………………1
1-2 研究動機……………………………………………………………………1
1-3 研究步驟……………………………………………………………………10
1-4 論文架構……………………………………………………………………10
第二章 文獻探討…………………………………………………………………11
2-1 市售的沖壓加工機自動進料商品…………………………………………12
2-2 沖壓加工機自動進料相關研究……………………………………………14
第三章 硬體與氣壓迴路架構設計………………………………………………18
3-1 旋轉圓盤之設計……………………………………………………………20
3-2 氣壓機械夾爪搬運裝置之設計……………………………………………25
3-3 機電控制之設計……………………………………………………………29
第四章 結果與討論………………………………………………………………37
4.1 系統測試與修正……………………………………………………………37
4.2 效益分析……………………………………………………………………40
第五章 結論與建議………………………………………………………………42
參考文獻…………………………………………………………………………43
附錄一：可程式控制器之控制程式……………………………………………44

圖目錄
圖1-1 為氣動套筒扳手裝配圖…………………………………………………2
圖1-2 套筒功用圖………………………………………………………………3
圖1-3 為目前所用之油壓回沖機構造…………………………………………4
圖1-4 為套筒四角孔及鑽孔毛邊位置圖………………………………………5
圖1-5 為沖壓模(四角沖子)……………………………………………………5
圖1-6 作業人員右手拿取套筒之動作…………………………………………6
圖1-7 用手將套筒放至加工區之動作…………………………………………7
圖1-8 油壓頭沖壓套筒之動作…………………………………………………7
圖1-9 回沖完成左手卸料之動作………………………………………………8
圖1-10套筒正確與錯誤持料方式………………………………………………9
圖2-1 雷城工業公司出品之滾輪送料機………………………………………13
圖2-2 雷城工業公司出品之NC伺服滾輪送料…………………………………13
圖2-3 雷城工業公司出品之夾式送料機………………………………………14
圖2-4 自動進料機械手結構簡圖………………………………………………16
圖3-1 套筒四角孔加工不良……………………………………………………18
圖3-2 套筒四角孔加工良品……………………………………………………18
圖3-3 為回沖機自動送料系統架構……………………………………………19
圖3-4 套筒正確與錯誤擺放方式………………………………………………21
圖3-5 回沖機自動送料系統架構圖……………………………………………21
圖3-6 圓盤上套筒定位治具……………………………………………………22
圖3-7 沖壓刀具與套筒定位示意圖……………………………………………22
圖3-8 馬達輸出特性……………………………………………………………24
圖3-9 台達ASDA-A2交流伺服驅動器之速度響應……………………………25
圖3-10四軸氣動機械手臂………………………………………………………27
圖3-11X、Y軸行程………………………………………………………………27
圖3-12Z軸行程…………………………………………………………………28
圖3-13械手臂採用之中開度精密型平行夾爪…………………………………28
圖3-14氣動夾爪與夾持治具……………………………………………………29
圖3-15統控制流程圖……………………………………………………………30
圖3-16控箱設置圖………………………………………………………………31
圖3-17按鈕設規劃設置圖………………………………………………………31
圖3-18台達DVP-EH2型可程式控制器…………………………………………33
圖3-19程式控制器I/O點位圖…………………………………………………35
圖3-20作流程圖…………………………………………………………………36
圖4-1 回沖機自動送料系統排料改善示意圖…………………………………38
圖4-2 高壓空氣噴嘴與四角沖子位置圖………………………………………39
圖4-3 回沖機自動送料系統圖(未加裝防護罩)………………………………39
圖4-4 加裝防護罩回沖機自動送料系統圖……………………………………40

表目錄
表3-1 馬達規格…………………………………………………………………25

參考文獻
[1]雷城工業股份有限公司之自動送料設備產品資訊，網址http://www.feeder.com.tw/product_listC.asp?kind=31。
[2]翁茂琳，自動化沖壓製程改善研究，中原大學機械工程研究所碩士論文 etd-0804105-212329，2005。
[3]廖坤耀，圓盤式自動送料構造。中華民國專利，第137565號，1998。
[4]劉俊尚，擺臂式送料機構之研發，臺北科技大學製造科技研究所碩士論文，2005。
[5]肖豔軍，李磊，周婧，關玉明-基於PLC的自動續料機械手-機械設計與製造，2011。pp.152-153。
[6]大內實業有限公司之KINGSERVO伺服馬達產品資訊，網址http://www.extion.com.tw/c/product07.htm。
[7]台達電子工業股份有限公司 之工業自動化類產品資訊，網址http://www.delta.com.tw/ch/product/em/motion/motion_servo/motion_servo_main.asp。
[8]台灣氣立股份有限公司之滑座治具缸產品資訊，網址http://www.chelic.com/products/AC/TSB.php。