一種新型組合機(jī)床輸送裝置

楊 蓮，楊書(shū)根，崔海斌, 戴啟峰, 張圣娟 ,丁 玲

(江蘇高精機(jī)電裝備有限公司 技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，江蘇 鹽城 224053)

一種新型組合機(jī)床輸送裝置

楊 蓮，楊書(shū)根，崔海斌, 戴啟峰, 張圣娟 ,丁 玲

(江蘇高精機(jī)電裝備有限公司 技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，江蘇 鹽城 224053)

論文介紹了一種新型組合機(jī)床自動(dòng)線輸送裝置，該裝置在輸送工件時(shí)可實(shí)現(xiàn)多件平行同時(shí)輸送，顯著提高了生產(chǎn)效率。該輸送裝置是從上方送料，用擋料氣缸對(duì)工件加以限位，工件加工后的廢料不會(huì)堆積在輸送裝置上，保證了自動(dòng)線的連續(xù)運(yùn)行，效果良好。

組合機(jī)床；自動(dòng)線；新型輸送裝置

0 引言

目前，一般組合機(jī)床自動(dòng)線按加工零件的輸送方式分為直接輸送和間接輸送兩大類。直接輸送是指一組工件由輸送帶直接帶動(dòng)，各工件同時(shí)輸送到其相應(yīng)的工位。輸送基面為工件上的某一表面，其可分為彈簧式棘爪式輸送、抬起式步閥式輸送、擺桿式輸送和現(xiàn)在流行的架空式機(jī)械手輸送(俗稱桁架輸送)；而間接輸送是因?yàn)楣ぜ](méi)有合適的輸送和定位基面，或?yàn)榉乐挂丫庸さ幕嬖谳斔瓦^(guò)程中被擦傷和有壓痕，是將工件事先裝在隨行夾具上，故也稱隨行夾具自動(dòng)線。

圖1 棘爪輸送

圖1為常用的直接輸送的彈簧式棘爪輸送結(jié)構(gòu)，該輸送裝置正常情況下送料裝置放置在工件下方，且只能單件一次平行送入加工工位，由于缺少對(duì)工件的定位機(jī)構(gòu)，在輸送過(guò)程中工件在其慣性作用下產(chǎn)生位移，不能保證工件運(yùn)送終了準(zhǔn)確位置，同時(shí)這種輸送帶由于放在工件的下方，在加工過(guò)程中有切屑的掉入，這種輸送裝置偶爾有彈性棘爪卡死的現(xiàn)象。

新型組合機(jī)床自動(dòng)線輸送裝置從工件的上方送料，用擋料氣缸對(duì)工件加以限位，可保證加工后的廢料不會(huì)堆積在輸送裝置上同，保證輸送裝置的連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)可滿足多件工件同時(shí)輸送，提高了生產(chǎn)效率。

1 問(wèn)題的提出

圖2為某缸蓋的加工工序圖，材料為HT200，要求加工該缸蓋的兩側(cè)面，加工節(jié)拍為50秒/件。同時(shí)滿足旁置式自動(dòng)上下料。工件以底面(精加工面)及兩銷孔φ12和φ10定位，以φ43孔初限位。

圖2 加工工序圖

2 解決方案

(1) 銑刀盤(pán)直徑的選擇

根據(jù)銑刀盤(pán)的選擇原則:面銑刀直徑D應(yīng)按銑削工件表面的寬度B來(lái)確定。

D=(1.1∽1.6)B

(1)

圖中工件表面寬度為125

D=(1.1∽1.6)*125=137.5∽200

標(biāo)準(zhǔn)銑刀盤(pán)的直徑采用公比為1.25和標(biāo)準(zhǔn)系列，即為50、63、80、100、125、160、200……故取銑刀盤(pán)直徑為160mm，銑刀齒數(shù)z=9

式中D為銑刀盤(pán)直徑，B為工件寬度，Z為銑刀齒數(shù)。

(2) 切削用量的選擇

普通硬質(zhì)合金銑刀盤(pán)加工鑄件的銑削用量(線速度V)為80—130m/min。考慮到現(xiàn)代刀具性能的提高及涂層的運(yùn)用，綜合各刀具公司推薦的線速度為125—250m/min，我們?nèi)=160 m/min；銑刀盤(pán)的每齒進(jìn)給量(Sz)為0.05—0.2mm/Z,取Sz=0.12mm/Z

V=πDn/1000

(2)

n=1000V/πD=1000*160/(3.14*160)=320r/min

S=nSzZ

(3)

S=320*0.12*9=346mm/min

式中V為刀具線速度，D為銑刀盤(pán)直徑，n為銑刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，Sz為每齒進(jìn)給量，Z為銑刀盤(pán)齒數(shù)，S為工作臺(tái)進(jìn)給速度。

(3) 生產(chǎn)率計(jì)算

圖三為該工件單件輸送的加工示意圖：根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)：工作臺(tái)快進(jìn)速度10000mm/min,快進(jìn)距離600mm；自動(dòng)線輸送速度5000mm/min,節(jié)距800mm

圖3 單一工件的加工示意圖

(4)

T輔=T上料+T工作臺(tái)快進(jìn)+T工作臺(tái)快退

=800/5000+600/10000+820/10000=0.30min=18s

(5)

T總=T機(jī)+T輔=38+18=56S

(6)

式中T機(jī)為機(jī)加工時(shí)間，T輔為輔助時(shí)間,T上料為上料時(shí)間,T工作臺(tái)快進(jìn)為工作臺(tái)快進(jìn)時(shí)間，T工作臺(tái)快退為工作臺(tái)快退時(shí)間,T總為加工節(jié)拍時(shí)間,S工為工進(jìn)距離，S為工作臺(tái)進(jìn)給速度。

以上機(jī)床用輔助時(shí)間還未考慮工作臺(tái)和輸送油缸的加速度，這時(shí)機(jī)床加工的節(jié)拍已經(jīng)超出自動(dòng)線所要求的節(jié)拍，故機(jī)床方案要更改,改為多件輸送。

圖4 兩件工件的加工示意圖

圖4為兩件輸送的加工示意圖：

T機(jī)=S工/S=437/346=1.263min=76s

T輔=T上料+T工作臺(tái)快進(jìn)+T工作臺(tái)快退

=800/5000+700/10000+1137/10000=0.34min=21s

T總=T機(jī)+T輔=76+21=97S<2*50S=100s

通過(guò)以上對(duì)加工工藝的分析，該工件的加工需兩件同時(shí)加工才能滿足使用廠家自動(dòng)線對(duì)節(jié)拍的要求。

(4) 結(jié)構(gòu)方案

通過(guò)以上的分析，該自動(dòng)線加工兩側(cè)面為滿足生產(chǎn)率的要求，需兩件缸蓋同時(shí)加工，這就要求自動(dòng)線的輸送裝置必須保證兩工件同時(shí)輸送。由于加工兩側(cè)面的機(jī)床為旁置式輸送，故自動(dòng)線的輸送與銑削工作臺(tái)為垂直布置。

若用直接輸送。①用兩道彈簧式棘爪式輸送結(jié)構(gòu),但由于彈簧式棘爪式輸送結(jié)構(gòu)正常用于通過(guò)式而不是旁置式；②用擺桿式輸送，由于是兩道輸送結(jié)構(gòu)，但由于工作臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中，擺桿讓不開(kāi)工件。故輸送裝置不能布置在工件的下面及側(cè)面，因此設(shè)計(jì)了如圖5的輸送裝置。該輸送是將輸送機(jī)構(gòu)放置在機(jī)床的上部，具體原理在下面論述。

圖5為設(shè)計(jì)的輸送裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

1.支承機(jī)構(gòu) 2.輸送機(jī)構(gòu) 3.聯(lián)接支架 4.導(dǎo)軌

(5) 方案組成與工作原理

該輸送裝置組成:支承機(jī)構(gòu)1安裝在托料機(jī)構(gòu)8上，輸送機(jī)構(gòu)2安裝在支承機(jī)構(gòu)1頂部，導(dǎo)軌4將滑板5聯(lián)接在支承機(jī)構(gòu)1底部，用聯(lián)接支架3將輸送機(jī)構(gòu)2與滑板5聯(lián)接，抓料機(jī)構(gòu)a6、抓料機(jī)構(gòu)b7分別安裝在滑板5下部相應(yīng)位置。

具體工作原理：上料時(shí),上料區(qū)和加工區(qū)的抓料機(jī)構(gòu)a6、抓料機(jī)構(gòu)b7伸出——輸送機(jī)構(gòu)2通過(guò)聯(lián)接支架3將驅(qū)動(dòng)滑板5在導(dǎo)軌4上運(yùn)動(dòng)，在滑板5的帶動(dòng)下，同時(shí)帶動(dòng)工件同步在托料機(jī)構(gòu)8上移動(dòng)到設(shè)定工位(上料區(qū)的工件到加工區(qū)，加工區(qū)的工件到下料區(qū))。

此輸送裝置同時(shí)輸送兩個(gè)工件，若同時(shí)輸送三個(gè)，只需滑板5加寬，增加兩個(gè)抓料機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)。該裝置已獲國(guó)家專利。

3 結(jié)論

在工件外形尺寸誤差不大的情況下，將輸送機(jī)構(gòu)置于機(jī)床的上方，使用此輸送裝置提高了效率，節(jié)省了空間，鐵屑落不到輸送裝置上，保證了輸送裝置的穩(wěn)定性，加工面不因輸送裝置上沾有鐵屑面損壞加工面，同時(shí)鐵屑直接落在排屑區(qū)，便于清掃，受到了使用單位的好評(píng)。

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(編輯 趙蓉)

A new Delivery Device for Modular Machine

YANG Lian,YANG Shu-gen,CUI Hai-bin,DAI Qi-feng,ZHANG Sheng-juan ,DING Ling

(Jiangsu Gaojing Mechanical & Electrical Equipment Co., Ltd., Yancheng Jiangsu 224053,China)

In most of cases,Modular Machine Tool and Its Automation Line using direct and indirect transportation methods transport the workpiece. This thesis introduces a new delivery device,The device can resolve multiple pieces parallel transport, improve producing efficiency notably,and reduce production cost. The delivery device is feeding from above, with block cylinder on the workpiece to be limiting, waste is not processed workpiece stacking on the conveying device, ensuring the continuous operation.

automatic line; modular machine; new delivery device

1001-2265(2014)04-0137-02

10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.04.038

2013-12-25；

2014-02-26

楊蓮(1971—),女，江蘇鹽城人,江蘇高精機(jī)電裝備有限公司技術(shù)開(kāi)發(fā)中心工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)床設(shè)計(jì)與工藝裝備，(E-mail) y-lian@sohu.com ；通訊作者：楊書(shū)根(1969—),男,江蘇鹽城人, 江蘇高精機(jī)電裝備有限公司技術(shù)開(kāi)發(fā)中心高級(jí)工程師 ,研究方向?yàn)闄C(jī)床設(shè)計(jì)與工藝裝備,(E-mail) ysg8411534@sina.com。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A