鄺嘉豪 周剛

?

一種自動沖裁機的傳送裝置設計

鄺嘉豪 周剛

（東莞市豪順精密科技有限公司）

針對聚乙烯發(fā)泡棉（EPE料）傳統(tǒng)生產(chǎn)方式加工時間長、效率低、人力成本高等問題，設計一種自動沖裁機傳送裝置。首先分析自動沖裁機的傳動機構和裁切機構的工作原理；然后結合PLC技術，應用伺服系統(tǒng)，編寫人機交互界面及程序梯形圖；最后實現(xiàn)物料的自動傳送。試驗結果表明：該傳送裝置具有節(jié)省人力、速度可控、動作模式可選和自動完成的特點。

自動沖裁機；傳送裝置；PLC技術

0 引言

聚乙烯發(fā)泡棉（EPE料）因具有防摩擦、隔水防潮、隔熱、耐腐蝕、可回收等特點而廣泛應用于產(chǎn)品包裝。傳統(tǒng)生產(chǎn)加工過程中，對EPE料的物料準備、移動、裁切等工序完全由人工完成，存在加工時間長、效率低、人力成本高等問題[1-4]。隨著產(chǎn)品加工質(zhì)量和效率的需求提升，以及人力成本的不斷增加，利用工業(yè)自動化技術對EPE料加工過程進行自動化改造已迫在眉睫。近年來，可編程邏輯控制器（PLC）技術、伺服系統(tǒng)控制技術廣泛應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線，故本文結合PLC技術，應用伺服系統(tǒng)，通過人機界面，設計一種自動沖裁機的傳送裝置，實現(xiàn)EPE料的自動傳送[5-7]。

1 自動沖裁機的系統(tǒng)設計

1.1 傳動機構設計

1.1.1 物料傳送機構

自動沖裁機物料傳送機構結構圖如圖1所示，自動沖裁機的物料傳送機構位于上料架和物料裁切機構之間。物料傳送機構包括：滾軸組，將上料架上的物料傳送至物料裁切機構；導引軌，為物料進行導向。導引軌之間用于通過物料，兩個導引軌沿物料的前進方向并排設置，兩個導引軌和滾軸組之間留有空隙，使?jié)L軸可以順利滾動。

EPE料生產(chǎn)加工的工序流程如圖2所示。上料架放置EPE料的卷裝料；EPE卷裝料上的物料通過滾軸組傳送至物料裁切機構，傳送過程中，兩個導引軌為物料進行導向，防止物料偏離軌道而使送料受阻；待裁切的物料在物料傳送機構傳送至物料裁切機構，從而實現(xiàn)自動化傳送物料，進而可以節(jié)省人力，提高生產(chǎn)效率。兩個導引軌設有距離調(diào)節(jié)機構，用于調(diào)節(jié)兩個導引軌之間的距離，以適應不同尺寸的物料。

1.1.2 物料裁切機構

物料裁切機構包括帶裁切刀的上模（刀模示意圖見圖3）和用于放置待裁切物料的下模。裁切刀包括用于將物料切斷的橫切刀和將物料切成條狀的多個并排的縱切刀。橫切刀用于將物料從卷裝料上切斷成小塊，縱切刀用于將該小塊的物料切成多個條狀的物料，待裁切的物料繼續(xù)在物料傳送機構傳送至物料裁切機構，則自動將裁切好的物料推出。

1-上料架 2-物料裁切機構 3-物料傳送機構 31-滾軸組 32-導引軌 33-絲桿 34-聯(lián)動鏈條 35-氣動壓料機構

(a) 正視圖

(b) 俯視圖

圖2 EPE料的生產(chǎn)加工流程圖

21-帶裁切刀的上模 211-橫切刀 212-縱切刀

1.2 自動送料系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)控制

自動沖裁機自動送料系統(tǒng)通過人機界面、PLC和伺服共同完成系統(tǒng)控制。采用三菱PLC指令和步進梯形圖通過條件設定，用步進控制的原理，完成送料機和沖裁機的配合。

1.2.1 定長送料

相對位置以現(xiàn)在的位置開始，距離D210（數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)值），速度為D302（數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)值），脈沖輸出口為PLC的Y0，方向信號為Y4。定長送料PLC梯形圖如圖4所示。

人機交互控制指令：DDRVI D210 D302 Y0 Y3。

1.2.2 手動送料

以D302數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)值為速度，Y4為方向，Y0脈沖輸出。其中D210、D302、D304等數(shù)據(jù)寄存器，均可在人機界面輸入。手動送料梯形圖如圖5所示。

人機交互控制指令：DPLSV D304 Y0 Y3。

2 自動沖裁機的運行效果

自動沖裁機的實物運行圖如圖6所示。經(jīng)試驗，其運行效果較好。自動沖裁機主要具備幾個特點：1)物料傳送機構可節(jié)省人力，提高生產(chǎn)效率，能傳送不同尺寸的物料；2) 速度可控，定制生產(chǎn)數(shù)量，送料長度、動作模式可選（單沖模式、送料單沖模式、單送料模式）；3) 操作人員只需設定好參數(shù)，自動完成生產(chǎn)活動。

圖6 自動沖裁機的實物運行圖

3 結語

本文通過PLC技術，應用伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)EPE料的自動沖裁機傳送自動化，極大節(jié)省人力，具有較高的社會經(jīng)濟效益，對推動工業(yè)自動化和智能化生產(chǎn)的進程有一定的借鑒作用。

[1] 鐘肇新,范建東.可編程控制器原理及應用[M].廣州:華南理工大學出版社,2005.

[2] 敖榮慶,袁坤.伺服系統(tǒng)[M].北京:航空工業(yè)出版社,2006.

[3] 胡海清,陳愛民,徐軍.氣壓與液壓傳動控制技術[M].北京:北京理工大學出版社,2006.

[4] 李彭.折疊伸縮珍珠棉緩沖包裝設計與工藝分析[J].包裝世界,2015(4):39-40.

[5] 王杰.基于AMESim軟件的散熱器片沖裁機液壓系統(tǒng)設計[J].機床與液壓,2015,43(20):113-115,118.

[6] 盧倩,葛友華,崔治,等.四自由度沖裁機床自動控制系統(tǒng)設計研究[J].煤礦機械,2014,35(7):237-239.

[7] 羅世瓊,倪躍華.鋁塑板輸送裝置的改進[J].機電信息, 2011(26):34-37,49.

Design of Conveyor of an Automatic Blanking Machine

Kuang Jiahao Zhou Gang

(Dongguan Haoshun Precision Technology Co., Ltd.)

Focusing on the traditional production and processing method of polyethylene foam (EPE) having long time consumption, low efficiency and high labor costs problems, an automatic punching machine conveying device is designed. Firstly, the mechanism of automatic punching machine transmission and cutting was analyzed. Secondly, combined with PLC technology and the application of servo system, the preparation of human-computer interaction interface and the program ladder were demonstrated. Finally, the automatic transmission of materials was carried out. The results show that the transmission device has the characteristics of saving manpower, speed controllable, operation mode optional and automatic completion.

Automatic Blanking Machine; Transfer Device; PLC Technology

鄺嘉豪，男，1989年生，本科，主要從事自動化設備的研發(fā)與維護。

周剛，男，1987年生，大專，主要從事五金沖壓產(chǎn)品工藝工程。