張 鵬，李進冬，鄧慶野

(1.沈陽機床集團歐米瑞(廣東)智能制造有限公司，沈陽 110000； 2.沈陽機床集團云科智能制造(沈陽)有限公司，沈陽 110000)

隨著工業(yè)自動化水平的不斷發(fā)展進步，機械加工行業(yè)對自動化單元越來越依賴?！吨袊圃?025》不斷推進，自動化加工單元在機械加工行業(yè)取得了前所未有的發(fā)展。自動化上料料庫作為自動化加工單元的一部分，在整個單元中更是起著至關(guān)重要的作用。

1 料庫的設(shè)計

本研究所設(shè)計的定節(jié)距料庫如圖1所示。這種形式的料庫能夠降低維護和維修難度，提升物料的存儲容量，使單個料庫的工作運行時間周期變長。根據(jù)客戶同類零件尺寸的不同，可以實現(xiàn)快速換產(chǎn)，增加了料庫對零件的包容性，提升了整個自動化加工單元的適應(yīng)性。料庫主要由驅(qū)動機構(gòu)、托盤機構(gòu)、控制部分組成。

1.1 驅(qū)動機構(gòu)

料庫整體采供中空電機減速機直連驅(qū)動，輸送速度為3～5 m/min。上料托盤與料庫采用鋼制帶附件的滾子鏈連接方式。托盤定位采用槽型開關(guān)進行到位檢測和停止信號發(fā)送。托盤的定位精度為±0.5 mm，如圖2所示。

圖1 定節(jié)距料庫Fig.1 Fixed pitch material warehouse

圖2 料庫驅(qū)動結(jié)構(gòu)Fig.2 Drive structure of material warehouse

1.2 托盤機構(gòu)

料庫的托盤機構(gòu)是整個料庫的重要組成部分。主要由物料有無檢測單元、阻擋機構(gòu)、防錯與定位機構(gòu)組成。托盤機構(gòu)如圖3所示。

圖3 料庫托盤機構(gòu)Fig.3 Pallet mechanism of material warehouse

物料有無檢測單元：采用兩組開關(guān)共同合作進行檢測物料有無和物料具體位置。其工作原理為：將托盤上擺放物料的兩個位置分別在系統(tǒng)中標(biāo)注上1號工位和2號工位。機械手抓取工件的順序為先取1號位工件，再取2號位工件。工裝板到達上料位后，物料檢測單元開始工作。檢測判斷工作大致分為以下三種情況：

第一，當(dāng)物料檢測開關(guān)有信號時，說明工裝板上有工件存在，進一步判斷(1號工位)是否有信號。若有信號，說明1號工位有毛坯件存在，機械手到1號工位取件進行自動化加工單元上下料后續(xù)工作。若取完1號位工件，物料檢測開關(guān)仍有信號，則機械手到2號工位取件進行自動化加工單元上下料后續(xù)工作。若取完1號位工件物料檢測開關(guān)沒有信號，則料庫旋轉(zhuǎn)。

第二，當(dāng)物料檢測開關(guān)有信號時，說明工裝板上有工件存在，進一步判斷(1號工位)是否有信號，若1號工位沒有信號，則機械手直接到2號工位取件進行自動化加工單元上下料后續(xù)工作。

第三，當(dāng)物料檢測開關(guān)沒有信號，說明工裝板上沒有物料，則電機啟動，帶動下一個工裝板到達上料位。當(dāng)物料檢測開關(guān)檢測到連續(xù)3個托盤都顯示沒有物料存在，則系統(tǒng)報警，提示檢查料庫是否缺料。檢測流程圖如圖4所示。

圖4 檢測單元工作流程圖Fig.4 Flow chart of detection unit

阻擋機構(gòu)能夠防止工件在其軸向上竄動，保證機械手抓取毛坯件時定位準(zhǔn)確，重復(fù)定位精度高；防錯機構(gòu)能夠保證料庫上零件擺放的位置和方向準(zhǔn)確無誤，不會因為人員疏忽出現(xiàn)物料擺放錯誤的情況；定位塊通過腰型孔固定在工件托盤上，方便客戶不同長度的軸叉件進行換產(chǎn)。

1.3 控制流程

整個料庫的工作過程主要分為托盤到位檢測、物料有無檢測、物料位置檢測三個過程。控制流程如圖5所示。

圖5 料庫控制流程圖Fig.5 Flow chart of material warehouse control

當(dāng)機械手將毛坯件取走時，物料檢測開關(guān)沒有信號，系統(tǒng)發(fā)給驅(qū)動電機啟動指令，電機轉(zhuǎn)動通過鏈條傳動將工裝板運向上料位。當(dāng)上料位定位開關(guān)有信號時，系統(tǒng)發(fā)給電機停止指令，物料檢測單元開始工作，整個上料過程結(jié)束。

2 產(chǎn)品的實際應(yīng)用

本研究所設(shè)計的軸叉類零件的定節(jié)距旋轉(zhuǎn)料庫因為具有占地面積小、料庫容量大、工件適應(yīng)范圍廣、定位精度高等諸多優(yōu)勢，在市場上受到廣泛好評。圖6為我公司為某傳動軸廠提供自動化加工單元所應(yīng)用的軸叉類零件的定節(jié)距旋轉(zhuǎn)料庫的圖片。

圖6 料庫系統(tǒng)的實際應(yīng)用圖Fig.6 Practical application diagram of material storage system