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該生產線的控制是全數字化的,帶有基于在線QA/QC系統直接反饋的自適應過程控制。該生產線一個完整的數字孿生正在構建之中,它結合數據分析、機器學習和高級工藝模型,為增加產量提供在線建議。
這一創新已入選2019 JEC創新獎工業與設備類別的決賽圈。
Airborne將在JEC World 2019的6-R11展位、Sabic將在6-P12展位展示他們的創新成果。
基于PLC的閥門生產線控制系統設計與仿真分析
摘 要:文章選用FX2系列PLC設計閥門生產線控制系統,以實現遠程控制和自動化生產。文章首先介紹了FX2系列PLC的主要功能和控制方式,隨后對閥門生產線控制系統中伺服電機、驅動器、沖擊氣缸等硬件設備的選型展開了簡要分析,并使用GX Developer8.0編程軟件設計了該控制系統的運行程序。最后使用Matlab 8.0軟件建立了系統模型并開展了仿真分析。結果表明,使用PLC自帶的PID過程控制模塊,能夠顯著改善系統的階躍響應特性,提高了響應速度,有利于實現對閥門生產線的實時控制。
關鍵詞:閥門生產線控制系統;PLC;伺服電機;PID控制;沖擊氣缸;
在“智慧制造”背景下,閥門自動生產線得到了廣泛應用。為了提高閥門的生產效率和產品質量,有必要設計閥門生產線控制系統,從而實現對生產線的實時監測和遠程調控。PLC是閥門生產線控制系統的核心元件,選擇功能豐富、運行穩定的PLC,可以保證系統各項控制功能的順利實現,并進一步提高閥門產品的加工精度。除了PLC控制器外,配套的伺服驅動系統、沖壓系統等也都是閥門生產線控制系統的重要組成部分,在系統設計中需要引起重視。
1 閥門生產線控制系統的PLC選型
在閥門生產線控制系統中,PLC的選型是否科學直接決定系統控制功能的實現。文章選擇三菱公司生產的FX2系列PLC,應用指令的執行時間可達微秒級;除了16個固定的I/O口外,還支持I/O擴展,最大擴展點數可以達到256點;提供若干特殊功能模塊,例如,脈沖輸出、溫度調節、高速計數等,可以滿足不同環境下的控制需要[1]。在閥門生產線控制系統中,PLC可通過循環掃描的方式,以特定的時間間隔刷新系統輸出,然后循環完成各種任務的查詢、判斷和執行。
根據控制實現方式的不同,PLC控制系統有模擬量控制和開關量控制2種方式。
展開 實現高端制造轉型的關鍵——智能裝配生產線!
2)節拍
節拍是指整個生產系統在規定的時間范圍內產出規定數量。對于單臺設備而言,指代單個工件的平均產出時間;對于一條生產線而言,指代瓶頸工位產出單個工件的平均時間。
3)裝配線平衡
裝配線平衡是指位于同一條裝配線上的各個工位,生產同一種產品所需的節拍的差異情況。
裝配線平衡率f能夠直接反映企業的生產能級水平,是一項重要的指標。擁有較高平衡率的裝配線,其產能也越大。
式中,T指各工序時間總和;CT指生產線工序中最大標準工時,即生產線節拍;n指工序數。
智能裝配生產線的總體布局
與信息化集成
結合企業的實際情況,采取總體規劃布局、分步實施的原則是智能化生產線建立的重要保證。在前期布局階段就應充分考慮未來的可持續發展性,提升生產線的靈活性與兼容擴展性,以便于現有和未來設備的選型、聯網集成與協同運行。
1
)智能裝配生產線的總體布局
智能裝配生產線的總體布局主要應從信息化建設和設備、物料的管理與調度兩個方面著手。
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【專業知識】沖壓生產線的自動化方式到底該如何選擇??專業!
a.適用范圍廣,可以應用到各種沖壓件的生產,對沖壓件大小、形狀、板厚沒有較高要求,可應用于大型覆蓋件的生產,靈活性能大。
b.生產效率較低,由于使用機械手臂送料,節拍沖次無法較高,與級進生產線、多工位生產線相比,生產效率較低。
c.利于模具維修調試,由于各模具所屬各壓機,裝夾獨立,工作參數獨立,各模具工序維修調試可獨立進行,互不影響。
d.占用生產廠房面積大,一條傳統串聯生產線一般包括4~5臺壓機,占地面積大。
沖壓自動化生產線的選擇及應用
級進模沖壓自動化生產線:針對其各工序分布于一條整體料帶上的工藝特點及可達到的較高工藝沖次,可以應用于車身上小型零件的生產,并且可以滿足很高的供給量。
多工位沖壓自動化生產線:可應用在中型零件的快速生產,不易變形的梁類件,左右共模形狀較復雜的對稱件,以其自動桿上的夾手能夾持的產品均可應用于該自動線的生產。
串聯沖壓自動化生產線:因其各工序獨立分布于各個壓機,該生產線柔性最高,適用于生產工藝復雜的大型覆蓋件,利于單個工序的調試及獨立生產,方便對產品進行高要求的質量控制。
3條生產線特點對比如表1所示。
各沖壓自動化生產線的選擇可依據兩個趨勢方向:高產量和高柔性。數量需求大的制件,可以選擇高效率、高產量的自動化生產線。若制件比較復雜,對生產工藝要求較高,可以選用柔性高的生產線。簡單圖示說明如圖5所示。
沖壓自動化生產線憑借著各自的特點,被應用于各大汽車廠,為汽車行業的發展及汽車產量的迅猛增長提供著有力保障。
展開 自動化鍛造生產線的控制分析
重型汽車前軸鍛造生產線由于涉及設備較多,工序較長。而實現此類生產線的自動化控制,則需要處理的信息量較大,過程繁瑣。下面以前軸鍛造為例,對自動化鍛造生產線的控制進行分析。
前軸鍛造工藝過程與生產線主要設備配置
前軸鍛造的工藝過程為:料段加熱、輥鍛制坯、壓彎、預鍛、終鍛、切邊、校正。
圖1 前軸鍛造工藝過程流程圖
所需設備為:中頻感應電爐、φ930mm自動輥鍛機、120MN熱模鍛壓力機、16MN切邊壓力機、20MN液壓校正機、機器人及石墨站、毛邊輸出鏈、鍛件輸出懸掛鏈等。其他必備的壓縮空氣、水(軟化水、自來水)、電、天然氣等。
實現鍛造生產線自動化的條件
前軸鍛造生產的步驟:人工上料→感應加熱→輥鍛機自動輥鍛制坯→壓彎→預鍛→終鍛→切邊→校正。
生產線區域劃分
為簡化通訊便于控制,對生產線進行區域劃分:⑴電爐區域,該區域包括人工上料、中頻電爐,屬于半開放區;⑵輥鍛區域,該區域包括自動輥鍛機及機械手、1號機器人;⑶鍛造區域,鍛造主機、噴淋機器人及石墨站、2號機器人、4號機器人;⑷切邊區域,切邊壓力機、5號機器人;⑸校正區域,20MN液壓校正機、6號機器人;⑹懸鏈區域,毛邊輸送鏈、鍛件懸掛鏈。
自動化控制的初始條件
自動化控制的初始條件如表1所示。
展開 淺談綠色自動化鍛造生產線設計
實現鍛造生產技術革新和鍛造生產線自動化是我國鍛造企業面臨的一大挑戰,也是我國鍛造行業走向世界的一級階梯,打破陳舊的生產模式,積極探索研發適合我國鍛造生產的新技術、新裝備,是我國鍛造行業的發展方向。
我國的鍛造生產線長期以來一直處于半機械、半人工的生產狀態,小鍛件的中轉搬運基本上都由人工實現,大鍛件的中轉搬運由機械手實現,設備和機械手之間的信號傳遞采取點對點的方式,靠人工判斷進行操作,生產效率低下、依賴工人經驗等都造成了產品難以走向國際市場。
隨著鍛造產品需求量的逐步加大,產品質量要求越來越高,我國鍛造生產模式受到越來越大的沖擊,鍛造生產線正面臨著新線高起步和舊線改造的局面,實現鍛造生產技術革新和鍛造生產線自動化是我國鍛造企業面臨的一大挑戰。本文所述鍛造自動化生產線是以實現生產線高度自動化為理念進行的創新性設計及應用。
生產線設計思路
物流設計思路
在車間布置上,盡可能考慮工件加工的工藝順序,盡量保證工件加工的流水線性。從材料接收到下料,從鍛造到熱處理,經過噴丸再到最終入庫,這樣的布局保證了鍛件生產的流水性。因此必須要對生產線的物料流通進行設計,保證鍛件的順利流通,提高生產的效率。
曲軸自動化鍛造生產線的物流設計的宗旨是:將材料切斷、毛坯鍛壓、中間庫存、熱處理、后處理各個工藝,布置在同一個車間的同一個生產流水線上,如圖1所示。實現了產品從原材料到成品入庫的整個流程在同一條直線上完成,避免了車間的轉運及工序間遠距離的轉運,既縮減了物流的工作量又方便生產管理。生產線設置了中間庫存區,中間庫存用于存放控溫冷卻后的半成品,每個部品約有1.5天的庫存量,以應對生產線的設備停止及生產線前后工序之間的部品生產安排,便于生產計劃的靈活調整,也便于后工序產品需求變更時進行應對。
展開 自動化技術在沖壓生產線建設中的應用
沖壓自動化生產線是汽車覆蓋件沖壓生產的重要組成部分,在新建沖壓生產線的前期規劃中,要結合汽車覆蓋件的生產特點,合理規劃生產線的功能與主要設備。自動化生產線的優勢主要體現在生產節拍的提升、沖壓件成本的降低以及沖壓件品質的提高等。本文結合我廠沖壓生產線的建設,闡述了自動化技術的應用對于效率提升、質量提升以及成本降低方面的貢獻,供工藝設計人員參考。
生產線規劃和設備選型
自動化生產線規劃的背景
為適應產品設計大型化、集成化特點,滿足高標準產品質量、制造成本降低、安全環保及職業健康等多方面要求,工廠原有手工生產線無法應對,需新建大型自動化沖壓生產線來適應公司的發展需求。為此,規劃建設了一條應對大型零件生產的沖壓自動化生產線。
自動化生產線設備選型
沖壓車間的生產工藝主要有沖壓毛坯的生產和沖壓覆蓋件的生產,其他還有試模、模具維修、沖壓件返修、廢料輸送等輔助工作。
壓機設備的參數根據各車型零件的生產工藝確定,零件均在4序內完成沖壓,A、B、C各車型最大零件的沖壓力如表1所示。
根據上表沖裁力需求,為保障壓力機設備能力持有約10%的成形余裕度,首臺壓力機選型2400t,后續三臺壓力機選型1000t。考慮車型零件品種數量較多,為了適應多規格品種零件的生產,增加生產線柔性,生產線搬運設備選用機器人,線首拆跺、上料及線尾下料采用6軸機器人,線間傳輸采用直線7軸機器人。全自動沖壓生產線如圖1所示。
展開 自動化技術在沖壓生產線建設中的應用
沖壓自動化生產線是汽車覆蓋件沖壓生產的重要組成部分,在新建沖壓生產線的前期規劃中,要結合汽車覆蓋件的生產特點,合理規劃生產線的功能與主要設備。自動化生產線的優勢主要體現在生產節拍的提升、沖壓件成本的降低以及沖壓件品質的提高等。本文結合我廠沖壓生產線的建設,闡述了自動化技術的應用對于效率提升、質量提升以及成本降低方面的貢獻,供工藝設計人員參考。
生產線規劃和設備選型
自動化生產線規劃的背景
為適應產品設計大型化、集成化特點,滿足高標準產品質量、制造成本降低、安全環保及職業健康等多方面要求,工廠原有手工生產線無法應對,需新建大型自動化沖壓生產線來適應公司的發展需求。為此,規劃建設了一條應對大型零件生產的沖壓自動化生產線。
自動化生產線設備選型
沖壓車間的生產工藝主要有沖壓毛坯的生產和沖壓覆蓋件的生產,其他還有試模、模具維修、沖壓件返修、廢料輸送等輔助工作。
壓機設備的參數根據各車型零件的生產工藝確定,零件均在4序內完成沖壓,A、B、C各車型最大零件的沖壓力如表1所示。
根據上表沖裁力需求,為保障壓力機設備能力持有約10%的成形余裕度,首臺壓力機選型2400t,后續三臺壓力機選型1000t。考慮車型零件品種數量較多,為了適應多規格品種零件的生產,增加生產線柔性,生產線搬運設備選用機器人,線首拆跺、上料及線尾下料采用6軸機器人,線間傳輸采用直線7軸機器人。全自動沖壓生產線如圖1所示。
展開 自動化鍛造生產線過程特性淺析
文/趙春霞,李帥,張振水·中國重型汽車集團有限公司濟南成型廠
隨著自動化裝備在鍛造行業中的不斷普及和應用,通過檢驗的事后解決問題型生產方式因高損失成本已遠不能適應自動化生產的現狀,如何有效提高自動化生產線產品質量是當前鍛造企業生存與發展面臨的新挑戰。鍛造過程特性往往決定了最終的產品質量,通過對已知的過程特性進行控制才能防患于未然。下面,結合本單位轉向節自動化鍛造生產線對鍛造過程特性進行梳理分析。
鍛造生產線基礎——工序過程特性
本單位轉向節鍛打工藝流程為:料段加熱→鐓粗/拍扁制坯→熱模鍛→切邊→冷卻。下面按工序對過程特性進行簡要分析。
加熱工序
(1)料段溫度的控制。
鍛前加熱的目的是正確的利用金屬加熱過程中的微觀演變規律,提高金屬的塑性,降低變形抗力,使毛坯容易變形流動,能夠順利實現成形,同時獲得良好的鍛后組織和性能。針對料段出爐溫度這一特性,現場設備增設自動分選裝置,符合工藝要求料段方可下轉,高溫和低溫料段分別甩入指定區域。
(2)料段端面涂刷隔離介質。
考慮到環保、能耗等因素,普遍采用感應加熱爐,集膚效應易導致相鄰料段黏連,與半自動(或人工)線不同,自動化生產線對生產線整線節拍、穩定性要求較高,若料段粘連,可能造成節拍紊亂,嚴重的還將造成整線停線。
(3)對關鍵部位的點檢。
一是定期對電爐托架、導軌和壓輥部位進行檢查(圖1),避免以上部位因粘料或變形導致的料段表面缺陷,提高鍛件表面質量;二是定期對電爐出料機構進行檢查,避免料段在出料機構處卡頓造成的節拍波動和料段磕碰。
圖1 定期檢查
鐓粗/拍扁工序
(1)鐓粗/拍扁封閉高度參數的確認。
更換工裝后對封閉高度參數進行確認,避免因材料分布不均造成缺陷。
(2)模具吹掃裝置的點檢。
展開 高速沖壓生產線設計概述
科學技術的快速發展使生產效率得到了極大地提高,體現在沖壓生產線上則是設備自動化的不斷提升,將生產效率本就很高的沖壓生產推向了一個新高度,并可以在提升產品質量的同時,降低批量生產條件下的單件生產成本。當前汽車生產廠的沖壓車間,大多數都采用的是高速自動化沖壓線。這些生產線在自動化程度上有較大的差異,節拍也因此有所不同,還有較大的提升空間。德國一家高檔汽車制造商正式采用的運用伺服直驅技術的沖壓線最大生產節拍已達23 次/ 分。
設備概述
沖壓生產線可實現汽車覆蓋件及其他大型成形件的沖壓生產,整車廠的沖壓線如圖1 所示,由線首系統(A)、大型壓力機(B)、搬運設備(C)、線尾系統(D)組成。從板料輸入到成形零件下線,相較于效率極低的傳統人工生產線,自動化設備的應用可起到很高的降本增效作用。
圖1 沖壓生產線布局圖
線首系統
線首上料單元將板料拆垛并輸送至第一臺搬運設備的抓料位置,其完整組成為:2 臺上料金屬板車(帶可調磁力分張器)、料高檢測器(可以置于板車上或拆垛手橫梁)、末料檢測器、拆垛手(為機械手或機器人)、伺服送料裝置(一般為磁性傳送帶)、雙料檢測裝置、掃描器、板料清洗機、板料涂油機、對中臺及其伺服控制系統。現就其中掃描器及其相關的技術進行論述。
沖壓生產線能夠正常且快速運轉,生產出高質量的零件,板料的快速、精準對中是必不可少的。光學對中臺利用掃描器,運用圖像掃描技術可以提高設備的抓料精度,降低故障率。在運用不同搬運設備時,掃描器的運用有所不同。圖2 所示為一種布置模式,其中A 為掃描器,B 為對中臺。
圖2 對中臺與掃描器
在使用機械臂抓取零件的沖壓線中,由于沖壓件總是在傳送皮帶上表面的固定高度平面上,故該技術的應用實際是一個二維平面上的零件位置偏移定量分析。
展開 
汽車沖壓自動化生產線規劃及注意事項
五、沖壓自動線產能核算
產能核算是沖壓自動線規劃最為關鍵的環節之一,產能核算結果直接決定生產線的投入數量,也就直接影響投資。
根據生產線選型結果,結合生產組織水平,參考前期及同行經驗,可以獲得生產線的常用生產節拍(spm)、綜合故障率(由設備工裝故障及生產組織等問題造成的停線時間比例)和單次換模時間。另外,根據工廠生產管理實際情況,可以知道標準批量(每批次生產件數)、每日工作時間、日用餐停線時間和年工作天數。
只要知道年產能,結合規劃給定的生產綱領和沖壓件種類,便能很容易計算出需求的生產線數量。
六、沖壓自動線規劃需考慮的主要因素
沖壓自動線規劃是個比較復雜的過程,除了上面提到的產能核算,還有很多因素需要考慮。
1.是否采用同步技術
同步技術在沖壓自動化領域的應用已經得到廣泛的認可,它對提升生產節拍有著重要的意義。
展開 淺析集煙罩人工沖壓生產線自動化改造
為提升人工沖壓線生產效率、優化成本,對人工沖壓線進行自動化升級改造,在對傳統的人工手動沖壓作業生產線改造時,需本著提升制造技術水平。重點提高沖壓線輸送系統的自動化程度,提高勞動生產率,減少作業人數,改善人工勞動強度,保證生產的安全性,降低制造成本。
全面掌握現有生產設備及產品工藝的各種數據,諸如生產線基本配置、壓力機對自動化適應程度、壓力機間距情況、物流方式等,是生產線自動化改造工作開始的基礎。另外,還需對在線生產產品做全面剖析,是否適合自動化生產、是否需要對現有加工工藝調整、是否需要對專用工裝進行調整改造等。綜合以上設備與產品工藝,制定成本最優改造方案。
現有設備分析
圖1 集煙罩人工沖壓線
圖2 產品的沖壓工序
以方太電器工廠集煙罩人工沖壓線為例,如圖1所示。根據現場場地與產品工藝布置生產線。集煙罩產品生產工藝根據產品型號不同需要10 到11 道沖壓工序。所以,生產線的布置將以最多工序為標準設置設備數量。11 臺壓機設備由于場地限制無法按照傳統模式一線排開,現場采用分段模式,用過渡的高空輸送線將產品流進行連接,實現連線生產。整線生產配置作業人員13 名。壓機間產品物流采用滾筒線的形式單個連續傳輸。現有人工生產模式生產線,是單臺設備形式上的擺放在一起,無法實現整線的自動生產。
產品沖壓工藝分析
根據產品特點在產品開發階段確定了產品的沖壓工序,如圖2 所示,一般的集煙罩產品分為10 道工序。結合上述生產線的排布,M1、M2 工序為前兩臺設備生產,不與后面的生產設備在一條線上。
為進一步說明產品沖壓工藝對自動改造的影響,選取兩種產品進行沖壓工藝分析,如圖3 示。從中可以發現,在沖壓過程中,有的工位有廢料產生,有的工位間產品傳輸需要有一個翻面的過程。因此在生產線的改造過程中必須考慮,滿足生產工藝的要求。
展開 法蘭直管的生產線
今天小編跟大家說說新韶光電熱的法蘭直管生產線,講之前先跟大家說說新韶光電熱的翅片式電加熱管,翅片加熱管是指電加熱管表面進行纏繞鋼帶或者不銹鋼片的一種電加熱管樣式。采用翅片讓翅片電加熱管的表面溫度迅速散熱,從而延長翅片電加熱管的壽命。一般翅片電加熱管用于烘箱、烤漆房、風道式電加熱器、中央空調、風幕空氣加熱器等設備中。說完,我們來聊聊法蘭直管生產線,一起來看看吧。
一、法蘭直管生產線的流程:
直管法蘭焊接生產線就是用于各種行業的直管與法蘭自動焊接,從管子堆放工位→自動上管→自動焊接→自動下管→成品工位,實現整個流程全部自動化控制。
二、法蘭直管生產線的組成:
它由多智能自動化系統組成。
自動送管系統:實現物料與每個工位之間的物流傳送,使工藝流程更合理、效率更高。
直管法蘭自動焊接 自動送管系統
自動上下管系統:縮短待機時間,減少行吊使用,提高生產效率。
直管法蘭自動焊接 自動上下管系統
直管法蘭四點自動焊機:適用不同管徑,4把焊內外同時焊接,減少人工,節省成本,提高產能
直管法蘭四點自動焊機
橢圓度跟蹤系統:焊接時隨工件自動調整,補償管道的橢圓及端面跳動對焊接的影響。
直管法蘭四點自動焊機 橢圓度跟蹤系統
自動檢測系統:自動檢測法蘭端面與管子端面距離,法蘭內表面與管子外表面距離,為焊接系統提供精確的
直管法蘭 自動檢測系統
焊接質量:成型均勻美觀,滿足射線檢測或超聲波檢測合格率98%以上;滿足承壓試驗或沖擊、拉伸、彎曲等力學性能檢驗要求。
以上就是小編所說,不理解的歡迎留言。
展開 自動化鏈軌節鍛造生產線
圖1 190mm節距鏈軌節簡圖
自動化鏈軌節鍛造生產線
自動化鏈軌節鍛造生產線生產節拍為4~5s/件,連續運行時每小時產量可達700余件,主要生產190mm~203mm節距的多種鏈軌節鍛件產品。主機型號為PK3150熱模鍛壓力機,最大負載3150噸,其機架和驅動系統專為高負載和精密生產而設計,特別適合大批量鍛件的自動化生產。整條生產線配置了自動上料裝置、脫模劑自動噴霧系統、工件控溫輸送系統、快速換模系統等,能夠實現工件從上料到產品的自動化生產。正常生產時,整條生產線僅需要三名操作人員,主要負責加熱爐和主機面板的控制,生產線異常處理和全線巡視。
自動化鏈軌節鍛造生產線的整體長度約為80.2m,寬度約12.5m,分別由上料裝置、中頻加熱爐、料溫分選裝置、熱模鍛壓力機、鍛件輸送鏈、余熱淬火裝置、回火爐組成,各部分之間均通過滑道或傳送鏈連接,其設備組成、功能及特點分別介紹如下。
自動上料系統
近年來,在鍛造生產中,采用感應加熱的廠家越來越多,但感應加熱的上下料卻大都需要人工完成,一般需要1~2名操作人員。人工上料增加了用工成本,同時人為因素不可避免的會影響生產效率。自動上料系統的采用可以消除此影響,更好的發揮感應加熱的優勢。
自動化鏈軌節鍛造生產線的上料系統由翻轉加料斗、振動提升上料機、水平輸送機和壓輥推料機構組成,如圖2所示。
圖2 自動上料系統
生產開始前,操作人員將裝滿棒料的料筐放置在翻轉加料斗中,油缸推動料斗翻轉,將棒料倒入振動提升上料機的振動斗內,振動斗每隔一段時間,通過振動將棒料送入提升上料機的提升鏈底部,通過提升鏈將棒料有序送入水平輸送機的軌道中,棒料通過傳送鏈送至壓輥推料機構處,操作人員可在加熱系統控制面板上調整進料速度,控制壓輥轉速,從而調整生產節拍。
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