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1、摘 要摘 要本文主要探讨日本Hirata的自动化设备Loader、Unloader（LUL）。在二十一世纪的今天，工业自动化在整个制造业中占有举足轻重的低位，Hirata便是其中的佼佼者。本课题即是对Hirata公司的LUL的一个简单剖析，了解其在Intel自动化生产流水线上的重要性。通过研究学习掌握LUL的的内部结构以及工作流程，并了解LUL在装载卸载中,传感和驱动装置是如何完成他们相应的工作。最后，达到能对机械故障作出合理正确的诊断，以保证设备的安全工作状态和足够的工作寿命。关键字：装载，卸载，传感器，驱动器，故障诊断I引言ABSTARACTThis paper mainly discus
2、ses the automation equipment for Japan Hirata Loader, Unloader maintenance the previous work. Through the study of the internal structure of the master LUL and working process，And understanding in loader/ unloader, sensor and driving system is how to finish their corresponding work. Finally, can ach
3、ieve to mechanical failure make a reasonable diagnosis, To ensure the safety equipment working status and enough work life.Key Words: Loader, Unloader, Sensor Driver, TroubleshootingIII目 录目 录第1章引言1第2章设备操作的安全意识22.1安全概述22.2警告标签的认识22.3安全装置的位置32.4电源开关和EMO4第3章LUL的系统布局63.1LUL的组成部分63.2设备内部主要机械零部件73.2.1 物料车
4、升起73.2.2 物料车传送驱动单元83.2.4 Magazine For93.2.4 Magazine的定位103.2.5 Magazine的上升103.2.6 Magazine中载体的推杆113.2.7 CPU载体传送装置113.2.8 CPU载体推拉机械手123.2.9 穿梭轨道133.3工作流程图14第4章总控与I/O概述164.1控制面板的布局16第5章LUL的预防性维护195.1物料车抬起模块195.2Magazine抬起模块215.3CPU传送模块23第6章LUL的出错与恢复266.1故障诊断、错误与恢复266.1.1 故障诊断的基本过程和原理276.1.2 LUL的报警信号塔2
5、86.1.3 LUL报警补救流程286.2滚动丝杠的故障诊断296.2.1 滚动丝杠的几种失效形式296.2.2 滚动丝杠故障诊断中的信号提取方式306.2.3 滚动丝杠故障信号分析方法316.3信号提取与分析32结论36致谢37参考文献39外文资料原文40译文44第1章 引言第1章 引言机械自动化技术是现代机械发展的必然结果，同时也是20世纪末出现的高新技术之一，为此世界各工业发达国家都给以高度重视。机械设备智能化从根本上改变了生产的面貌，为人类带来了巨大的经济效益。制造自动化不仅涉及具体生产制造过程，而且涉及产品生命周期的所有过程（包括服务）。正因为制造的范围非常广，各种产品的制造过程按工
6、艺性质的区别又可以分为机械加工、装配、检测、包装等各种工序本课题就是对Intel公司生产CPU流水线上的自动化设备LUL进行研讨，通过查阅资料，装配LUL设备以及观摩该设备的动态工作流程，深入了解其组成部分、系统分布、内部结构、安全操控、预防性维护、出错及恢复。从而达到从全方位掌握此设备，进而可以独立对设备进行预防性维护和故障诊断，保证设备安全快速的作业。同时也将大学四年中的例如机械故障诊断、机电驱动技术、机电一体化技术以及机械原理等专业知识应用到实际培训中。本课题大体分为结构认识和故障诊断两个部分。LUL的结构又根据工作流程细化为三个阶段：第1阶段为Cart Lift and Drive，第
7、2阶段为Magazine Lift,第3阶段为Shuttle .通过这三个阶段可以大致清晰了解LUL的结构和工作流程。另外一个部分则是我们了解设备结构后所要达到的最终目的故障诊断。设备的故障诊断不仅是一个能保障设备安全、提高生产质量、节约维修费用、降低能源消耗、防止环境污染、能给企业带来较大经济效益的既先进、又实用，而且在设备维修管理上，也是完全靠得住的好的工程技术。一个良好的现场诊断工作者，既需要一定的基础理论知识，也需要掌握熟练的技术方法，还有不可缺少的是丰富的现场工作经验，只有具备了这三个方面的素质，才可以说是有了高素质的现场诊断人员。1第2章 设备操作的安全意识第2章 设备操作的安全意
8、识2.1 安全概述“安全生产”这个概念，一般意义上讲，是指在社会生产活动中，通过人、机、物料、环境、方法的和谐运作，使生产过程中潜在的各种事故风险和伤害因素始终处于有效控制状态，切实保护劳动者的生命安全和身体健康。也就是说，为了使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行的，防止人身伤亡财产损失等生产事故，消除或控制危险有害因素，保障劳动者的安全健康和设备设施免受损坏、环境的免受破坏的一切行为。 安全生产是安全与生产的统一，其宗旨是安全促进生产，生产必须安全。搞好安全工作，改善劳动条件，可以调动职工的生产积极性；减少职工伤亡，可以减少劳动力的损失；减少财产损失，可以增加企业效益，无疑会促
9、进生产的发展；而生产必须安全，则是因为安全是生产的前提条件，没有安全就无法生产。目标：1.清楚每一台LUL设备周围的环境，知道重要开关的所在位置。 2.维护机器设备是明白如何正确的锁定设备，以保证自身安全。 3.认识设备上的各种安全警告标志，并了解其危害性。2.2 警告标签的认识图2-1 警告标签2.3 安全装置的位置下图显示的是安全装置的位置：图2-2 安全装置示意图 图2-3 安全装置示意图2.4 电源开关和EMO电源开关图2-4 电源开关作用：1.设备电源总开关。 2.维修上锁功能，确保无法通电。EMOEMO的用法：紧急情况下需及时按下此按钮，设备立即断电，恢复操作是将按钮顺时针旋转即可
10、上电。图2-5 EMO紧急按钮5第3章 LUL的系统布局第3章 LUL的系统布局3.1 LUL的组成部分LUL的系统可大致分为以下三个阶段。A：物料车的升起和驱动B：物料箱的升起C：载体的穿梭轨道图3-1 LUL的三大结构LUL的透视图即如上图所示，主要由物料车的升起和驱动、物料箱的升起、载体的穿梭轨道三部分组成。这三部分按流水线工作，相辅相成，由各种不同功能的触发器将其紧密联系起来，完成CPU的装载与卸载工作。3.2 设备内部主要机械零部件 从整体到局部，前一小节简单了解LUL的整体布局，接下来是对设备内部主要零部件的认识。3.2.1 物料车升起图3-2 物料车零部件升降叉架：主要负责物料车
11、升降的机械手，将物料车托起时的一个支架。物料车触发装置：感应物料车是否进入LUL的传感器，为直射型传感器。起重机升降触发器：当物料车触发到位传感器，升降触发器发射命令，升降叉架将物料车抬起。物料车开门装置：物料车完全进入之后此平台将物料车的活动阀门顶开，以保证物料箱的顺利进出。起重机电机：此电机为步进电机，物料车的托起就是该电机将电能转化为机械能的表现。物料车到位触发器:此处为对射型传感器，只有当物料车触发这对传感器，LUL才会开始工作。物料车stop:物料车进入设备到此为止后禁止前进。3.2.2 物料车传送驱动单元此驱动单元作用就是将物料箱一个个顺序的从物料车上送入设备中相应位置，以完成对C
12、PU的装载卸载工作。如下图，离合器会与物料车的部件耦合，通过电机转动带动物料车的链传动，这样物料箱就前进到指定位置，直到物料车中的箱子全部运输到位，设备会展自动报警，等待下一满载的物料车进入。图3-3 传送驱动单元物料车传送驱动电机：如图2.8上下两个电机一个正转，负责物料箱的进入，另一个反转，负责物料箱的退出。离合器伸缩传感器:物料车被抬起之后，传感器触发离合器伸出与物料车耦合，当物料箱传送完毕链条会空转一圈，此传感器便发出信号，离合器收缩释放物料车。离合器电机：带动离合器的伸缩，达到和小车的耦合作用。离合器：即与物料车成对的耦合装置。3.2.4 Magazine Fork图3-4 物料箱叉
13、架零部件图物料箱卸载完毕传感器：当物料箱中的CPU被卸载完毕是，传感器将感应到，PLC相应程序会执行退出物料箱。物料箱类型传感器：识别什么型号的物料箱进入LUL.物料箱方向传感器：感应物料箱放入是方向是否正确，错误的话立即报警，经处理后再继续工作。叉架后退传感器：叉架将物料箱抬起到指定高度触发此传感器，叉架托起物料箱后退到穿梭轨道位置。叉架前进传感器：物料箱被小车链传动到可以感应叉架前进传感器时，叉架便前进抬起物料箱。物料箱叉架：托起物料箱前进后退的工具。叉架驱动电机：驱使叉架工作的动力装置。3.2.4 Magazine的定位图3-5 物料箱定位图物料箱感应器：感应物料箱是否被叉架抬到指定位置
14、。物料箱固定传感器：当物料箱到位时，固定传感器会发出信号让固定电机工作。物料箱固定电机：固定电机带动固定钳夹固定好物料箱，为产品的装载和卸载做好准备。本部分主要就是将物料箱放好在叉架上，然后固定钳夹固定好，然后打开阀门做好装载卸载准备。3.2.5 Magazine的上升图3-6 物料箱上升部件这个是物料箱的升降电梯和转移的平台，在这里可以调节物料箱内装有芯片的托盘与旁边的穿梭轨道对齐，以便装载卸载的完成。3.2.6 Magazine中载体的推杆图3-7 载体推杆 这个推杆仅仅出现在卸载设备中，物料箱中的每一个载体托盘与穿梭轨道对齐时，推杆就立即将其推出，推出后另一端到达穿梭轨道的拖入钳夹。此推
15、杆为曲柄摇杆，在这里是将曲柄作为原动件，曲柄的连续运功转换为摇杆的往复运动。3.2.7 CPU载体传送装置卸载机的穿梭传送装置会通过穿梭轨道把载体转移到另一个设备，通过LUL的传送装置后，LUL的任务也就告一段落。相反，装载机则是设备工作的第一个步骤，将其他设备处理好的芯片通过穿梭传送装置放入物料箱中，再回到物料车被人工拉出装载设备。图3-8 载体传送轨道3.2.8 CPU载体推拉机械手图3-9 卸载载体辅助机械手拉动钳夹是卸载设备中穿梭轨道装置的一个组件，它负责把芯片载体从物料箱中取出然后进入穿梭轨道，通过皮带传送到下一个处理芯片的设备中。皮带伸张器：调节皮带的松紧程度，保证拉动钳夹可以顺利移动。拉动钳夹：负责将芯片载体从物料箱中夹出的工具。钳夹极端传感器：钳夹在穿梭轨道两端运动的极端位置，传感器被触发是钳夹立即停止运功。
