自动送料机构设计

无锡职业技术学院毕业设计说明书1自动送料机构设计摘要本课题所设计的自动送料机构的目的，是为了实现自动送料，消除积累误差，同时减少劳动力成本。在设计过程中，主要是设计了工作台以及工作台面上的夹紧装置，滚珠丝杠的选用，以及可以实现自动送料的伺服电机。通过对这些方面的设计和研究，可以大大减少劳动力成本，减少了误差，同时也简化了机构。这在实际生产中具有很好的推广效果和意义。关键词：冲床工作台滚珠丝杠伺服电机无锡职业技术学院毕业设计说明书2第一章引言1.1课题的背景在我国和国外的生产和研究中，自动送料方式有很多种，但是在这些产品中，存在着一些问题。如日本的RF20SD-OR11机械手送料装置与冲床做成一体，从横向(侧面)送料，结构复杂，装配、制造、维修困难，价格昂贵，又不适合于我国冲床的纵向送料的要求。RF20SD—OR11的结构由冲床上的曲轴输出轴．通过花键轴伸缩，球头节部件联接机械手齿轮，由伞齿轮、圆柱齿轮、齿条、凸轮、拨叉、丝杆等一系列传动件使机械手的夹爪作伸缩、升降、夹紧、松开等与冲床节拍相同的动作来完成送料，另设一套独立驱动可移式输送机，通过隔料机构将工件输送至预定位置，这样一套机构的配置仅局限于日本设备，不能应用于国产冲床。国内有的送料机构由冲床工作台通过连杆弹簧驱动滑块在滑道上水平滑动，将斜道上下来的料，通过隔料机构推到模具中心，并联动打板将冲好的料拨掉，往复运动的一整套机构比较简单，无输送机构，联动可靠，制造容易。但机械手不能将料提升、夹紧，料道倾斜放置靠料自重滑下，如规格重量变动，则料道上工件下滑速度不一致，易产生叠料，推料机构役有将料夹紧，定位不正，增加废品率，使用也不安全。1.2课题的意义本课题主要是护栏一系列方孔冲孔自动送料机构设计。现在要求设计自动送料机构，实现自动送料，消除积累误差，同时可以减少劳动力成本。目前在生产中还是采用手工模式，即是一人看一台机器，人工送料，这种生产模式生产效率很低，既浪费劳动力也会让工人很疲倦，而且人工送料会产生累积误差。为了解决这些问题，减少生产成本，结合国内外送料机构的特点，采用伺服电机与送料机构为配合的主要装置。设计了具有推广意义的自动送料机。1.3两种典型的送料机构1.3.1气动送料机1）冲床自动送料机的技术状态本文介绍的冲床自动送料机是一种用于冷挤压套圈类零件的送料机器，是冲床进行技术改造的理想附机。该送料机克服了国内外有关冲床送料机的不足。如日本的RF20SD—0R11机械手送料装置与冲床做成一体，从横向(侧面)送料，结构复无锡职业技术学院毕业设计说明书3杂，装配、制造、维修困难，价格昂贵，又不适合于我国冲床纵向送料要求。RF20SD—0R11结构由冲床上曲轴输出轴，通过花键轴伸缩，球头节部件联接机械手齿轮，由伞齿轮、圆柱齿轮、齿条、凸轮、拨叉、丝杆等一系列传动件使机械手的夹爪作伸缩、升降、夹紧、松开等与冲床节拍相同的动作来完成送料，另设一套独立驱动可移式输送机，通过隔料机构将工件输送至预定位置，这样一套机构的配置仅局限于日本设备，不能应用于国产冲床。国内有的送料机构由冲床工作台通过连杆弹簧驱动滑块在滑道上水平滑动，将斜道上下来的料，通过隔料机构推到模具中心，并联动打板将冲好的料拨掉，往复运动的一整套机构比较简单，无输送机构，联动可靠，制造容易。但机械手不能将料提升、夹紧，料道倾斜放置靠料自重滑下，如规格重量变动，则料道上工件下滑速度不一致，易产生叠料，推料机构没有将料夹紧，定位不正，废品率较高，使用也不安全。结合国产冲床工作特点，采用机械手与输送机构配合为主要装置，再配合采用自动卸料安全保护，设计了具有较大应用价值和推广意义的自动送料机。2）气动送料机的原理自动送料机主要适用于物料的自动分配和传送，其基本功能可以完成准确的送料时间，达到精确的送料位置。研制的自动送料机由两个基本应用模块组成：物料分离模块及传送模块。物料分离模块由两个双作用气缸组成，分别实现物料的分离功能和定位夹紧功能。物料分离模块将物料从料仓中分离出来，通过分离气缸将位于料仓底部的物料从料仓中推出，料仓中的物料由于白重下落至料仓底部。定位夹紧气缸在物料推出后伸出将物料定位并夹紧。两气缸的行程位置通过磁电式接近开关检测。传送模块由一个旋转气缸和真空吸盘组成。它实现了气动搬运装置功能，实质上是一个个小型的机械手。真空吸盘将物料吸取，旋转气缸实现0～180。的旋转，将物料传送至下一个工位。真空吸盘通过真空压力开关检测物料是否吸住，旋转气缸通过两个微动开关实现位置检测⋯。3）气动系统的设计自动送料机的气动控制系统的原理图如图1.1所示。在气动系统原理图中，安装在分离气缸和定位夹紧气缸上方的元件x0、x1、x2、x3均为磁电式接近开关；安装旋转气缸两侧的元件X4、x5为微动行程开关；安装在真空系统回路中检测系统真空度(负压)的元件X6为真空开关。这些传感元件分别用于检测气缸的行程位置及吸盘工作情况。无锡职业技术学院毕业设计说明书4图1.1气动控制系统原理图自动送料机的启动条件：料仓中有物料存在(通过对射式光电传感器检测)。气动系统的初始位置是：分离气缸位于伸出位置X1，定位夹紧气缸位于回缩位置X2，旋转气缸位于左侧料仓位置X4，真空发生器关闭(真空开关X6无信号)。首先，打开气路开关0．1阀，压缩空气网络中的气压源经过滤调压组件0．2向系统供气，调节调压阀，将系统压力调整在0．4MPa左右，再锁定调压阀。其次，将系统上电，紧急停止阀0．3的电磁线圈Y0得电并自锁，阀导通，压缩空气分别向各控制回路供气。其工作过程为：(1)控N3．1阀的电磁线圈Y3得电，旋转气缸从料仓位置右摆180度，Y3断电；(2)控制1．1阀电磁线圈Y1得电，分离气缸回缩将物料从料仓中推出；(3)控制2．1阀电磁线圈Y2得电并自锁，定位夹紧气缸伸出将工件定位夹紧；(4)控制3．2阀电磁线圈Y4得电，旋转气缸左摆180。回至料仓位置，Y4断电；(5)控制4．1阀电磁线圈Y5得电，真空发生器产生吸力，并吸住物料(x6真空开关产生信号)，Y5断电；(6)控制2．1阀电磁线圈Y2断电，定位夹紧气缸在弹簧作用下自行复位，同时Y1失电分离气缸伸出复位；(7)重复步骤(1)；(8)控制4．1阀Y6得电，真空发生器关闭，物料由于自重下落至下一个工位，Y6断电；(9)重复步骤(4)(回复到初始位置)。整个气动控制系统回复到初始位置，准备下一次的工作循环。气动系统结构如图1.2所示。该系统设有急停开关，当系统遇到紧急情况时，可按下急停开关，急停阀0．3的电磁线圈Y0断电，从而切断整个气动系统的压缩空气能源供给。无锡职业技术学院毕业设计说明书5图1.2气动系统结构图气动系统的旋转气缸动作回路中，采用了2个气控单向阀及2个2位3通的单控电磁阀来代替1个3位5通中位0型的双控电磁阀。其实现的功能是：2个气控单向阀的密闭锁紧性能更好，通过2个气控单向阀可以更准确地将旋转气缸定位在0～180。旋转角度中的任一位置，且定位更准确可靠。整个气动系统执行元件的速度控制，可调节各单向节流阀来实现。系统中的单向节流阀均采用排气节流安装方式，以保证气缸运行的平稳性。为保证真空系统的气流通畅，以提高真空发生器的真空度，回路4中的真空控制回路不安装节流阀。同时，回路4中的所有连接气管应尽可能的短，以减小空气流通阻力，提高真空度。1.3.2利用机械手自动送料1）该送料机的工作原理和结构特点机械手是以小车形式通过钢绳同滑块联接起来，由冲床滑块上升运动牵引小车作前进的水平运动完成送料，由通过钢绳连接的重物使小车作复位运动。机械手的提升、下降是靠安装在小车顶架板上的提升缸推动滑板作往复上下运动来完成；机械手的夹紧、放松是靠安装在滑板上的夹紧缸带动连杆铰链机构来完成机械手的运动程序如下：夹紧一提升一前进至中心一下降一放松一返回节拍是恒定的，且每一循环均需在3秒钟内完成。供油装置主要给夹紧缸、提升缸提供高压油，由齿轮泵产生高压油或者用气压驱动卸料机构是通过安装在模具边的鸭嘴管口瞬间高压气吹卸，使冲好的工件离开模具，通过料道进人料斗。安全保护机构由两部分组成：1滑块上安装一玻璃罩，防止工件飞出，伤害工人。2．安装两只行程开关，一只在小车前，一只装在滑块边，当小车没有及时退回时，两只开关断开，使滑块不再下滑，小车免受损坏。支承脚主要用来调整整机高度，使输送带的水平高度与模具高度相适应；同时也加宽了支承面，提高了稳定性。罩壳主要是防止灰尘侵人，保护安全，防止重物与电机、减速器相碰及美化外观而设计。无锡职业技术学院毕业设计说明书6液压原理如图1.3所示。图1.3液压原理图电气原理如图1.4所示。图中XK，XK2为非自动复位式行程开关，安装在工字钢旁边，由小车运动来拨动。XK3XK4为按钮式行程开关，分别安装在夹紧缸夹紧点和松开点E。XK5、XK6为按钮式行程开关，分别安装在提升缸的上顶点和下底点上。1DT,2D3DT．4DT为电磁阀。Dl为输送电机，D2为液压泵电机。无锡职业技术学院毕业设计说明书7图1.4电气原理图动作程序如下：闸刀HK闭合，三相动力线接通。按QA按钮，接触器C通电闭合，辅助触点自锁，1D、2D电机起动运转。用1RJ、2RJ防止过载，熔断丝1RD，2RD、3RD防止大电流通过。机械手动作控制过程：当小车后退时，接触1XK、1DT得电，机械手夹紧，触到3XK；1J得电，1DT失电，夹紧停止；同时3DT得电，机械手提升到位触及5XK，3DT失电，提升停止，液压自动锁紧。此时小车已前进到1XK处，触1XK，1XK复位。小车继续前进，触2XK，4DT得电，机械手下降到位触及6XK，4DT失电，下降停止，同时2DT得电，机械手放松（把工件放在模具中心)触4XK，2DT失电，放松停止，小车后退触XK2，复位，小车继续后退，再次触XK1……如此循环来完成送料。2）主要机构的设计1．挡料机构为了使料能停留在输送带上某一特定位置，采用活动挡板，即设计两块由扭簧作用挡料的挡料板。这机构在输送带运动下，料不能撞开挡板，但在小车推力作用下、又会打开，使料能向前运动，甚至可以不提升，而直接送至模具中心。这机构的设计要点主要是扭簧设计为了挡住料，不使料冲开挡板，扭簧的初始扭矩应不小于M，扭簧产生的扭角为0。2．隔料机构主要由隔料销、拨叉、导块等组成，如图1.5。只要隔料销伸到中心就能无锡职业技术学院毕业设计说明书8起到很好的隔料作用设计中需确定拨叉转角及检验隔料销跟导块是否自锁，隔料机构可根据工件直径调整。图1.5隔料机构图3）输送机构输送带速度由21节拍时间和捎料机构到隔料机构阐的距离决定。如速度变换，用改变带轮直径来达到。输送带用薄形高强度夹布输送胶布制造，运动平稳，使用可靠。料道根据料的直径调节。4）卸料机构一个鸭嘴高压气管安装在上下模分模面两边，进行瞬时吹气卸料。此动作是由一个行程开关和一只一位二通电磁阀来完成的当冲床滑块上升至51行程时，碰触行程开关，电磁阀动作，做瞬间吹气，使工件离开模具，通过料道落在料斗中。5）安全保护机构(1)通过落在料斗中的工件产生的振动，发出信号由传感器继电联锁使冲床连续工作，如果工件未进入料斗，冲床就停留在上死点，这样可避免工件粘在上模而产生危险事故。(2)在小车处于最前处装一行程开关，在滑块上死点略低处又装一只行程开关。当滑块下滑时，小车因运动部件发生故障，仍没有离开危险区域，则两只行程开关同时动作，则切断离合器，同时曲轴柄上的刹车动作，使滑块不再下滑，直至排除故障，重新起动时才下滑。(3)在冲床滑块上安装有机玻璃罩，随同滑块下降，可以防止冲压零件飞出伤人。无锡职业技术学院毕业设计说明书9第二章课题方案的确定2.1课题设计方案设计方案：1.采用分离气缸和定位夹紧气缸实现物料的运送和分离2.利用机械手进行送料3.采用伺服电机控制工作台进行送料方案一：采用双作用缸实现物料的分离功能和定位夹紧功能气动送料机由两个基本应用模块组成：物料分离模块及传送模块。物料分离模块由两个双作用气缸组成，分别实现物料的分离功能和定位夹紧功能。为保证真空系统的气流通畅，以提高真空发生