浦玉香，馬 原

（蘇州托普信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 昆山 215300）

近年在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，采用專用的機(jī)器人和機(jī)械手來(lái)裝卸零件、傳送零件、分揀工件及入庫(kù)碼垛工作得到了廣泛的應(yīng)用。氣動(dòng)控制回路，由于具有清潔、反應(yīng)快、氣動(dòng)元件價(jià)格低、制作方便等特點(diǎn)，引起了各種企業(yè)的高度重視。為了提高生產(chǎn)效率，不斷提出新思維和完善自動(dòng)化技術(shù)。。作為高職院校更要跟上時(shí)代的腳步，掌握新技術(shù)。結(jié)合我校的實(shí)際情況，自主研發(fā)設(shè)計(jì)適合我校學(xué)生的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，這里主要以沖壓機(jī)構(gòu)的工作為例介紹實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)思路。

沖壓是一種常用的鈑金件加工成形方法，沖壓件具有剛性好、質(zhì)量輕便、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以沖壓機(jī)構(gòu)被廣泛應(yīng)用，但其危險(xiǎn)系數(shù)也相當(dāng)大，每年都有上千例事故發(fā)生。就我校的實(shí)際情況，學(xué)校專門開設(shè)了沖壓模具實(shí)訓(xùn)，通過(guò)兩個(gè)月的實(shí)訓(xùn)，學(xué)生做出來(lái)的模具要進(jìn)行可行性和精度的檢驗(yàn)和調(diào)試，這就需要具有沖壓機(jī)構(gòu)最好實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料。對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生而言，需要真實(shí)的工作環(huán)境來(lái)驗(yàn)證PLC程序及傳感器的實(shí)際應(yīng)用。為了能夠讓學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用的實(shí)際生產(chǎn)中來(lái)并且能夠有所創(chuàng)新，所以設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中注重氣動(dòng)元件、PLC及傳感檢測(cè)元件的應(yīng)用，機(jī)械部分的受力沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算，沖壓材料主要選擇硬紙板。

（1）臺(tái)面及機(jī)械本體設(shè)計(jì)：選擇鋁材T型槽臺(tái)面，有利于方便元器件固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)面。臺(tái)面大小600mm*600mm,高度800mm，方便放置和搬運(yùn)。沖壓機(jī)構(gòu)選擇小型壓力，動(dòng)力源選擇旋轉(zhuǎn)式氣缸或者電動(dòng)機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)。組裝過(guò)程中要將壓力設(shè)備、電氣元件，氣動(dòng)元件，全部放在一個(gè)小小的試驗(yàn)臺(tái)上，方便操作、觀察和研究。

（2）送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：如圖1所示

注重氣動(dòng)的應(yīng)用，把料筒和送料槽分開，中間通過(guò)真空吸盤5運(yùn)輸，真空吸盤的動(dòng)作通過(guò)旋轉(zhuǎn)氣缸7實(shí)現(xiàn)，送料槽上的物料通過(guò)直動(dòng)氣缸9推到凹模并對(duì)其定位， 加工完成后的廢料，選擇氣吹式卸料方法將廢料直接吹走。在這里安裝三個(gè)光傳感器，分別用于檢測(cè)料筒，送料帶及凹模上是否有物料，氣缸分別安裝磁傳感器檢測(cè)氣缸動(dòng)作。這個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，能夠完成真空吸盤、氣吹、旋轉(zhuǎn)氣缸，直動(dòng)氣缸的控制驗(yàn)。其中各零部件的固定根據(jù)需求自己設(shè)計(jì)，為了維護(hù)和維修方便盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)件。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中機(jī)械零部件可以根據(jù)任務(wù)要求任意組裝，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)的靈活性。

（3）傳感器及電氣控制部分設(shè)計(jì)：氣動(dòng)電磁閥選擇三個(gè)三位五通閥分別控制真空吸盤、氣吹和送料氣缸9，三個(gè)兩位五通閥兩個(gè)旋轉(zhuǎn)氣缸和壓料氣缸4，整個(gè)設(shè)備可采用順序的工作過(guò)程，通過(guò)光電傳感器檢測(cè)料筒是否有物料，只有料筒上有物料真空吸盤才有機(jī)會(huì)工作，真空吸盤工作2S后，旋轉(zhuǎn)氣缸動(dòng)作將物料送至送料帶上，吸盤將物料放到送料帶上之后通過(guò)光電傳感10器檢測(cè)物料是否在指定位置，氣缸9將物料推至凹模并長(zhǎng)時(shí)間停留在原位，同時(shí)起到定位的作用，當(dāng)光電傳感器11接受到凹模上物料信號(hào)時(shí)，定位氣缸4動(dòng)作對(duì)坯料定位，定位完成后沖壓氣缸工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件沖壓，之后定位氣缸退回。沖壓的廢料沖下面直接落到框里，氣吹吹出硬紙板廢料，這樣一個(gè)工作循環(huán)就完工了。要進(jìn)入下一工作循環(huán)必須滿足送料帶及凹模上都沒(méi)有坯料的前提下才能進(jìn)行，這個(gè)檢查有光電傳感器完成。

（4）PLC程序應(yīng)用：PLC程序相對(duì)靈活，通過(guò)程序可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程的動(dòng)作，也可以實(shí)現(xiàn)局部的機(jī)構(gòu)運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程老師可以指定任務(wù)學(xué)生也可以自由發(fā)揮?？梢詫?shí)現(xiàn)順序工作也可以有所創(chuàng)新提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。

本項(xiàng)目是根據(jù)教學(xué)的需求來(lái)設(shè)計(jì)的，整個(gè)過(guò)程中老師主導(dǎo)，學(xué)生參與設(shè)計(jì)、加工、組裝及調(diào)試，設(shè)備非常直觀易懂。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)臺(tái)可完成沖壓模具、氣動(dòng)控制、傳感器與檢測(cè)、PLC及總線技術(shù)等相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)調(diào)試、設(shè)故障分析、系統(tǒng)運(yùn)行等所遇到的一些常見故障以及排除方法技巧等一系列問(wèn)題進(jìn)行了研究。

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