蒙貴添

摘 要：文章設(shè)計(jì)一種交換機(jī)網(wǎng)口自動(dòng)安裝堵頭的設(shè)備，該設(shè)備可應(yīng)用于多種系列的交換機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)。設(shè)備通過XYZ定位、移動(dòng)產(chǎn)品，配合堵頭安裝機(jī)構(gòu)安裝不同位置的堵頭。堵頭采用振動(dòng)盤進(jìn)行供料，根據(jù)堵頭種類需求設(shè)計(jì)多款振動(dòng)盤獨(dú)立供料，并配備視覺檢測(cè)堵頭供料的方向。該設(shè)備能夠解決人工安裝堵頭作業(yè)難度大、效率低的問題。該設(shè)備適用于交換機(jī)種類樣式多、網(wǎng)口數(shù)量多、網(wǎng)口種類多的場(chǎng)合，在生產(chǎn)線上得到了廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：交換機(jī) 網(wǎng)口 堵頭 自動(dòng)化

1 引言

在如今這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)社會(huì)，交換機(jī)與我們的日常生活息息相關(guān)，并發(fā)揮著重要的作用。交換機(jī)的生產(chǎn)過程并不簡(jiǎn)單，而且在生產(chǎn)完成后還需要給每一個(gè)網(wǎng)口安裝堵頭。堵頭主要起到防塵和防撞的作用。一直以來人工安裝堵頭是一個(gè)瓶頸的工站，網(wǎng)口種類多、數(shù)量多，堵頭安裝方向難以分辨、堵頭難以安裝等問題，都是人工安裝經(jīng)常出現(xiàn)的問題點(diǎn)。如何降低人力成本，高效率的安裝堵頭成為了需要攻克的一道難關(guān)。

文章將設(shè)計(jì)一款自動(dòng)安裝堵頭設(shè)備，該設(shè)備能適配多種不同大小的產(chǎn)品，設(shè)備根據(jù)產(chǎn)品型號(hào)自動(dòng)調(diào)取對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)程序安裝堵頭，堵頭由振動(dòng)盤分揀排列不斷提供。設(shè)備只需人工掃描產(chǎn)品條碼，將產(chǎn)品放到定位機(jī)構(gòu)內(nèi)，設(shè)備即可進(jìn)入自動(dòng)作業(yè)。振動(dòng)盤缺少堵頭時(shí)，作業(yè)員可以在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，通過設(shè)備外部的漏斗管道進(jìn)行補(bǔ)充。該設(shè)備滿足交換機(jī)的堵頭安裝需求，減輕人工作業(yè)的負(fù)擔(dān)，優(yōu)化了瓶頸工站，提高了生產(chǎn)效率。

2 手動(dòng)安裝堵頭作業(yè)流程

當(dāng)前堵頭物料有三種類型（如圖1所示），作業(yè)員要將不同的堵頭分類完成（如圖2所示），根據(jù)產(chǎn)品的需求將對(duì)應(yīng)的堵頭安裝到網(wǎng)口上（如圖3所示），并檢查安裝的堵頭有無缺漏、凸起、方向錯(cuò)誤等問題（如圖4所示）。

3 堵頭自動(dòng)安裝方案

由于人工安裝堵頭需要逐個(gè)確認(rèn)網(wǎng)口的安裝種類、辨別堵頭的安裝方向、逐一按壓安裝以及安裝完成后的檢查，如此繁瑣的工序使得人們的工作難度大、效率低、容易產(chǎn)生疲勞。為了解決以上問題，文章設(shè)計(jì)一種自動(dòng)化設(shè)備來替代人工作業(yè)。設(shè)計(jì)方案動(dòng)作流程如下：

（1）作業(yè)員掃描產(chǎn)品條碼、上料，設(shè)備自動(dòng)調(diào)出該產(chǎn)品的程序進(jìn)行生產(chǎn)；

（2）產(chǎn)品定位模組能根據(jù)不同的產(chǎn)品大小自動(dòng)夾緊定位產(chǎn)品，設(shè)備根據(jù)調(diào)出的程序?qū)a(chǎn)品自動(dòng)定位并通過XYZ滑臺(tái)將產(chǎn)品帶到工作區(qū)域內(nèi)；

（3）產(chǎn)品進(jìn)入工作區(qū)域后，通過XYZ帶動(dòng)產(chǎn)品移動(dòng)的方式定位到每個(gè)堵頭的安裝位置，并且有視覺相機(jī)拍照，補(bǔ)償XYZ的偏差值以達(dá)到更高的精度；

（4）當(dāng)前堵頭有三款，需要三款振動(dòng)盤供料機(jī)供料，三款堵頭分別設(shè)計(jì)三組分料、夾取、安裝組件；

（5）堵頭安裝完成后視覺相機(jī)檢查堵頭是否均已安裝且安裝到位；

（6）作業(yè)完成，產(chǎn)品回到出/入料區(qū)，人工將產(chǎn)品取出設(shè)備；

設(shè)備所需工時(shí)，見表1。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 整體結(jié)構(gòu)

設(shè)備整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖5所示）：設(shè)備下層的機(jī)架1選擇用方通焊接，保證設(shè)備穩(wěn)定，自動(dòng)化作業(yè)時(shí)不出現(xiàn)搖晃現(xiàn)象；設(shè)備上層采用鋁型材支架2，方便安裝，成本低；安裝平臺(tái)采用鋼板材質(zhì)，用于安裝各類結(jié)構(gòu)模組，保證安裝精度；XYZ軸滑臺(tái)定位模組3用于定位產(chǎn)品和移動(dòng)產(chǎn)品，定位組件由絲桿滑臺(tái)模組、定位氣缸和定位滾輪組成，能對(duì)產(chǎn)品精確定位，定位夾緊模組配有彈簧結(jié)構(gòu)能有效控制按壓產(chǎn)品力度；三款振動(dòng)盤模組4提供堵頭，有供料的漏斗可以將堵頭從設(shè)備外部直接進(jìn)行供料，無需停止設(shè)備即可完成堵頭供應(yīng)；三個(gè)堵頭安裝模組5分別對(duì)應(yīng)三款振動(dòng)盤4，能將三款振動(dòng)盤供應(yīng)的堵頭分別安裝到產(chǎn)品上；設(shè)備內(nèi)部有相機(jī)和光源等視覺硬件6，拍照確定堵頭安裝位置，并在安裝完成后檢查安裝是否達(dá)到生產(chǎn)要求。電控箱7內(nèi)放置電氣元件，通過拖鏈模組8將線和氣管接入到設(shè)備內(nèi)的組件。

4.2 主要結(jié)構(gòu)組件和動(dòng)作

XYZ軸滑臺(tái)定位模組有移載產(chǎn)品（如圖6所示）和定位產(chǎn)品（如圖7所示）兩個(gè)部分。移載部分的X軸作為帶動(dòng)最多結(jié)構(gòu)的軸需要選擇相對(duì)較大的伺服滑臺(tái)9并配合滑軌10使用，Y軸的伺服滑臺(tái)11配合滑軌12帶動(dòng)整個(gè)定位模組和產(chǎn)品進(jìn)行移動(dòng)，Z軸需要承載的重量比較大，選擇大功率的伺服電機(jī)13加減速器14配合一左一右兩條滑軌15使用。作業(yè)員將產(chǎn)品掃碼完成后放到入料位置，設(shè)備開始運(yùn)行，定位模組的伺服滑臺(tái)16和側(cè)定位氣缸17帶動(dòng)定位組件定位產(chǎn)品，定位時(shí)底部滾輪18和側(cè)面滾輪19可以避免損傷產(chǎn)品。定位完成后由移載部分將產(chǎn)品輸送到視覺硬件拍照的位置準(zhǔn)備開始組裝作業(yè)。

組裝作業(yè)（如圖8所示）開始前產(chǎn)品會(huì)移載到視覺硬件6處，進(jìn)行拍照進(jìn)一步確認(rèn)產(chǎn)品坐標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到更高精度作業(yè)。入料的同時(shí)振動(dòng)盤模組4（如圖9所示）開始供應(yīng)堵頭，相機(jī)檢測(cè)20檢測(cè)堵頭在振動(dòng)盤出來時(shí)的朝向，供應(yīng)的堵頭通過軌道21將堵頭整列排開送到供料位置22，配備一個(gè)感應(yīng)器23檢測(cè)是否有堵頭到指定的供料位置。堵頭安裝模組5來取料時(shí)，配備一個(gè)供料氣缸24可以單獨(dú)一顆堵頭送到指定位置讓給堵頭安裝模組5取料，堵頭安裝模組（如圖10所示）由3個(gè)氣缸組成，其中伸縮氣缸25伸出旋轉(zhuǎn)夾爪氣缸26將堵頭夾起，因?yàn)槭谴怪狈较蛉《骂^，但是安裝堵頭的方向?yàn)樗椒较?，所以需要借助一個(gè)旋轉(zhuǎn)氣缸27將堵頭調(diào)轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)后伸縮氣缸25伸出，旋轉(zhuǎn)夾爪氣缸26根據(jù)堵頭的安裝角度旋轉(zhuǎn)將堵頭安裝到產(chǎn)品內(nèi)。三款振動(dòng)盤和三個(gè)安裝堵頭模組同時(shí)作業(yè)，依次循環(huán)安裝動(dòng)作，直到全部堵頭都安裝完畢。

最后再由XYZ軸滑臺(tái)定位模組配合相機(jī)模組對(duì)安裝好的堵頭進(jìn)行拍照，確認(rèn)堵頭安裝是否達(dá)標(biāo)。檢測(cè)完成后將產(chǎn)品送回入料處，松開產(chǎn)品的定位組件，提示作業(yè)員作業(yè)完成，可以將產(chǎn)品取走。

5 設(shè)計(jì)總結(jié)

本設(shè)備針對(duì)人工手動(dòng)安裝堵頭工作效率較低，并且安裝時(shí)間長(zhǎng)后容易產(chǎn)生疲勞，進(jìn)一步降低生產(chǎn)效率這一問題，設(shè)計(jì)了一臺(tái)能夠自動(dòng)供應(yīng)堵頭并且自動(dòng)安裝的自動(dòng)化設(shè)備。該設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、作業(yè)員操作方便，能夠同時(shí)安裝多種不同種類的堵頭，安裝效率非常高能夠廣泛用于自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。

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