錢燦榮，錢遠治

(1.肇慶學院 電子信息與機電工程學院，廣東 肇慶 526061；2.華南理工大學 機械與汽車工程學院，廣東 廣州 510000)

沖床自動送料系統(tǒng)的設計制造

錢燦榮1，錢遠治2

(1.肇慶學院 電子信息與機電工程學院，廣東 肇慶 526061；2.華南理工大學 機械與汽車工程學院，廣東 廣州 510000)

隨著人們生活水平的不斷提高，市場對家用電器、交通工具等的需求與日俱增，因此，對各類五金零部件的需求量將不斷增加。大多數(shù)生產(chǎn)廠家，都是以沖床作為生產(chǎn)五金零部件沖壓及成型的重要工具,而傳統(tǒng)沖壓過程依靠的人工送料方式工作效率低、勞動強度大且存在安全隱患。針對上述現(xiàn)象，該文設計制造了一種由液壓驅動的新型沖床自動送料系統(tǒng)。實踐表明，該自動送料系統(tǒng)實現(xiàn)了高精度、高效率、無噪音的綠色安全制造。

自動送料；液壓驅動；綠色制造；高效

沖床沖壓主要是依靠沖床上的沖模對待加工材料施加壓力[1]，使其產(chǎn)生預定的塑性變形，以獲得一定的形狀、尺寸的無切削加工工藝。沖壓加工生產(chǎn)效率高，可獲得強度大、剛性好、重量輕的制品，且模具的反復利用率較高。由于沖壓加工相對于其他加工方式具有不可替代的優(yōu)勢，因而被廣泛應用于航空航天、汽車家電等重要行業(yè)[2]。

1 技術背景

目前，在沖壓行業(yè)中，大多數(shù)生產(chǎn)廠家還是采用人工送料，無可避免地會出現(xiàn)人身安全事故[3]。沖床操作包括上料、出料、工件移動、物料搬運，過程十分煩瑣，再加上沖壓工件的溫度過高，常規(guī)的機械手很難實現(xiàn)，生產(chǎn)廠家長期以來只能靠人工來完成，存在加工效率低、人工成本高、勞動強度大等問題[4]，并且存在極大的安全隱患。因此，對沖床送料系統(tǒng)的改進研究，是提高沖床自動化程度、精準度、工作效率的有效途徑。

2 設計內容

通過對各零部件的結構分析及工作原理的實驗測試，設計一種新型的自動送料系統(tǒng)。

2.1 設計目標

沖床自動送料系統(tǒng)替代手工送料系統(tǒng)擬達到如下目標：

1)降低生產(chǎn)成本，提高沖床的自動化水平，以提升生產(chǎn)效率。

2)降低勞動強度，減少送料過程中的潛在危險，使系統(tǒng)運行更加安全。

3)該系統(tǒng)無噪音、綠色安全，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的目的。

2.2 技術特征

1)采用二坐標精密運動與控制平臺作為運動機構，以優(yōu)化運行路徑[5]。

2)通過開發(fā)自動送料控制系統(tǒng),為普通沖床的手工送料轉化為自動送料提供技術支持。

3)通過改變輸入?yún)?shù),可隨意改變板料尺寸、加工件的形狀，并可隨意選擇加工速度,易于控制。

4)采用液壓夾持機構，克服人工送料的弊端，提供一種精準度高、效率高、無噪音，確保人身安全的新型沖床自動送料系統(tǒng)。

2.3 主要零部件分析

本系統(tǒng)采用液壓驅動，有以下3個方面的優(yōu)點。

1)可輸出大的推力或大轉矩，可實現(xiàn)低速大噸位運動；受力均勻，無噪音，使該系統(tǒng)的適用性更強[6]。

2)操作簡單便于實現(xiàn)自動化；容易實現(xiàn)過載保護，使用安全可靠。

3)液壓元件易于標準化、系列化、通用化，便于推廣。

2.4 系統(tǒng)結構

圖1 沖床自動送料系統(tǒng)的結構圖

圖2 沖床自動送料系統(tǒng)組裝圖

如圖1和圖2所示，本沖床自動送料系統(tǒng)包括：左支承架1、送料架2、無料報警行程開關5、工作臺6、蓋板7、固定夾頭8、活動夾頭9、連接座10、推桿11、夾緊液壓缸12、支架13、軸承一14、導柱15、彈簧16、導向柱[7]17、右支承架18、調節(jié)擋塊和緩沖件20、液壓缸支架21、底座22、軸承二23、主液壓缸24。

2.5 控制部分

沖床自動送料系統(tǒng)中的控制部分組成框圖如圖3所示。行程開關線路連接到?jīng)_床電器箱相應位置，液壓缸油管分別連接到貯油箱各相應位置，貯油箱內設有多路換向閥、調節(jié)閥、壓差式發(fā)訊器和液壓泵等設施，將這些設施的電器線路連接到?jīng)_床電器箱相應位置，利用電控可控制油量、油壓大小來調節(jié)速度參數(shù)。電器箱設有PLC裝置[8]，經(jīng)PLC裝置連接到PLC控制面板，送料進給速度等參數(shù)輸入PLC系統(tǒng)，經(jīng)PLC系統(tǒng)可達到所設參數(shù)速度[9]。

圖3 沖床自動送料系統(tǒng)的控制組成框圖

2.6 實驗原理

固定夾頭8和連接座10可調節(jié)地固定在工作臺上。連接座打有兩個圓孔，兩個推桿穿過連接座上的圓孔，一端與活動夾頭固定，夾緊液壓缸12與連接座固定連接，兩塊蓋板分別固定在連接座兩側[10]。無料報警行程開關5固定于工作臺上，板料沖壓完畢后自動報警。底座22位于工作臺下面，支架13固定在底座側邊，底座與工作臺通過兩根導柱15連接，導柱15與工作臺的連接圓孔內設有軸承一14，工作臺可沿導柱方向作微調移動。每根導柱上裝有兩個彈簧，當送料夾緊機構與板料夾具不能完全對中時，可松開固定夾頭上邊兩支螺栓橫向移動到對中位置后再上緊兩支螺栓橫向移動到對中位置后再上緊兩支螺栓，實現(xiàn)對中。主液壓缸通過液壓缸支架固定在底座下面，底座套裝在導向柱上，導向柱與底座的連接圓孔內設有軸承二23，主液壓缸工作時，驅動底座及其上面的整個夾緊機構沿導向柱作縱向往復移動。導向柱上裝有調節(jié)擋塊，可調整送料架2縱向往復移動的行程。液壓缸支架上固定裝有兩個相反方向的緩沖件，因送料夾緊機構作縱向往復移動時與行程擋塊碰撞會產(chǎn)生較大沖擊，此裝置可起到緩沖作用。導向柱的兩端分別安裝有左支承架1和右支承架18。送料架通過螺紋連接在左支承架和調節(jié)擋塊上，送料架頂面的高度必須調至與工作臺水平面的高度一致，實現(xiàn)板料平滑進入工作臺。

其中，調節(jié)擋塊由通過螺釘連接的零件一和零件二組成，零件一上設有行程開關支架，右支承架18上固定有擋塊。左支承架1上的送料架2通過緊定螺釘鎖定，從而調節(jié)固定送料架的高低。左支承架前側邊與底座左側邊設有刻度尺。

工作時，板料通過送料架2運送，夾緊液壓缸12驅動推桿使活動夾頭作橫向往復移動來夾緊或松開板料，主液壓缸24則驅動底座及其上面的整個夾緊機構沿導向柱作縱向往復移動，從而實現(xiàn)板料的正確運送?；顒訆A頭寬度與底座寬度、長度根據(jù)輸送板料實際大小、長度而定。

3 結束語

本文設計制造的一種新型沖床自動送料系統(tǒng)，經(jīng)實驗驗證，解決了傳統(tǒng)沖床生產(chǎn)過程中人工上料的弊端[11]，達到了沖床送料系統(tǒng)自動化，操作精準度高、工作效率高、無噪音，并且能有效避免人身安全事故的發(fā)生，極大地提升了沖床的自動化程度，促進了我國制造業(yè)的健康迅速發(fā)展。

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DesignandManufactureofAutomaticFeedingSystemforPuncher

QIAN Canrong1，QIAN Yuanzhi2

(1.Electronic Information and Mechanical Engineering College，Zhaoqing University，Zhaoqing 526061，China；2.Mechanical and Auto Engineering College，South China University of Technology，Guangzhou 510000，China)

With the development of the living standards，the demand of household electric appliances and vehicles is increasing.Therefore，the demand for various types of hardware parts will continue to increase.Most of the manufactures regard puncher as an important tool to make metal parts shaping and forming.However，the traditional stamping process relies on the manual feeding method of low efficiency，labor intensity and the existence of security risks.To solve these problems，this paper designed and manufactured a new hydraulic press system that is driven by hydraulic pressure.Practice shows that this system is achieved a high precision， high efficiency and no noise，green security manufacturing.

automatic feeding；hydraulic drive；green manufacturing；high efficiency

2016-01-15；修改日期:2016-08-11

錢燦榮(1965-)，男，本科，高級實驗師，主要從事機械設計及制造、金工實習教學及實驗工作。

TH122

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.04.002