張姝　李堂　王超

【摘? 要】首先闡述了自動化技術(shù)的基本概念及其自身優(yōu)勢，然后分析自動化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用特點，最后詳細(xì)探究基于NEX180注塑機(jī)的換箱機(jī)這一設(shè)備在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用。該設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，分為放箱機(jī)構(gòu)、取箱升降機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、接料機(jī)構(gòu)、碼箱機(jī)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】換箱機(jī);NEX180注塑機(jī);氣缸;步進(jìn)電機(jī);自動化

引言：

伴隨著我國各行業(yè)的飛快發(fā)展，以及人工力成本的提高。當(dāng)下機(jī)械自動化行業(yè)的發(fā)展也就代替了部分勞動力。換箱機(jī)是一種輸送機(jī)器，是用于運輸物料袋、紙箱或是其它包裝材料的機(jī)械設(shè)備。按照客戶工藝要求的工作方式自動堆疊起來。換箱機(jī)具有取箱、接料、碼箱等一系列功能。從而通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)大大提高了生產(chǎn)效率并且降低勞動成本。通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提高換箱機(jī)的使用性能，并以此加深、鞏固所學(xué)基礎(chǔ)知識，并將知識有機(jī)的整合到一起，提高自己的設(shè)計水平和動手能力。

1基于NEX180注塑機(jī)換箱機(jī)總體設(shè)計介紹

1.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）放箱機(jī)構(gòu)：由夾緊結(jié)構(gòu)和箱體分離結(jié)構(gòu)組成。夾緊結(jié)構(gòu)采用一對薄型氣缸與兩對直線軸承配合;氣缸提供動力，該設(shè)備的直線軸承有著引導(dǎo)方向作用。

（2）取箱升降機(jī)構(gòu)：取箱升降機(jī)構(gòu)的傳動方式采用步進(jìn)電機(jī)加滾珠絲桿方式進(jìn)行輸送。取箱升降機(jī)構(gòu)中有步進(jìn)電機(jī)，絲桿模組，電機(jī)與模組的連接才用聯(lián)軸器，導(dǎo)軌滑塊起到支撐作用。

（3）輸送機(jī)構(gòu)：取箱升降機(jī)構(gòu)將空箱放置在輸送帶上，輸送帶在將空箱輸送到下一工位（接料機(jī)構(gòu)）。接料機(jī)構(gòu)完成接料再將成滿產(chǎn)品的箱體放置在輸送帶上，輸送機(jī)構(gòu)上的光電開關(guān)檢測箱體是否到位，到位后輸送機(jī)構(gòu)通過齒輪齒條傳送，使機(jī)構(gòu)整體運動到達(dá)下一工位（碼箱機(jī)構(gòu)）。

（4）接料機(jī)構(gòu)的組成：夾緊機(jī)構(gòu)、箱體上升機(jī)構(gòu)、箱體蓋蓋兒機(jī)構(gòu)。

1）夾緊機(jī)構(gòu)：采用放箱機(jī)構(gòu)中的夾緊裝置，為了滿足標(biāo)準(zhǔn)件的統(tǒng)一性所以采用同等規(guī)格的氣缸。

箱體上升機(jī)構(gòu)：主要采用步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲杠傳動，同樣為了滿足標(biāo)準(zhǔn)件的統(tǒng)一性，箱體上升機(jī)構(gòu)中采用步進(jìn)電機(jī)，導(dǎo)軌滑塊起到導(dǎo)向支撐作用，滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)用的變成直線運動，聯(lián)軸器均采用統(tǒng)一規(guī)格型號。

箱體的蓋蓋兒機(jī)構(gòu)：由一對旋轉(zhuǎn)氣缸運動完成這一動作。

2）接料機(jī)構(gòu)運動方式：通過上一工位（輸送機(jī)構(gòu)）將箱體運送過來，完成定位。接料機(jī)構(gòu)的夾緊裝置將箱體夾緊上升，到達(dá)接料位置。完成接料后，箱體下降到達(dá)箱體蓋蓋兒位置，箱體蓋蓋兒機(jī)構(gòu)運動，完成后將接滿產(chǎn)品的箱體放置在輸送機(jī)構(gòu)上。輸送機(jī)構(gòu)再將箱體運送到下一工位碼箱機(jī)構(gòu)中。

（5）碼箱機(jī)構(gòu)：

1）碼箱機(jī)構(gòu)組成：該機(jī)構(gòu)整體分為兩大部分，第一部分為箱體上升輸送裝置，對來料箱體進(jìn)行輸送。第二部分為箱體支撐部分。

2）碼箱機(jī)構(gòu)運動方式：裝滿產(chǎn)品的箱體通過上一工位輸送機(jī)構(gòu)將箱體運送到指定位置。碼箱機(jī)構(gòu)在對箱體進(jìn)行堆疊，完成工作要求。

1.2氣壓動力系統(tǒng)

通過氣體為工作介質(zhì)，根據(jù)運動的氣體自身壓力來提供動力和傳遞力稱為氣壓系統(tǒng)。氣壓系統(tǒng)的工作是指通過氣壓泵將電機(jī)所傳遞的回轉(zhuǎn)式運動轉(zhuǎn)換成氣體的壓力能。氣壓泵將壓縮后的氣體通過管道（氣管）輸送到氣缸，氣缸再由電磁閥進(jìn)行控制，獲得直線運動或者回轉(zhuǎn)運動。

氣壓動力系統(tǒng)由以下五個部分組成：動力元件，執(zhí)行元件，調(diào)節(jié)控制元件，輔助部件，工作介質(zhì)

換箱機(jī)的氣壓動力傳動系統(tǒng)工作原理。氣源是由空氣壓縮機(jī)所提供的能源，在通過快速轉(zhuǎn)換接頭進(jìn)入儲氣罐，途經(jīng)水油過濾器、調(diào)壓閥。通過管道進(jìn)入并聯(lián)氣路的電磁閥，以控制氣缸各項運動。

1.3控制系統(tǒng)

NEX180注塑機(jī)的換箱機(jī)該采用西門子可編程控制器用于控制系統(tǒng)的核心。其中采用威綸與人機(jī)界面當(dāng)作上位機(jī)，西門子PLC可編程控制器作為下位機(jī)，西門子PLC可編程控制器與觸摸屏之間采用了通訊方式RS-232接口，對整個設(shè)備的運行進(jìn)行實時監(jiān)控與控制，以確保設(shè)備穩(wěn)定作業(yè)。

2設(shè)備功能介紹

換箱機(jī)是與NEX180注塑機(jī)配合使用作業(yè)，并對所生產(chǎn)的汽車快速插頭產(chǎn)品進(jìn)行檢驗與定量收集盛放。

NEX180注塑機(jī)經(jīng)過一段時間的生產(chǎn)，箱體內(nèi)零件的數(shù)量達(dá)到指定數(shù)量后，該設(shè)備可以對箱體進(jìn)行自動化周轉(zhuǎn)換相、以及箱體的堆放等一系列動作。還可以進(jìn)行取箱、箱體運輸?shù)膯尾絼幼鳌?/p>

將多個空箱疊放置在放箱機(jī)構(gòu)上，由步進(jìn)電機(jī)與絲桿傳動組成的取箱機(jī)構(gòu)進(jìn)行取箱，并放置在輸送帶上;通過輸送帶將箱體輸送到接料機(jī)構(gòu);接料機(jī)構(gòu)將箱體送達(dá)指定位置進(jìn)行接料，箱體在接料機(jī)構(gòu)中完成接料后，在通過輸送帶移栽機(jī)構(gòu)將箱體輸送到碼箱機(jī)構(gòu);再由碼箱機(jī)構(gòu)對箱體進(jìn)行堆放，當(dāng)箱體達(dá)到設(shè)定數(shù)量機(jī)器會自動提示。

3結(jié)論

本次所設(shè)計的基于NEX180注塑機(jī)的換箱機(jī)，該設(shè)備中的各個機(jī)構(gòu)均能滿足使用要求，PLC電氣控制部分設(shè)計合理。操作工人能方便靈活的使用該設(shè)備，基于NEX180注塑機(jī)的換箱機(jī)能連續(xù)二十四小時使用，將在工廠原來的生產(chǎn)效率基礎(chǔ)上增加了三倍，并且降低了工廠一些安全隱患。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，運輸、維修方便。并且對PLC控制器進(jìn)行加密，避免了操作工人勿改程序，使NEX180注塑機(jī)的換箱機(jī)獲得了平穩(wěn)運行。

基于NEX180注塑機(jī)的換箱機(jī)經(jīng)過對設(shè)備安裝擺放的場地進(jìn)行參考，確定設(shè)備尺寸。以及對各項器械的參數(shù)選型加以計算，最終滿足了使用要求。

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（作者單位：沈陽化工大學(xué)）