茍文韜,李昂

（中國兵器裝備集團(tuán)自動化研究所有限公司，四川綿陽 621000）

1 引言

槍支在出廠檢驗過程中，需要進(jìn)行多項試槍工序[1]，頻繁大量消耗槍彈和反復(fù)利用彈匣，槍彈的裝填基本還是采用人工手工裝彈，不僅勞動強度大，而且存在安全隱患[2]。由于國內(nèi)外目前并沒有相關(guān)自動裝彈的裝備，對槍彈特性和人工裝填工藝進(jìn)行分析后，自主研究并設(shè)計了槍彈自動裝彈裝置。

2 總體結(jié)構(gòu)和工藝流程

本系統(tǒng)主要由槍彈上料機構(gòu)、槍彈排序機構(gòu)、裝彈機構(gòu)、環(huán)形輸送線和下料機構(gòu)四個部分組成。

槍彈上料機構(gòu)實現(xiàn)將槍彈從料斗內(nèi)自動提升加入到上料花盤[3]內(nèi)、槍彈排序機構(gòu)實現(xiàn)子彈自動排序并依次進(jìn)入滑槽、裝彈機構(gòu)實現(xiàn)對定量子彈的裝彈匣功能、環(huán)形輸送線實現(xiàn)對彈匣的自動轉(zhuǎn)運、下料機構(gòu)實現(xiàn)彈匣的自動下料。

圖1 總體系統(tǒng)機構(gòu)

系統(tǒng)工藝流程，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)工藝流程

設(shè)備含有四臺裝彈專機，每臺專機裝彈數(shù)量≤10發(fā)可調(diào)，以滿足子彈配比功能。設(shè)備具有防護(hù)罩，子彈的裝彈過程在防護(hù)罩內(nèi)進(jìn)行，人工上彈匣在防護(hù)罩外，安全性高。

3 重要組成部分設(shè)計及工作原理

子彈提升上料采用皮帶提升機完成，彈匣下料采用吸盤抓取，這里不進(jìn)行過多闡述。

3.1 槍彈排序機構(gòu)

圖3 子彈排序機構(gòu)

槍彈從提升機上料后進(jìn)入到花盤，利用槍彈形狀特性將槍彈在上料花盤中自動排序后，沿蛇形滑槽進(jìn)入裝彈專機。滑槽上裝有兩個傳感器用于檢測子彈位置，當(dāng)下傳感器檢測不到子彈時花盤啟動，上傳感器檢測到子彈時花盤自動停止，完成槍彈的自動排序上料。支架可對花盤的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2 裝彈專機機構(gòu)

圖4 裝彈專機

子彈從上料滑槽進(jìn)入撥輪，步進(jìn)電機帶動撥輪轉(zhuǎn)動使子彈掉入下方槽板，同時槽板在齒條帶動下向前同步移動[4]，將子彈整齊排列在仿形槽板當(dāng)中。子彈排列完成時，槽板剛好到達(dá)彈匣口部位置，隨后推板向前伸出將子彈推入彈匣中。最后推板和槽板依次縮回，完成一次裝彈過程。

3.3 傳輸線機構(gòu)

圖5 傳輸線專機

傳輸線采用步進(jìn)式回轉(zhuǎn)輸送結(jié)構(gòu)，四個氣缸作為動力源，通過采用自復(fù)位鉤塊帶動托盤單向運動，每一次模具板的步進(jìn)都需要前后左右氣缸都按照一定順序往復(fù)動作一次。彈匣模具板放置于托盤上，模具板兼容5種彈匣。該機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、能適應(yīng)柔性定位等特點。

4 關(guān)鍵技術(shù)研究

4.1 多功能一體裝彈專機

裝彈專機完成設(shè)備的核心功能，將子彈裝入彈匣之中。創(chuàng)新設(shè)計了輪、板同步運動排彈方法，裝彈專機采用一個步進(jìn)電機和一個氣缸完成子彈排列和裝入彈匣功能。彈匣到達(dá)工位后，步進(jìn)電機帶動子彈仿形槽板向前運動，同時撥輪同向轉(zhuǎn)動將子彈依次排列在槽板中，氣缸伸出將槽板中的子彈壓入彈匣中，隨后電機帶動槽板返回，由于單向軸承的作用[5]，撥輪此時不反向轉(zhuǎn)動，最后氣缸縮回，完成一次壓彈過程。

該專機有以下特點：(1)步進(jìn)電機帶動槽板向前運動時將彈排列在槽板內(nèi)，在排列完子彈的同時槽板口部“咬住”彈匣口部，彈匣口部上下左右都有機械限位，利于裝彈；(2)步進(jìn)電機反向轉(zhuǎn)動的過程中槽板返回，與彈匣分開，撥輪由于單向軸承的作用并不反轉(zhuǎn)，適用于往復(fù)運動的流水線作業(yè)；(3)采用步進(jìn)電機定位槽板，起始位置可調(diào)，即可控制每次裝彈的數(shù)量，實現(xiàn)子彈數(shù)量配比；(4)排彈、裝彈、固定彈匣只采用一個槽板，結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省了專機空間；(5)產(chǎn)品更換時，將槽板上的插銷拔出，將需要的槽板換上并插入插銷即可，方便快捷。

4.2 環(huán)形單向傳輸線

傳輸線采用氣缸作為動力，氣缸帶動導(dǎo)軌上的托盤進(jìn)行步進(jìn)運動。每個托盤帶有固定凸塊，鉤塊采用單向作用設(shè)計，形狀前高后低，鉤塊下裝有小型復(fù)位彈簧。當(dāng)向前運送托盤時，鉤塊前擋面鉤住托盤向前運動，直至托盤到位，隨后氣缸復(fù)位，鉤塊向后運動，由于后擋面高度低可避開后方托盤的凸塊，鉤塊和彈簧受壓力向下擦過凸塊，回到上一個起始位置。

該專機特點如下：(1)四個氣缸作為動力即可完成單向步進(jìn)傳輸，設(shè)計巧妙、成本低、可靠；(2)托盤到位后在一定范圍內(nèi)有左右移動空間，壓彈專機槽板向前運動時卡彈匣口部時，托盤自動左右微調(diào)以適應(yīng)槽板，有一定的柔性調(diào)節(jié)作用；(3)通過采用插銷的方式將彈匣固定在托盤上，產(chǎn)品更換時，只需要將插銷拔出插到對應(yīng)孔內(nèi)，即可滿足一個模具托盤可定位多種彈匣要求，節(jié)省產(chǎn)品更換時間。

5 結(jié)束語

裝置采用了柔性物流設(shè)計、緊湊裝彈方式設(shè)計，裝置具備一定的原始創(chuàng)新、快速反應(yīng)和柔性生產(chǎn)等能力。目前該裝置已經(jīng)得到應(yīng)用，通過更換槍彈排列槽板和更改彈匣模具板插銷位置可適用于3種槍彈和5種彈匣。裝置的成功研制解決了兵工企業(yè)的迫切需求、降低了工人勞動強度、提高了我國槍支試槍打靶效率和槍彈自動化水平。