徐燕

【摘 要】針對(duì)目前在許多粉末制品廠中以手工取送工件的操作來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的精整加工存在的操作不便、精度低等問(wèn)題，本文介紹了一種500噸粉末精整液壓機(jī)自動(dòng)送料裝置，并具體闡述了該裝置數(shù)控系統(tǒng)的控制原理。自動(dòng)送料裝置的開發(fā)對(duì)發(fā)展我國(guó)粉末液壓機(jī)及配套輔機(jī)研究，提升我國(guó)粉末冶金產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平具有顯著意義。

【關(guān)鍵詞】粉末精整液壓機(jī) 送料 自動(dòng)化

500噸粉末液壓機(jī)的自動(dòng)上下料裝置。本裝置主要由上料輸送裝置、抓取裝置、旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)定位裝置、旋轉(zhuǎn)浸油裝置、多工位機(jī)械手、下料輸送裝置、氣動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。本裝置具有自動(dòng)化程度高、安全、可靠的特點(diǎn)。工件參數(shù)：直徑Φ30mm～Φ130mm；高度≤50mm（一般30～40mm），最小高度20mm；壁厚4～20 mm；重量：70g～400g；材料為以鐵基為主的金屬零件。生產(chǎn)節(jié)拍：自動(dòng)上下料裝置單次的循環(huán)時(shí)間需小于2秒，與壓機(jī)配合節(jié)拍可達(dá)到10次/min。工作時(shí)間：330天/年，3班/天。設(shè)備主要包含：上料輸送裝置、抓取裝置、旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)定位裝置、旋轉(zhuǎn)浸油裝置、多工位機(jī)械手、下料輸送裝置、氣動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等?？偛贾脠D見下圖1所示。

圖1總布局

1 上料輸送裝置

此裝置采用柔性輸送鏈，對(duì)工件進(jìn)行傳輸，主要由架體、鏈板、電機(jī)減速機(jī)等組成，傳送鏈最大有效寬度為130mm（能夠保證最大工件平穩(wěn)、順利的通過(guò)）。輸送方式由電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)鏈板沿水平運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的水平輸送。輸送鏈兩側(cè)有導(dǎo)向裝置，防止工件在輸送過(guò)程中掉下傳送帶，并且此導(dǎo)向裝置可以根據(jù)工件的大小調(diào)節(jié)角度，用于將工件逐個(gè)導(dǎo)向到輸送鏈末端的定位裝置處。在傳送鏈末端裝有工件定位裝置及定位發(fā)信開關(guān)，用以工件定位及定位檢測(cè)，且此工件定位裝置可以根據(jù)工件的大小來(lái)調(diào)整以達(dá)到工件的中心與抓取裝置的氣爪中心相匹配，為下一步送料機(jī)械手抓工件做準(zhǔn)備。輸送鏈與機(jī)身之間設(shè)有連接支架，以提高整體剛性。

2 抓取裝置

抓取裝置由伺服電機(jī)、電缸、氣爪、支架等組成。該裝置把工件從上料輸送裝置上抓取到旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)定位裝置上。該裝置有2個(gè)軸，可以實(shí)現(xiàn)X軸水平移動(dòng)和Z軸垂直升降，Z軸上裝有3點(diǎn)氣爪，通過(guò)更換不同的工裝夾具以加持不同大小的工件，3點(diǎn)氣爪上有可以更換工裝夾具的通用接口，此接口必須與用戶現(xiàn)場(chǎng)的工裝夾具接口需一致。此裝置的送件精度為±0.1mm，且此裝置必須有一定的剛度，保證在運(yùn)行中穩(wěn)定、可靠。X軸驅(qū)動(dòng)方式為伺服電機(jī)加電缸，以保證定位精度。

3 旋轉(zhuǎn)角度影像測(cè)量裝置

抓取機(jī)械手把工件從上料輸送裝置上抓取到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，視覺系統(tǒng)的工業(yè)相機(jī)對(duì)工件拍照并與標(biāo)準(zhǔn)圖像對(duì)比，生成的數(shù)據(jù)結(jié)果反饋給PLC，PLC控制伺服電機(jī)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)到指定位置，與標(biāo)準(zhǔn)圖像重合，便精確定位，定位精度為±0.1度。影像系統(tǒng)必須對(duì)用戶的各種工件都能達(dá)到±0.1度的定位精度。此裝置設(shè)計(jì)時(shí)要保證足夠的剛度，保證影像系統(tǒng)不受壓機(jī)精整震動(dòng)的影響。工作臺(tái)上設(shè)有檢測(cè)開關(guān)，確認(rèn)工件被放置到工作臺(tái)上才開始工作。該裝置配備西門子19"一體機(jī)，型號(hào)為：IPC677C 觸摸式19" 24VDC。

4 旋轉(zhuǎn)浸油裝置

此裝置用于將工件進(jìn)行浸油和噴油兩種功能。多工位機(jī)械手將伺服旋轉(zhuǎn)盤上對(duì)中好的工件拾取到浸油裝置的氣動(dòng)升降平臺(tái)上，系統(tǒng)發(fā)信號(hào)，氣動(dòng)升降平臺(tái)下降，使工件整體浸入油內(nèi)，待浸油完成，系統(tǒng)發(fā)信號(hào)，氣動(dòng)升降平臺(tái)上升，使工件整體脫離油面，浸油完成，等待機(jī)械手拾取。使用伺服旋轉(zhuǎn)功能時(shí)，伺服電機(jī)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)至設(shè)定的角度或圈數(shù)，旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。油箱上預(yù)留旋轉(zhuǎn)影像裝置的連接接口。油箱內(nèi)部設(shè)有也為檢測(cè)開關(guān)，檢測(cè)液位的上下極限，當(dāng)油量不足時(shí)進(jìn)行報(bào)警。檢測(cè)開關(guān)需耐腐蝕。油箱設(shè)有加油和防油裝置，方便操作。

5 輸送機(jī)械手

輸送機(jī)械手由支架，X軸伺服電機(jī)、電缸、Z軸伺服電機(jī)、滾珠絲杠及導(dǎo)向裝置、架體、夾緊氣缸、氣爪，通用夾具等組成。機(jī)械手有5個(gè)氣爪，可同時(shí)拾取5個(gè)工件。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手帶動(dòng)工件到下一工位，每個(gè)工位間距350mm。采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)可以使機(jī)械手定位準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。機(jī)械手的夾持、進(jìn)給等由氣缸、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手通過(guò)更換夾爪，可以滿足不同參數(shù)零件的夾持。輸送速度可調(diào)，與液壓機(jī)的壓制速度保持一致。輸送機(jī)械手的定位精度為±0.1mm。

6 下料輸送裝置

此裝置采用柔性輸送鏈，對(duì)工件進(jìn)行傳輸，主要由架體、鏈板、電機(jī)減速機(jī)組成，傳送鏈有效寬度約為130mm（保證最大工件平穩(wěn)，順利通過(guò)）。輸送方式由電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)鏈板沿水平運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的水平輸送。輸送鏈兩側(cè)有導(dǎo)向裝置，防止工件在輸送過(guò)程中掉下傳送帶。下料傳送鏈上有圓弧過(guò)渡板，用于將工件驅(qū)使到斜坡下料通道上。下料輸送鏈可以在直線導(dǎo)軌上移動(dòng)，以方便換模。兩端極限位置設(shè)有緩沖墊，減小沖擊。同時(shí)輸送鏈下方設(shè)有廢油收集盒，收集工件帶來(lái)的整形油。