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        齒輪淬火機(jī)床全自動(dòng)氣動(dòng)上料系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        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(tái)淬火

        趙 雷,張 華

        (重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,重慶 璧山402760)

        0 引言

        齒輪是機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)零件之一,它的傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,壽命長(zhǎng)。齒輪工作時(shí),一直處于嚙合運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以對(duì)輪齒部分的強(qiáng)度、硬度、耐磨性等工藝要求較高。淬火是齒輪加工過(guò)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(gè)工序到淬火工序時(shí),需要送料轉(zhuǎn)運(yùn)放置淬火爐中,對(duì)于人工上料的方式,耗時(shí)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(zhǎng)時(shí)間的重復(fù)工作難免會(huì)精神不佳,造成出錯(cuò)率提高,嚴(yán)重的可能會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故[1-2]。

        現(xiàn)目前機(jī)器人設(shè)備廠商提供的自動(dòng)上下料設(shè)備多為關(guān)節(jié)機(jī)器人,價(jià)格昂貴,而且還需要開(kāi)發(fā)周邊配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能,對(duì)于中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)壓力較大,很難實(shí)現(xiàn)。本文設(shè)計(jì)了齒輪淬火機(jī)床全自動(dòng)氣動(dòng)上料系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手自動(dòng)上料,還可用于鏈輪及其它相似的圓盤類零件的自動(dòng)上料,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定、成本低、效率高。

        1 氣動(dòng)上料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

        圖1為齒輪淬火機(jī)床全自動(dòng)氣動(dòng)上料系統(tǒng),主要由氣動(dòng)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(gè)進(jìn)行分離,氣缸抓取齒輪,將齒輪自動(dòng)送入淬火爐中,單個(gè)轉(zhuǎn)盤上的齒輪抓取完畢后,轉(zhuǎn)盤底座轉(zhuǎn)動(dòng),將下一個(gè)裝滿齒輪的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)到位,循環(huán)抓取動(dòng)作。氣動(dòng)控制柜支撐整個(gè)工作平臺(tái)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(dòng)齒輪精確向上移動(dòng),將單料倉(cāng)的齒輪逐個(gè)分離[3]。工作臺(tái)面共有8個(gè)轉(zhuǎn)盤,每個(gè)轉(zhuǎn)盤上面可以放置45個(gè)齒輪,整個(gè)料倉(cāng)容量為360個(gè)物料,由電機(jī)帶動(dòng)上升、下降、旋轉(zhuǎn)。機(jī)械手臂部分由3個(gè)氣缸組成,即滑臺(tái)氣缸、手爪氣缸、上下氣缸,完成齒輪從料倉(cāng)圓盤上的自動(dòng)抓取,送至淬火爐中進(jìn)行熱處理工序[4]。

        圖1 氣動(dòng)上料系統(tǒng)三維實(shí)體造型圖

        2 氣動(dòng)上料系統(tǒng)工作過(guò)程

        三個(gè)氣缸的初始狀態(tài)分別為:滑臺(tái)氣缸縮回、上下氣缸縮回、手爪氣缸閉合。按下啟動(dòng)按鈕后,手爪張開(kāi),滑臺(tái)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(dá)下一次動(dòng)作循環(huán)的位置,滑臺(tái)氣缸縮回至淬火爐內(nèi),然后上下氣缸伸出,手爪張開(kāi),將工件放置淬火爐內(nèi),上下氣缸縮回,進(jìn)行下一次循環(huán)動(dòng)作。工作循環(huán)圖如圖2所示。

        圖2 氣動(dòng)上料系統(tǒng)工作循環(huán)圖

        3 上料系統(tǒng)氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)

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

        圖3 齒輪淬火機(jī)床全自動(dòng)上料系統(tǒng)氣動(dòng)回路圖

        表1 電磁鐵動(dòng)作順序表

        4 結(jié)束語(yǔ)

        本文設(shè)計(jì)的齒輪淬火機(jī)床全自動(dòng)氣動(dòng)上料系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)齒輪、鏈輪等盤類工件的全自動(dòng)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(wèn)題,實(shí)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(rèn)可和好評(píng)。

        圖4 齒輪淬火機(jī)床全自動(dòng)上料系統(tǒng)實(shí)物圖

        參考文獻(xiàn):

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

        [2]趙 雷,張 華.基于FluidSIM的熱熔機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jìn)電機(jī)的氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手控制[J].液壓與氣動(dòng),2009(11):25-27.

        [4]宋 輝.用PLC實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)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(dòng)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(dòng)上料裝置的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)光,2012(18):232.

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