一種實(shí)用型半自動(dòng)塑料插接件組裝設(shè)備

李榮芳，胡正權(quán)

（1．無(wú)錫交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 機(jī)電與控制教研室，江蘇 無(wú)錫 214000；2．無(wú)錫紐迪希亞制藥有限公司 技術(shù)部，江蘇 無(wú)錫 214000）

0 引言

插接件是醫(yī)療器械行業(yè)最常見(jiàn)的產(chǎn)品型式。這些產(chǎn)品的上料、組裝基本上都可以通過(guò)設(shè)備自動(dòng)完成，但在實(shí)際應(yīng)用中，有些產(chǎn)品由于制造、運(yùn)輸?shù)确矫娴脑颍瑢?dǎo)致尺寸或形狀不規(guī)整，超出質(zhì)量控制的要求。針對(duì)這部分產(chǎn)品，企業(yè)往往采用人工組裝的方法。

對(duì)于本例中的插接件，目前采用手工組裝，主要步驟為：取件－蘸溶劑－預(yù)裝－按壓到位－檢查－稱(chēng)重計(jì)數(shù)－入庫(kù)。人工組裝總體而言，存在效率低和勞動(dòng)強(qiáng)度大兩個(gè)問(wèn)題。尤其是按壓到位，通過(guò)測(cè)試，平均組裝一個(gè)需要100N的力量，直觀地講，操作工要用很大的力度去按，才能將產(chǎn)品按壓到位，且每人每班（8小時(shí)）需按壓5 000余次，勞動(dòng)強(qiáng)度大，所以只有不停地進(jìn)行人員輪換。

針對(duì)該插接件，設(shè)計(jì)了一套半自動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了較為快速的人工上料和自動(dòng)按壓、下料及計(jì)數(shù)等功能。

1 設(shè)備整體結(jié)構(gòu)

半自動(dòng)塑料插接件組裝設(shè)備包括上料、輸送、按壓等主要機(jī)構(gòu)及檢測(cè)、下料等輔助機(jī)構(gòu)，其基本組成見(jiàn)圖1。

1．1 上料機(jī)構(gòu)

輸送帶選用MISUMI帶附件的ATBT同步齒形帶，該同步帶背面一體成形出附件，可按照一定的間距傳送各種工件，同步帶型式見(jiàn)圖2。輸送帶每隔100 mm在附件上安裝一個(gè)料針，操作人員將預(yù)裝的產(chǎn)品放置其上。同步帶輪與惰輪均為配套選用。

1．2 輸送機(jī)構(gòu)

電機(jī)采用普通三相異步交流電機(jī)。電機(jī)配合變頻器，外接電位器旋鈕供操作人員調(diào)節(jié)同步帶速度。電磁離合剎車(chē)組合型式及實(shí)物見(jiàn)圖3。

圖1 塑料插接件組裝設(shè)備組成圖

圖2 同步帶型式

離合器是一種將驅(qū)動(dòng)側(cè)的回轉(zhuǎn)力（扭力）傳送給從動(dòng)側(cè)的連接器，可根據(jù)需要自由連接或切離，而利用電磁力來(lái)動(dòng)作的就稱(chēng)為電磁離合器。剎車(chē)器（制動(dòng)器）是一種使軸或回轉(zhuǎn)體制動(dòng)、停止或保持的裝置，利用電磁力來(lái)動(dòng)作的就稱(chēng)為電磁剎車(chē)器。電磁離合器和剎車(chē)器配合使用，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、操作簡(jiǎn)便，能在極短的時(shí)間內(nèi)保證準(zhǔn)確結(jié)合，而且聯(lián)接可靠、制動(dòng)靈活、控制功率小、使用壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定，其動(dòng)作特性和轉(zhuǎn)矩特性都長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，并可實(shí)現(xiàn)高頻度運(yùn)轉(zhuǎn)，動(dòng)作特性極佳，轉(zhuǎn)動(dòng)部分慣性小，可以高頻啟動(dòng)停止。

圖3 電磁離合剎車(chē)組合型式及實(shí)物

1．3 檢測(cè)及按壓機(jī)構(gòu)

設(shè)置一對(duì)射型檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)（光纖），當(dāng)產(chǎn)品在輸送帶的帶動(dòng)下走到壓接位置并被光纖檢測(cè)到后，氣缸下壓到位，完成產(chǎn)品組裝。

1．4 下料機(jī)構(gòu)及計(jì)數(shù)

靠重力自動(dòng)落料，為了防止卡料，安裝一對(duì)擋料圈對(duì)其進(jìn)行剔除。計(jì)數(shù)采用歐姆龍計(jì)數(shù)器，當(dāng)檢測(cè)到成品，計(jì)數(shù)一次。

1．5 安全裝置

配置一急停按鈕，意外情況拍下急停，設(shè)備斷電斷氣。另外，對(duì)于氣缸及同步帶等存在運(yùn)動(dòng)夾點(diǎn)部位，用有機(jī)玻璃進(jìn)行封閉，有效隔離設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中人手誤入。

2 PLC程序及氣路設(shè)計(jì)

本設(shè)備選用歐姆龍SYSMAC可編程控制器CP1E－N20DT－D，這是一款簡(jiǎn)單實(shí)用的集成式PLC。程序及氣路設(shè)計(jì)分別見(jiàn)圖4和圖5。

3 結(jié)語(yǔ)

該裝置初期制造了一臺(tái)，投入運(yùn)行后，效果很好，極大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且產(chǎn)量比人工作業(yè)提高1倍以上，產(chǎn)品的質(zhì)量也得到有效控制。后又追加了一臺(tái)，目前均在運(yùn)行之中，設(shè)備的可靠性極高，運(yùn)行兩年來(lái)幾乎沒(méi)有故障。

圖4 PLC順序控制流程圖

圖5 氣路圖

［1］ 錢(qián)國(guó)新，高俊峰，劉金芳．電磁離合器（制動(dòng)器）的控制方式［J］．機(jī)床電器，1996（3）：5－8．