朱宇璐，陳葉娣，錢子龍，段東澤，王 鑫

江蘇常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模具技術(shù)學(xué)院（江蘇常州 213164）

1 電機(jī)殼沖壓件全自動(dòng)裝盤設(shè)備的主體構(gòu)造

1.1 提升篩選機(jī)構(gòu)

圖1 履帶式傾斜提升輸送裝置結(jié)構(gòu)示意

該機(jī)構(gòu)由提升裝置、篩選裝置和管道組成。提升裝置采用履帶傾斜提升輸送方式進(jìn)行自動(dòng)提升送料，如圖1所示。篩選裝置采用拼裝結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)制件正反向自動(dòng)識(shí)別篩選，如圖2所示。

圖2 產(chǎn)品正反向自動(dòng)識(shí)別篩選裝置結(jié)構(gòu)示意

根據(jù)電機(jī)殼沖壓件產(chǎn)量情況，提升機(jī)數(shù)量選擇越多越好，但考慮料盒的尺寸大小，以及整個(gè)自動(dòng)裝盤設(shè)備的成本，綜合考量，滿足生產(chǎn)需求的前提，盡可能降低設(shè)備成本，故該項(xiàng)目選用2臺(tái)履帶式傾斜提升輸送機(jī)。提升機(jī)內(nèi)置于料倉，提升機(jī)的上端與管道間由篩選裝置連接，對(duì)電機(jī)殼的沖壓件進(jìn)行正反方向的識(shí)別篩選，使正向電機(jī)殼沖壓件順利進(jìn)入管道，反向電機(jī)殼沖壓件從篩選漏孔滑出回到料倉，管道另一端固定在機(jī)架平臺(tái)的導(dǎo)入管連接，提升篩選機(jī)構(gòu)布局示意如圖3所示。

圖3 提升篩選送料機(jī)構(gòu)布局示意

1.2 裝盤搬運(yùn)機(jī)構(gòu)

裝盤搬運(yùn)機(jī)構(gòu)由定量裝盤機(jī)構(gòu)和升降搬運(yùn)機(jī)構(gòu)組合，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)殼沖壓件的規(guī)定數(shù)量裝盤以及從料盤搬運(yùn)至料盒的全過程動(dòng)作。

（1）定量裝盤機(jī)構(gòu)。

沖壓的電機(jī)殼如圖4所示，根據(jù)制件尺寸及產(chǎn)量，料盤設(shè)計(jì)為405×384mm規(guī)格尺寸如圖5所示，與料盒尺寸一致。料盤上分為6排，每排可容納6個(gè)制件，因此整個(gè)料盤可承36個(gè)制件，即料盒每層數(shù)量，基于每盒裝144個(gè)制件要求，即料盒裝制件為4層，同時(shí)也可根據(jù)實(shí)際需求變化進(jìn)行調(diào)整。

圖4 電機(jī)殼

圖5 料盤結(jié)構(gòu)示意

料盤固定在機(jī)架平臺(tái)的導(dǎo)軌上并與絲杠連接，通過伺服電機(jī)傳動(dòng)絲杠，實(shí)現(xiàn)料盤的移動(dòng)，從而確保料盤的制件入口與機(jī)架平臺(tái)的導(dǎo)入管對(duì)正。導(dǎo)入管下方設(shè)置了限位銷氣缸、限位氣缸，實(shí)現(xiàn)裝盤定量的限位控制圖6所示。

圖6 定量裝盤機(jī)構(gòu)

（2）升降搬運(yùn)機(jī)構(gòu)。

升降搬運(yùn)機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)把裝入料盤中制件搬運(yùn)至料盒的動(dòng)作，包括搬運(yùn)滑臺(tái)、升降滑臺(tái)、制件吸附裝置等。該機(jī)構(gòu)中制件吸附裝置選用海綿吸盤，其密封性好，適合吸取表面帶有孔、凹凸不平的制件；升降滑臺(tái)主要使電機(jī)殼沖壓件通過海綿吸盤吸附后從料盤中提升至指定高度，為后續(xù)搬運(yùn)至料盒做準(zhǔn)備，以及到料盒位置后的下降擺放動(dòng)作；搬運(yùn)滑臺(tái)主要執(zhí)行從料盤到料盒兩點(diǎn)間平移動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)殼沖壓件由料盤至料盒的搬運(yùn)動(dòng)作。升降搬運(yùn)裝盒機(jī)構(gòu)如圖7所示。

1.3 物料輸送機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)料盒及裝盒制件的輸送，為了使輸送機(jī)構(gòu)制造周期短、降低成本，以及降低傳輸中磨損和運(yùn)行阻力，同時(shí)當(dāng)一個(gè)或多個(gè)物料被停止輸送時(shí)，不影響其它物料的輸送，具有較高的輸送效率。因此選用了倍速鏈方式輸送機(jī)構(gòu)，包括電動(dòng)機(jī)、倍速鏈、鏈輪、傳動(dòng)軸、止動(dòng)器、止回器、機(jī)架等，如圖8所示。

圖7 升降搬運(yùn)機(jī)構(gòu)

圖8 物料輸送機(jī)構(gòu)

1.4 電氣控制系統(tǒng)

（1）電氣控制主電路。

根據(jù)設(shè)備各機(jī)構(gòu)的電氣的工作原理及實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求，設(shè)計(jì)電氣控制主電路，如圖9所示。

2 電機(jī)殼沖壓件全自動(dòng)裝盤設(shè)備的原理

全自動(dòng)裝盤設(shè)備，由圖10提升篩選機(jī)構(gòu)、圖11裝盤搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、圖12物料輸送機(jī)構(gòu)、PLC控制系統(tǒng)等組成。

圖10中，料倉內(nèi)置提升機(jī)，提升機(jī)上端出口和管道入口相接，自動(dòng)識(shí)別制件正反向篩選裝置安裝在提升機(jī)上端和管道交接處，使篩選口向下，呈水平方向35°和垂直方向25°。機(jī)架平臺(tái)的兩側(cè)分別固定有傳送帶和管道，傳送帶呈水平方向與管道呈豎直方向相垂直。料框設(shè)置于傳送帶上方，料盤設(shè)置于傳送帶與管道之間，機(jī)架平臺(tái)的上面放置料盤，絲桿與電機(jī)相連，連接料盤下方。料盤上方設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的兩端固定在機(jī)架平臺(tái)上方，機(jī)械手固定在導(dǎo)軌上并可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。機(jī)械手的一端設(shè)有真空海綿吸盤。

圖9 電氣控制主電路

圖10 提升篩選機(jī)構(gòu)

圖11 裝盤搬運(yùn)機(jī)構(gòu)

圖12 物料輸送機(jī)構(gòu)

所述真空海綿吸盤的上表面設(shè)有圖案，圖案形狀為外圍一圈小圓圍繞著中心大圓。

所述的電機(jī)控制提升機(jī)運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)A控制機(jī)械手在X方向上的運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)B控制機(jī)械手在Y方向上的運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)C15控制機(jī)械手在Z方向的運(yùn)動(dòng)。

所述的提升機(jī)、料倉和管道有兩套，兩套設(shè)備對(duì)稱設(shè)置，固定在機(jī)架平臺(tái)的一側(cè)。

自動(dòng)裝盤的設(shè)備的方法，步驟如下文及圖13所示。

第一步，每個(gè)料倉可放3,500～4,500個(gè)制件，電機(jī)機(jī)殼沖壓件提升至上端，當(dāng)電機(jī)殼沖壓件側(cè)向通過篩選裝置時(shí)，制件憑借外觀的凸緣邊特性以及篩選裝置中滑槽的作用，在沖壓件自重和擠壓作用下，沿著篩選裝置中的滑槽順利進(jìn)入管道等待裝載；相反，反向制件從篩選孔滑出，通過返料口返回料倉。

第二步，電機(jī)機(jī)殼9順著管道滑行至固定在機(jī)架平臺(tái)的導(dǎo)入管1連接處，在連接處氣咀壓縮空氣的作用下，快速沿導(dǎo)入管1前行，導(dǎo)入管1的另一端與料盤6對(duì)接，使得電機(jī)機(jī)殼沖壓件按順序依次快速進(jìn)入料盤6，完成裝盤，此時(shí)料盤上規(guī)定要求數(shù)量制件處的傳感器8感應(yīng)反饋信號(hào)，使氣咀壓縮空氣先停止工作，再由限位銷氣缸3動(dòng)作，使限位銷處于制件限位狀態(tài)，同時(shí)限位氣缸2動(dòng)作使限位銷氣缸后退，從而實(shí)現(xiàn)多余數(shù)量的制件9被后退限位。料盤6通過絲桿5左右運(yùn)動(dòng)，一對(duì)送料管道每次各吹3個(gè)，每盤吹3次，每次2s，絲桿運(yùn)動(dòng)共3s，每層需9s。

第三步，雙軸機(jī)械手上的真空海綿吸盤吸起制件，沿導(dǎo)軌7移動(dòng)，輸送到料架內(nèi)。每36件一層，共4層。單次夾取和提升所需時(shí)間為2s，單次運(yùn)輸至料架所需時(shí)間為6s。

第四步，料框內(nèi)填滿制件后，沿傳送帶傳送到指定位置。

3 電機(jī)殼沖壓件全自動(dòng)裝盤設(shè)備的技術(shù)要點(diǎn)

該設(shè)備中具有自動(dòng)辨別電機(jī)殼沖壓件正反方向的篩選裝置，當(dāng)電機(jī)殼沖壓件側(cè)向通過篩選裝置時(shí)，制件憑借外觀的凸緣邊特性以及篩選裝置中滑槽的作用，沿著篩選裝置中的滑槽順利進(jìn)入管道等待裝板；相反，反向制件從篩選孔滑出，通過返料口返回料倉。

面向于不同的制件外形，通過改進(jìn)設(shè)備篩選裝置來適應(yīng)不同制件的篩選要求，以達(dá)到設(shè)備制件全自動(dòng)裝盤功能多樣化的目的。

4 結(jié)論

圖13 定量裝盤機(jī)構(gòu)

綜上所述，電機(jī)殼沖壓件全自動(dòng)裝盤設(shè)備在生產(chǎn)應(yīng)用過程中，能實(shí)現(xiàn)電機(jī)機(jī)殼沖壓件裝盤數(shù)量的控制功能；采用壓縮空氣為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝盤的功能；其結(jié)構(gòu)可靠、動(dòng)作靈活、自動(dòng)化智能化程度先進(jìn)，制造成本低廉，采用PLC可編程控制器，控制吹氣咀、料盤、傳感器等各元件之間的配合動(dòng)作，可以準(zhǔn)確完成電機(jī)殼沖壓件在設(shè)備中的的自動(dòng)裝盤，杜絕人工作業(yè)產(chǎn)生的篩選誤差，同時(shí)也能達(dá)到減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，更加符合企業(yè)發(fā)展需求，有效降低企業(yè)經(jīng)營成本，具有較好的實(shí)用性、推廣性。