魏鑾

(1.河南科技大學(xué)，河南 洛陽 471003；2.洛陽軸研科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

1 前言

內(nèi)圓磨床用于圓柱形、圓錐形或其他環(huán)形零件的內(nèi)徑面磨削，適合于大批量全自動化生產(chǎn)[1]。不同型號內(nèi)圓磨床所采用的上、下料方式各有不同，3MZ1310內(nèi)圓磨床的上、下料機構(gòu)如圖1所示。其利用雙臂機械手上、下料，工件從磨床的上料道滾落下來后，由固定在機械手底板上位于上料道出料口對應(yīng)下方的擋料塊將工件托放定位在機械手上料工位，上料用的長臂機械手抓料后沿圓弧運動軌跡將工件送至加工位置，加工完畢后，再通過下料用的短臂機械手將加工完成后的工件送至下料道。

2 原定位裝置

3MZ1310內(nèi)圓磨床原工件定位裝置為單獨的擋料塊，結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括擋料部分和用于與機械手底板相連接的安裝部分，在安裝部分設(shè)置有安裝孔。為了便于加工各種型號的工件，要求內(nèi)圓磨床上料系統(tǒng)中擋料塊的位置上下可調(diào)，所以安裝孔設(shè)計為沿?fù)趿蠅K調(diào)整方向延伸的導(dǎo)向長孔，擋料塊通過穿過導(dǎo)向長孔的螺栓固定在機械手底板上，當(dāng)需要調(diào)整擋料塊的位置時，旋松螺栓，將擋料塊調(diào)整到要求位置，再旋緊螺栓，完成對擋料塊的位置固定。

1—機械手上料工位；2—上料道；3—擋料塊；4—上料用長臂機械手；5—機械手下料工位；6—下料用短臂機械手；7—工件加工位置；8—短臂機械手運動軌跡；9—長臂機械手運動軌跡；10—機械手底板

圖2 原擋料塊結(jié)構(gòu)示意圖

但在實際生產(chǎn)中上料環(huán)節(jié)存在如下問題：工件從上料道滾落到擋料塊上時，擋料塊受到工件向下的瞬時壓力，工件質(zhì)量較大時，擋料塊的位置可能沿導(dǎo)向長孔延伸方向向下竄動，造成工件定位不準(zhǔn)，導(dǎo)致工件的上料工位與機械手的上料工位不一致，機械手不易抓取工件或抓取后與工件的接觸點產(chǎn)生偏移，損壞工件，且使工件到達(dá)(上料)的加工位置出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致廢品率升高。

3 改進(jìn)后定位裝置

3.1 定位裝置的結(jié)構(gòu)

改進(jìn)后的工件定位裝置如圖3所示。下?lián)趿蠅K由擋料部分和安裝部分組成，安裝部分上設(shè)置有用于調(diào)整定位裝置對應(yīng)工位的導(dǎo)向長孔(與原設(shè)計相同)；擋料底板上開有6個導(dǎo)向滑孔(圖4)，底部螺紋孔內(nèi)安裝頂絲，上部臺階孔內(nèi)安裝有導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱在下?lián)趿蠅K內(nèi)的導(dǎo)向孔內(nèi)浮動，上位靠臺階孔限位，頂絲和導(dǎo)向柱之間裝有彈簧。導(dǎo)向柱的頂端裝配有浮動擋料板，導(dǎo)向柱和浮動擋料板之間通過螺釘連接在一起，浮動擋料板用于承接、托放從上料道中滾落下來的工件，彈簧和導(dǎo)向柱在浮動擋料板和下?lián)趿蠅K之間形成用于緩沖工件沖擊力的彈性裝置，在彈性裝置作用下浮動擋料板與下?lián)趿蠅K之間留有浮動間隙，浮動間隙的大小與頂絲的旋緊程度和彈簧的剛度有關(guān)。

1—下?lián)趿蠅K；2—頂絲；3—彈簧；4—導(dǎo)向柱；5—螺釘；6—浮動擋料板；7—擋塊；8—連接螺釘；9—工件

圖4 改進(jìn)后的下?lián)趿蠅K結(jié)構(gòu)示意圖

在浮動擋料板(圖5)上端面遠(yuǎn)離機械手底板的邊沿處設(shè)置有擋塊，用連接螺釘固定在浮動擋料板上，浮動擋料板的上端面是擋塊向機械手底板延伸的下坡面，因此，當(dāng)工件落在浮動擋料板上時，自動滾向機械手底板，保證了擋料效果和工件向機械手底板方向的有效定位。

圖5 浮動擋料板的結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 工作過程

內(nèi)圓磨床工作時，工件從上料道中滾落砸在浮動擋料板上，浮動擋料板在工件的瞬時壓力作用下連同導(dǎo)向柱一體向下移動，此時彈簧受壓縮，并做往復(fù)運動直至穩(wěn)定，浮動擋料板承托工件也上下浮動，最終停留在合適的位置。通過調(diào)整彈簧的剛度和頂絲的旋入量使停留位置與工件的上料工位相同，當(dāng)工件穩(wěn)定在定位裝置上時，工件的上料工位與機械手的上料工位一致，長臂機械手抓取工件沿弧線將工件送至加工位置，內(nèi)圓磨床開始對工件加工。

4 結(jié)束語

改進(jìn)后的工件定位裝置采用導(dǎo)向柱作為導(dǎo)向機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便、快捷，便于維護(hù)保養(yǎng)；采用的彈性裝置緩沖了工件運動的慣性和瞬時壓力，有效防止了下?lián)趿蠅K沿導(dǎo)向長孔的竄動。改進(jìn)后的定位裝置已在生產(chǎn)應(yīng)用中得到驗證，有效降低了廢品率，延長了機械臂的使用壽命，提高了生產(chǎn)效率。