谷振忠 郭建生 楊 輝

（陜西黃河集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043）

一種自動化上料機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

谷振忠 郭建生 楊 輝

（陜西黃河集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043）

本文主要介紹了一種為機(jī)床上下料服務(wù)的自動化上料機(jī)，主要闡述了這種設(shè)備的基本組織構(gòu)架和動作原理，為從事專業(yè)化設(shè)備設(shè)計(jì)者提供參考。

自動化；上料機(jī)；設(shè)備

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，工業(yè)自動化生產(chǎn)有了不斷提升，從而把人們從繁重復(fù)雜勞動中解放出來，提高了人們的生活質(zhì)量。在自動化生產(chǎn)中往往會看到一些機(jī)械手臂代替人在從事著復(fù)雜的工作，而本文所介紹的是一種為機(jī)床上下料服務(wù)的機(jī)械手臂，由于這種機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)簡單，成本低，穩(wěn)定性好，專業(yè)化強(qiáng)，所以本文稱它為自動化上料機(jī)。

1 自動化上料機(jī)的結(jié)構(gòu)

1.1 自動化上料機(jī)的適用范圍

圖1 自動上料機(jī)

a、適用于大批量生產(chǎn)的軸類零件加工。

b、適用于有自動裝夾定位功能的車床、銑床、磨床、高頻淬火機(jī)床等。

1.2 自動上料機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

圖 2 自動上料機(jī)剖切圖

如圖1和圖2所示，自動上料機(jī)主要由輸料滾道、轉(zhuǎn)載器、機(jī)械臂夾爪、氣缸、支架和步進(jìn)電機(jī)等功能件所組成。

輸料滾道是由一定長度的長方形管料制成，其一端焊接在固定板上；輸料滾道下方是轉(zhuǎn)載器，如圖1和圖2的序號3所示，轉(zhuǎn)載器是一個(gè)內(nèi)部有“∽”形軌道的部件，它可以沿一定方向旋轉(zhuǎn)，將內(nèi)部的“∽”形軌道變化為“S”形，如圖5所示。機(jī)械臂夾爪是簡化版的機(jī)械手臂，它的傳動結(jié)構(gòu)如圖3所示，它的拉桿和氣缸連接，在氣缸的作用下拉桿受力，再經(jīng)凸輪將機(jī)械力傳遞給彈簧夾套，夾套受力變形可達(dá)到加持工件的作用。機(jī)械臂夾爪可成對也可單獨(dú)使用，它安裝于支架上并由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)來完成上料動作。

圖 3 機(jī)械臂夾爪傳動結(jié)構(gòu)圖

2 自動上料機(jī)的動作原理

從傳送帶運(yùn)來的材料首先到達(dá)這里，輸料軌道利用原材料的自身重力為驅(qū)動力，將材料一個(gè)一個(gè)的送到轉(zhuǎn)載器內(nèi)“∽”形軌道上，以備“取走”。需上料時(shí)，機(jī)械臂夾爪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)如圖4所示，當(dāng)轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，機(jī)械臂夾爪會壓迫轉(zhuǎn)載器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)載器在旋轉(zhuǎn)過程中其內(nèi)部的“∽”形軌道向“S”形轉(zhuǎn)變，如圖5所示，在“∽”形軌道上的原材料順勢滾出，并落入機(jī)械臂夾爪的“掌心”，夾爪再加緊原材料后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中壓迫轉(zhuǎn)載器歸位，歸位后又有下一個(gè)原材料落入轉(zhuǎn)載器中，如圖6所示，以備下次取料。這時(shí)機(jī)械臂夾爪順時(shí)針轉(zhuǎn)到機(jī)床的加工中心，以待機(jī)床夾具自動夾緊，如圖7所示，當(dāng)機(jī)床夾具自動預(yù)加緊零件時(shí)，機(jī)械臂夾爪會“松手”并歸位，以待下次上料。

3 自動上料機(jī)的控制

自動上料機(jī)的電器控制對象為氣缸和步進(jìn)電機(jī)，控制氣缸的主要電子元器件有：電磁閥、繼電器、傳感器和邏輯控制器，而步進(jìn)電機(jī)的控制元器件主要為電機(jī)驅(qū)動單元、傳感器件和邏輯控制器。其控制流程圖如圖8所示：

圖4

圖5

圖6

圖7

圖8 控制流程圖

4 結(jié)語

本自動上料機(jī)來自于一種需要大批量生產(chǎn)的軸類零件的車削、高頻淬火、外圓磨的自動流水線生產(chǎn)工藝中，在實(shí)際中應(yīng)用了兩臺這樣的上料機(jī)，就可以完成車、淬火、磨三種工藝的自動化流水線生產(chǎn)作業(yè)，為提高生產(chǎn)能力貢獻(xiàn)了一定的力量。

TB47

A

1671-0037（2014）09-70-2

谷振忠（1963-），男，本科,工程師，研究方向：非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝制造。