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        齒輪淬火機床全自動氣動上料系統(tǒng)設(shè)計

        2018-04-02 07:17:04雷,張
        裝備制造技術(shù) 2018年1期
        關(guān)鍵詞:手爪滑臺淬火

        趙 雷,張 華

        (重慶機電職業(yè)技術(shù)學院,重慶 璧山402760)

        0 引言

        齒輪是機械中應用最廣泛的傳動零件之一,它的傳動比準確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,壽命長。齒輪工作時,一直處于嚙合運動狀態(tài),所以對輪齒部分的強度、硬度、耐磨性等工藝要求較高。淬火是齒輪加工過程中必不可少的熱處理工序。大批量生產(chǎn)中,齒輪從上一個工序到淬火工序時,需要送料轉(zhuǎn)運放置淬火爐中,對于人工上料的方式,耗時耗力,需要的人員較多,生產(chǎn)率低,并且人的精力畢竟有限,長時間的重復工作難免會精神不佳,造成出錯率提高,嚴重的可能會出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故[1-2]。

        現(xiàn)目前機器人設(shè)備廠商提供的自動上下料設(shè)備多為關(guān)節(jié)機器人,價格昂貴,而且還需要開發(fā)周邊配套設(shè)備實現(xiàn)相應功能,對于中小型企業(yè)來說經(jīng)濟壓力較大,很難實現(xiàn)。本文設(shè)計了齒輪淬火機床全自動氣動上料系統(tǒng),可以實現(xiàn)機械手自動上料,還可用于鏈輪及其它相似的圓盤類零件的自動上料,結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、運行穩(wěn)定、成本低、效率高。

        1 氣動上料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

        圖1為齒輪淬火機床全自動氣動上料系統(tǒng),主要由氣動控制柜、提升模組、轉(zhuǎn)盤和氣缸組成。首先人工將齒輪一次性放置到轉(zhuǎn)盤上,提升模組可精確地將齒輪逐個進行分離,氣缸抓取齒輪,將齒輪自動送入淬火爐中,單個轉(zhuǎn)盤上的齒輪抓取完畢后,轉(zhuǎn)盤底座轉(zhuǎn)動,將下一個裝滿齒輪的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到位,循環(huán)抓取動作。氣動控制柜支撐整個工作平臺和放置電氣控制系統(tǒng)。提升模組由支撐架和直線模組組成,帶動齒輪精確向上移動,將單料倉的齒輪逐個分離[3]。工作臺面共有8個轉(zhuǎn)盤,每個轉(zhuǎn)盤上面可以放置45個齒輪,整個料倉容量為360個物料,由電機帶動上升、下降、旋轉(zhuǎn)。機械手臂部分由3個氣缸組成,即滑臺氣缸、手爪氣缸、上下氣缸,完成齒輪從料倉圓盤上的自動抓取,送至淬火爐中進行熱處理工序[4]。

        圖1 氣動上料系統(tǒng)三維實體造型圖

        2 氣動上料系統(tǒng)工作過程

        三個氣缸的初始狀態(tài)分別為:滑臺氣缸縮回、上下氣缸縮回、手爪氣缸閉合。按下啟動按鈕后,手爪張開,滑臺氣缸伸出至轉(zhuǎn)盤上方,上下氣缸伸出至齒輪處,停頓0.5 s,手爪閉合,夾起工件,上下氣缸縮回,裝齒輪的圓盤上升,到達下一次動作循環(huán)的位置,滑臺氣缸縮回至淬火爐內(nèi),然后上下氣缸伸出,手爪張開,將工件放置淬火爐內(nèi),上下氣缸縮回,進行下一次循環(huán)動作。工作循環(huán)圖如圖2所示。

        圖2 氣動上料系統(tǒng)工作循環(huán)圖

        3 上料系統(tǒng)氣動回路設(shè)計

        齒輪淬火機床全自動上料系統(tǒng)氣動回路圖如圖3所示[5]。共使用3個氣缸,3個二位五通單電控電磁閥?;芈分泄彩褂昧?個傳感器,完成每個動作的電磁鐵通斷電情況及信號來源如表1所示[6]。為了使整個循環(huán)的動作節(jié)奏感和流暢性更好,在上下氣缸伸出至料倉圓盤處抓取工件前,延時了0.5 s.

        圖3 齒輪淬火機床全自動上料系統(tǒng)氣動回路圖

        表1 電磁鐵動作順序表

        4 結(jié)束語

        本文設(shè)計的齒輪淬火機床全自動氣動上料系統(tǒng),可實現(xiàn)齒輪、鏈輪等盤類工件的全自動熱處理工序的送料,解決了人工送料效率低、安全性差、招聘難度大等問題,實物圖如圖4所示,產(chǎn)品已在江西省天奇汽車零部件有限公司使用,得到企業(yè)認可和好評。

        圖4 齒輪淬火機床全自動上料系統(tǒng)實物圖

        參考文獻:

        [1]趙 雷,張 華.氣門錐面磨床全自動氣動送料系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代機械,2016(3):66-68.

        [2]趙 雷,張 華.基于FluidSIM的熱熔機氣動系統(tǒng)設(shè)計與仿真[J].輕工科技,2015(5):48-49,83.

        [3]王紅梅,方貴盛.基于PLC與步進電機的氣動搬運機械手控制[J].液壓與氣動,2009(11):25-27.

        [4]宋 輝.用PLC實現(xiàn)步進電機的快速精確定位[J].電子技術(shù),2009(04):82-83.

        [5]陸建榮.一種基于PLC控制的自動上料設(shè)備[J].裝備制造技術(shù),2014(12):103-104,110.

        [6]車忠志,蘇子林.晶體封焊自動上料裝置的設(shè)計[J].計算機光,2012(18):232.

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