劉云志 林靖凱

【摘 要】針對鉛酸蓄電池生產(chǎn)過程中，手工作業(yè)的危害性，提出了設(shè)計(jì)蓄電池自動盒蓋組裝機(jī)的必要性。通過對組裝機(jī)的要求分析，蓄電池自動盒蓋組裝機(jī)設(shè)計(jì)了自動上料機(jī)構(gòu)、盒蓋皮帶傳送機(jī)構(gòu)、盒蓋翻轉(zhuǎn)移位機(jī)構(gòu)、撥爪機(jī)構(gòu)等組成機(jī)構(gòu)，并就撥爪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了具體的分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】鉛酸;蓄電池;盒蓋;組裝機(jī);撥爪

中圖分類號： TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）12-0028-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.012

【Abstract】In view of the harmfulness of manual operation in the production of lead-acid batteries，the necessity of designing an automatic battery cover assembly machine is put forward. According to the requirement analysis of the assembler， the automatic feeding mechanism， the conveyor mechanism of the cover belt， the overturning mechanism of the cover and the paw-pulling mechanism are designed， and the paw-pulling mechanism is analyzed and designed concretely.

【Key words】Lead acid;Battery;Box cover;Assembly machine;Pawl

0 前言

隨著汽車的普及，我國對傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池的需求量越來越大。目前，整個蓄電池生產(chǎn)行業(yè)的自動化程度不高，屬于自動、半自動生產(chǎn)作業(yè)，有些工位完全是手工作業(yè)，使生產(chǎn)率低下;另外，由于員工長期處于化學(xué)環(huán)境，對身體健康有很大的影響。鑒于這些原因，在蓄電池的盒蓋組裝生產(chǎn)中，進(jìn)行自動化的生產(chǎn)作業(yè)非常有必要。

1 自動盒蓋組裝機(jī)的設(shè)計(jì)分析

蓄電池盒主要包含蓄電池盒體與盒蓋兩個部分，如圖1所示，蓄電池盒體內(nèi)部裝有鉛酸溶液。在生產(chǎn)過程中，是采用自動裝置先將鉛酸溶液注入蓄電池盒體，再將蓄電池盒蓋進(jìn)行密封。在蓄電池盒蓋的過程中，因?yàn)楹畜w內(nèi)部有酸溶液，所以不適合人工操作;另外，盒蓋與盒體的吻合要好，不能產(chǎn)生位置偏移，否則，就會影響蓄電池盒的密封效果，所以在設(shè)計(jì)蓄電池自動盒蓋組裝機(jī)時(shí)，不僅要求自動化設(shè)計(jì)，還要求定位精準(zhǔn)。

根據(jù)以上情況分析，可以采用PLC控制的自動運(yùn)行裝置，其中包含機(jī)械部分、電氣部分以及軟件控制三部分。機(jī)械部分包含機(jī)構(gòu)及結(jié)構(gòu)部分;電氣部分包含控制箱，采用PLC控制、人機(jī)界面和其它硬件連接電路組成;軟件部分則由人機(jī)界面上的交互界面和PLC中的控制程序組成。

2 自動盒蓋組裝機(jī)總裝及主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 自動盒蓋組裝機(jī)總裝設(shè)計(jì)

自動盒蓋組裝機(jī)的多個工位具有連續(xù)性，工作循環(huán)可以設(shè)定為：先進(jìn)行盒蓋物料的準(zhǔn)備，然后通過自動上料機(jī)構(gòu)將盒蓋進(jìn)行移位，再由盒蓋皮帶傳送機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳送，接著由盒蓋翻轉(zhuǎn)移位機(jī)構(gòu)將盒蓋進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，并由撥爪機(jī)構(gòu)將翻轉(zhuǎn)后的盒蓋推至定位組裝機(jī)構(gòu)，然后由定位組裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位及盒蓋的組裝。同時(shí)，蓄電池生產(chǎn)流水線進(jìn)行蓄電池盒的傳輸，由蓄電池本體阻擋及定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置的確定，使蓄電池盒體停止，待盒蓋操作完畢，再進(jìn)行下一個循環(huán)。其工位流程設(shè)置如圖3所示：

根據(jù)蓄電池自動盒蓋組裝機(jī)的工作原理，一共設(shè)計(jì)有自動上料機(jī)構(gòu)、盒蓋皮帶傳送機(jī)構(gòu)、盒蓋翻轉(zhuǎn)移位機(jī)構(gòu)、撥爪機(jī)構(gòu)、定位組裝機(jī)構(gòu)、蓄電池本體阻擋及定位機(jī)構(gòu)。其組件機(jī)構(gòu)如圖2所示：

2.2 撥爪機(jī)構(gòu)部件設(shè)計(jì)

2.2.1 撥爪機(jī)構(gòu)的動作原理

撥爪機(jī)構(gòu)是自動盒蓋組裝機(jī)的主要部分，有自動定位及移位的功能。其上道工序?yàn)楹猩w移位及翻轉(zhuǎn)，下道工序?yàn)楹猩w定位組裝。在上道工序進(jìn)行盒蓋翻轉(zhuǎn)180度后，該撥爪機(jī)構(gòu)將盒蓋推至下道定位組裝工序。其具體過程為：先由導(dǎo)桿氣缸向上移動，至設(shè)定位置，有桿氣缸再推動盒蓋到定位組裝機(jī)構(gòu)的滑槽，再回位，然后進(jìn)行下一個循環(huán)，其工作示意圖如圖4所示。

2.2.2 撥爪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

撥爪機(jī)構(gòu)主要包含有撥爪、導(dǎo)軌氣缸、中間板、滑軌、緩沖器塊、底板、單桿氣缸、支架、滑塊等零件。撥爪機(jī)構(gòu)的定位要求精準(zhǔn)及平穩(wěn)，在此，采用了導(dǎo)桿氣缸和單桿氣缸，配合中間板帶動撥爪上下移動和左右移動，其裝配結(jié)構(gòu)如上圖5所示。

3 結(jié)語

蓄電池自動盒蓋組裝機(jī)集自動上料、自動傳送、自動翻轉(zhuǎn)、自動定位及移位、自動組裝為一體，實(shí)現(xiàn)了自動化的盒蓋組裝功能，改善了工人的勞動環(huán)境，又提高了生產(chǎn)效率。

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[3]申冰冰.實(shí)用機(jī)構(gòu)圖冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

※基金項(xiàng)目：東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，政校行企項(xiàng)目（編號：政201605）。

作者簡介：

劉云志（1974—），女，碩士，講師，研究方向?yàn)闄C(jī)械制造及自動化。

林靖凱（1999—），男，學(xué)生，18機(jī)械制造及自動化專業(yè)。