朱宇璐，陳葉娣，錢子龍，段東澤，王 鑫

江蘇常州機電職業(yè)技術學院模具技術學院（江蘇常州 213164）

1 電機殼沖壓件全自動裝盤設備的主體構造

1.1 提升篩選機構

圖1 履帶式傾斜提升輸送裝置結構示意

該機構由提升裝置、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行自動提升送料，如圖1所示。篩選裝置采用拼裝結構實現(xiàn)制件正反向自動識別篩選，如圖2所示。

圖2 產(chǎn)品正反向自動識別篩選裝置結構示意

根據(jù)電機殼沖壓件產(chǎn)量情況，提升機數(shù)量選擇越多越好，但考慮料盒的尺寸大小，以及整個自動裝盤設備的成本，綜合考量，滿足生產(chǎn)需求的前提，盡可能降低設備成本，故該項目選用2臺履帶式傾斜提升輸送機。提升機內(nèi)置于料倉，提升機的上端與管道間由篩選裝置連接，對電機殼的沖壓件進行正反方向的識別篩選，使正向電機殼沖壓件順利進入管道，反向電機殼沖壓件從篩選漏孔滑出回到料倉，管道另一端固定在機架平臺的導入管連接，提升篩選機構布局示意如圖3所示。

圖3 提升篩選送料機構布局示意

1.2 裝盤搬運機構

裝盤搬運機構由定量裝盤機構和升降搬運機構組合，實現(xiàn)了電機殼沖壓件的規(guī)定數(shù)量裝盤以及從料盤搬運至料盒的全過程動作。

（1）定量裝盤機構。

沖壓的電機殼如圖4所示，根據(jù)制件尺寸及產(chǎn)量，料盤設計為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個制件，因此整個料盤可承36個制件，即料盒每層數(shù)量，基于每盒裝144個制件要求，即料盒裝制件為4層，同時也可根據(jù)實際需求變化進行調整。

圖4 電機殼

圖5 料盤結構示意

料盤固定在機架平臺的導軌上并與絲杠連接，通過伺服電機傳動絲杠，實現(xiàn)料盤的移動，從而確保料盤的制件入口與機架平臺的導入管對正。導入管下方設置了限位銷氣缸、限位氣缸，實現(xiàn)裝盤定量的限位控制圖6所示。

圖6 定量裝盤機構

（2）升降搬運機構。

升降搬運機構主要實現(xiàn)把裝入料盤中制件搬運至料盒的動作，包括搬運滑臺、升降滑臺、制件吸附裝置等。該機構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；升降滑臺主要使電機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)搬運至料盒做準備，以及到料盒位置后的下降擺放動作；搬運滑臺主要執(zhí)行從料盤到料盒兩點間平移動作，從而實現(xiàn)電機殼沖壓件由料盤至料盒的搬運動作。升降搬運裝盒機構如圖7所示。

1.3 物料輸送機構

該機構主要實現(xiàn)料盒及裝盒制件的輸送，為了使輸送機構制造周期短、降低成本，以及降低傳輸中磨損和運行阻力，同時當一個或多個物料被停止輸送時，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構，包括電動機、倍速鏈、鏈輪、傳動軸、止動器、止回器、機架等，如圖8所示。

圖7 升降搬運機構

圖8 物料輸送機構

1.4 電氣控制系統(tǒng)

（1）電氣控制主電路。

根據(jù)設備各機構的電氣的工作原理及實現(xiàn)動作要求，設計電氣控制主電路，如圖9所示。

2 電機殼沖壓件全自動裝盤設備的原理

全自動裝盤設備，由圖10提升篩選機構、圖11裝盤搬運機構、圖12物料輸送機構、PLC控制系統(tǒng)等組成。

圖10中，料倉內(nèi)置提升機，提升機上端出口和管道入口相接，自動識別制件正反向篩選裝置安裝在提升機上端和管道交接處，使篩選口向下，呈水平方向35°和垂直方向25°。機架平臺的兩側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。料框設置于傳送帶上方，料盤設置于傳送帶與管道之間，機架平臺的上面放置料盤，絲桿與電機相連，連接料盤下方。料盤上方設有導軌，導軌的兩端固定在機架平臺上方，機械手固定在導軌上并可沿導軌滑動。機械手的一端設有真空海綿吸盤。

圖9 電氣控制主電路

圖10 提升篩選機構

圖11 裝盤搬運機構

圖12 物料輸送機構

所述真空海綿吸盤的上表面設有圖案，圖案形狀為外圍一圈小圓圍繞著中心大圓。

所述的電機控制提升機運動，伺服電機A控制機械手在X方向上的運動，伺服電機B控制機械手在Y方向上的運動，伺服電機C15控制機械手在Z方向的運動。

所述的提升機、料倉和管道有兩套，兩套設備對稱設置，固定在機架平臺的一側。

自動裝盤的設備的方法，步驟如下文及圖13所示。

第一步，每個料倉可放3,500～4,500個制件，電機機殼沖壓件提升至上端，當電機殼沖壓件側向通過篩選裝置時，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，電機機殼9順著管道滑行至固定在機架平臺的導入管1連接處，在連接處氣咀壓縮空氣的作用下，快速沿導入管1前行，導入管1的另一端與料盤6對接，使得電機機殼沖壓件按順序依次快速進入料盤6，完成裝盤，此時料盤上規(guī)定要求數(shù)量制件處的傳感器8感應反饋信號，使氣咀壓縮空氣先停止工作，再由限位銷氣缸3動作，使限位銷處于制件限位狀態(tài)，同時限位氣缸2動作使限位銷氣缸后退，從而實現(xiàn)多余數(shù)量的制件9被后退限位。料盤6通過絲桿5左右運動，一對送料管道每次各吹3個，每盤吹3次，每次2s，絲桿運動共3s，每層需9s。

第三步，雙軸機械手上的真空海綿吸盤吸起制件，沿導軌7移動，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間為2s，單次運輸至料架所需時間為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 電機殼沖壓件全自動裝盤設備的技術要點

該設備中具有自動辨別電機殼沖壓件正反方向的篩選裝置，當電機殼沖壓件側向通過篩選裝置時，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，通過改進設備篩選裝置來適應不同制件的篩選要求，以達到設備制件全自動裝盤功能多樣化的目的。

4 結論

圖13 定量裝盤機構

綜上所述，電機殼沖壓件全自動裝盤設備在生產(chǎn)應用過程中，能實現(xiàn)電機機殼沖壓件裝盤數(shù)量的控制功能；采用壓縮空氣為動力實現(xiàn)自動裝盤的功能；其結構可靠、動作靈活、自動化智能化程度先進，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作，可以準確完成電機殼沖壓件在設備中的的自動裝盤，杜絕人工作業(yè)產(chǎn)生的篩選誤差，同時也能達到減少勞動強度，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，具有較好的實用性、推廣性。