單片機(jī)控制的沖壓機(jī)床自動(dòng)供料裝置設(shè)計(jì)

劉紹先（雙鴨山龍煤天泰煤化工有限公司， 黑龍江 雙鴨山 155100）

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單片機(jī)控制的沖壓機(jī)床自動(dòng)供料裝置設(shè)計(jì)

劉紹先
（雙鴨山龍煤天泰煤化工有限公司， 黑龍江 雙鴨山 155100）

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的供料裝置基本在向自動(dòng)化的方向發(fā)展，尤其是在高科技日漸發(fā)達(dá)的強(qiáng)狂下，產(chǎn)品的類型、工藝外形也越來(lái)越復(fù)雜，精度也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的手工送料已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求，這是自動(dòng)送料裝備就會(huì)出現(xiàn)。在本設(shè)計(jì)中將自動(dòng)化和安全化結(jié)合到自動(dòng)供料的控制系統(tǒng)中，本系統(tǒng)主要由單片機(jī)來(lái)控制，可以自動(dòng)生產(chǎn)小型板塊類沖壓件，可以做到自動(dòng)停機(jī)的功能，還具備計(jì)數(shù)、缺料報(bào)警的功能，并且可以支持沖壓機(jī)床連續(xù)進(jìn)行工作，提高企業(yè)的勞動(dòng)的生產(chǎn)率，并且可以是制動(dòng)皮帶的壽命有所延長(zhǎng)。在單片機(jī)控制下的自動(dòng)供料裝備自動(dòng)化水平越來(lái)越高，由此可以提高企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并且可以保障職工的人身安全。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；沖壓機(jī)床；自動(dòng)供料裝置

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)際市場(chǎng)聯(lián)系日趨緊密以及設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)的趨勢(shì)，自動(dòng)供料裝置的自動(dòng)化對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)、企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)條件有著重要的積極影響。然而，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)數(shù)量雖然在不斷增加，但是企業(yè)中存在的問題也與日俱增，其弊端也日漸明顯，比如在沖壓生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，工作人員常常需要將工件手動(dòng)放到模具式樣的工作區(qū)里面，安全生產(chǎn)的問題會(huì)時(shí)常發(fā)生，出現(xiàn)工作人員手部受傷的情況，因此，這種供料過(guò)程將會(huì)直接對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度、產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動(dòng)條件以及生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響，對(duì)于我國(guó)企業(yè)的高效運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)，自動(dòng)供料裝置顯得尤為重要。

1　供料裝置的總體設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)供料裝置對(duì)于目前常用的中小沖壓機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化改造是比較方便的，可以自動(dòng)生產(chǎn)小型樣式的板塊類的沖壓件，不僅可以是沖壓機(jī)床形成自動(dòng)化形式的停機(jī)狀態(tài)，還可以進(jìn)行計(jì)數(shù)的功能和缺乏物料就會(huì)報(bào)警的功能，以此減少工作人員手動(dòng)操作造成的安全隱患問題，另外自動(dòng)的供料裝置使沖壓機(jī)床能夠進(jìn)行連續(xù)工作，增強(qiáng)企業(yè)的勞動(dòng)的生產(chǎn)率，并且可以使制動(dòng)皮帶的壽命有所延長(zhǎng)。

在設(shè)計(jì)自動(dòng)供料裝置過(guò)程中，我們明白沖壓機(jī)床在動(dòng)力方面是比較充足的，因此在動(dòng)力源的應(yīng)用方案中我們可以利用沖壓機(jī)床，推動(dòng)送料裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中用單片機(jī)來(lái)形成自動(dòng)化形式的停機(jī)狀態(tài)，還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的功能和缺乏物料就會(huì)報(bào)警的功能。自動(dòng)供料裝置在設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)計(jì)為機(jī)架的存在，在裝置設(shè)置上，要保證自動(dòng)供料的托盤、撥盤、可調(diào)節(jié)、可驅(qū)動(dòng)都齊全，在設(shè)計(jì)組裝運(yùn)行的步驟中，要確保托盤裝置能夠固定在機(jī)架上，安裝過(guò)程正常進(jìn)行的前提步驟要提供工件滑動(dòng)的軌道，即撥盤裝置槽能夠?yàn)楣ぜ谕斜P上能夠滑動(dòng)到?jīng)_頭下方等提供條件，然后使供料裝置能夠自動(dòng)運(yùn)行，先對(duì)沖壓機(jī)床進(jìn)行運(yùn)行的步驟，撥盤驅(qū)動(dòng)裝置能夠作分度圓周運(yùn)動(dòng)，都是因?yàn)榻栌昧藳_床動(dòng)力并進(jìn)一步地帶動(dòng)了撥盤裝置，然后使落入撥盤裝置的缺口中的工件可以被撥盤帶動(dòng)，并可以沿著所設(shè)計(jì)的軌道滑動(dòng)到設(shè)計(jì)中的沖壓機(jī)床沖頭的正下方，進(jìn)而沖頭對(duì)滑入的工件進(jìn)行沖壓，在所涉及的裝置持續(xù)正常的運(yùn)作的過(guò)程中，工件就會(huì)隨著設(shè)計(jì)的軌道滑落到下一步的托盤裝置的缺口處，從而工件產(chǎn)品沿相應(yīng)軌道進(jìn)入成品工件倉(cāng)庫(kù)中。

2　自動(dòng)供料裝置重點(diǎn)部件的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行裝置設(shè)計(jì)時(shí)，行程調(diào)節(jié)、撥盤驅(qū)動(dòng)和撥盤裝置的設(shè)計(jì)運(yùn)作才可以使沖壓機(jī)床能夠在撥盤水平間歇回轉(zhuǎn)送料，而不再僅僅是沖壓機(jī)裝沖頭的上下運(yùn)動(dòng)，裝備設(shè)計(jì)組成部分都有相應(yīng)的聯(lián)系，機(jī)架與撥盤驅(qū)動(dòng)裝置相互結(jié)合，行程調(diào)節(jié)裝置不但與沖壓機(jī)床沖頭相結(jié)合，還與撥盤驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)連桿軸相互作用，從其中也獲得了棘爪的動(dòng)力。

2.1撥盤驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

機(jī)械在運(yùn)作過(guò)程中，撥盤驅(qū)動(dòng)裝置是其關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)該放在首要位置。它是機(jī)械在工作過(guò)程中能夠利用沖床動(dòng)力、使撥盤產(chǎn)生回轉(zhuǎn)分度運(yùn)動(dòng)的重要裝置。從圖1中我們可以看到。

圖1　撥盤驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖

圖1中的撥盤驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)也有很多的零部件，在驅(qū)動(dòng)時(shí)，軸起到關(guān)鍵性的作用，驅(qū)動(dòng)連桿軸與行程調(diào)節(jié)裝置相互作用，設(shè)計(jì)的方式是利用其長(zhǎng)短可變的方法，來(lái)變動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑塊在前后運(yùn)動(dòng)、棘爪波動(dòng)過(guò)程中的行程，進(jìn)而將軸與沖頭相互連接在一起，在沖壓機(jī)裝沖頭做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，設(shè)計(jì)行程調(diào)節(jié)裝置將運(yùn)行過(guò)程中的的驅(qū)動(dòng)滑塊做前后運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)棘爪一起，到最后設(shè)計(jì)棘輪的存在，就為撥盤裝置做分度圓周運(yùn)動(dòng)提供必要條件。

2.2撥盤裝置的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)撥盤驅(qū)動(dòng)裝置，要結(jié)合棘爪與棘輪的相互關(guān)系，對(duì)驅(qū)動(dòng)撥盤裝置進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，促使撥盤裝置能夠做分度圓周運(yùn)動(dòng)，為設(shè)計(jì)自動(dòng)供料裝置提供條件。設(shè)計(jì)棘輪、撥盤的直徑、撥盤缺口的形狀及大小是撥盤裝置設(shè)計(jì)的重中之重。要根據(jù)沖壓機(jī)床的型號(hào)大小來(lái)設(shè)計(jì)撥盤驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)計(jì)正規(guī)有效的撥盤直徑，設(shè)計(jì)能夠和工件相呼應(yīng)的、有確定方向功能的撥盤缺口，為了在供料裝置中得到不同型號(hào)的工件產(chǎn)品，要設(shè)計(jì)可移動(dòng)的鑲條，使缺口可以根據(jù)需求的工件來(lái)變動(dòng)形狀或者其大小，從而達(dá)到設(shè)計(jì)需要。

設(shè)計(jì)的完成還需要實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證，在運(yùn)行過(guò)程中，撥盤會(huì)根據(jù)沖頭上下重復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分度圓周運(yùn)動(dòng)是其中的關(guān)鍵，同時(shí)，在進(jìn)行棘輪棘爪機(jī)構(gòu)的單向設(shè)計(jì)下，棘輪與撥盤會(huì)相互輝映，根據(jù)設(shè)計(jì)要求兩者都會(huì)同時(shí)靜止不動(dòng)，根據(jù)此設(shè)計(jì)，工作人員就可以安全的進(jìn)行工件的放置。因此，在此設(shè)計(jì)的自動(dòng)供料裝置中，工作人員只需要在適時(shí)地情況下根據(jù)需要將工件放到缺口處，然后工件就會(huì)自動(dòng)根據(jù)所涉及的裝置進(jìn)行流動(dòng)，進(jìn)行沖壓。這項(xiàng)設(shè)計(jì)促進(jìn)了自動(dòng)供料裝置進(jìn)行連續(xù)工作，并且根本不用進(jìn)行經(jīng)常制動(dòng)的操作，不但提高的生產(chǎn)效率，也避免了工作人員受傷的問題。

3　單片機(jī)的控制方案設(shè)計(jì)

我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中用單片機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，按照有序的節(jié)拍將工件自動(dòng)送入相應(yīng)的位置，可以形成自動(dòng)化形式的停機(jī)狀態(tài)，還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的功能和缺乏物料就會(huì)報(bào)警的功能，但是這些功能不能單純的依靠機(jī)械部分，還應(yīng)該應(yīng)用控制器來(lái)進(jìn)行控制，所設(shè)計(jì)的裝置采用單片機(jī)進(jìn)行控制，其中控制部分需要安裝在托盤和機(jī)架上，由光電傳感器傳遞到單片機(jī)，然后單片機(jī)控制繼電器、蜂鳴器和計(jì)數(shù)顯示，繼電器控制接觸器，接觸器控制沖壓機(jī)床電機(jī)。

將光電傳感器安裝在所設(shè)計(jì)的裝置的下料出口處，利用水平方向和豎直方向相互協(xié)調(diào)作用的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)掌控，水平方向檢驗(yàn)落料的個(gè)數(shù)，利用通斷信號(hào)的設(shè)計(jì)理念，來(lái)對(duì)落下的工件進(jìn)行計(jì)數(shù)，使得單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)的累積；撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率在豎直方向的設(shè)計(jì)中展現(xiàn)出來(lái)，利用同樣的設(shè)計(jì)理念，傳感器和單片機(jī)也會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)。

工作人員對(duì)工件的加工效率通過(guò)單片機(jī)的顯示可以進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，然后，蜂鳴器用于報(bào)警，當(dāng)單片機(jī)計(jì)算的撥盤旋轉(zhuǎn)頻率與沖壓機(jī)床不對(duì)應(yīng)時(shí)，蜂鳴器就會(huì)報(bào)警。繼電器、接觸器用來(lái)控制沖壓機(jī)床的電動(dòng)機(jī)起停，控制繼電器，進(jìn)而控制接觸器斷開，使電機(jī)停轉(zhuǎn)，沖壓機(jī)床停機(jī)。

綜上所述，自動(dòng)供料裝置的應(yīng)用對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)影響深遠(yuǎn)，我們需要按照企業(yè)的自身特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)供料裝置設(shè)計(jì)，努力推動(dòng)企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)，并從單片機(jī)控制的沖壓機(jī)床自動(dòng)供料裝置應(yīng)用中獲得高效率生產(chǎn)的有利影響，并減少在傳統(tǒng)生產(chǎn)方式下存在的人身安全隱患問題，由此促進(jìn)企業(yè)更快更好地發(fā)展。

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(P-01)

Design of stamping machine automatic feeding device with single-chip microcomputer control

中圖分類號(hào)：TG385

文章編號(hào)：1009-797X(2016)12-0038-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2016.12.016

作者簡(jiǎn)介：劉紹先（1965－），男，設(shè)備部從事電氣工作，電氣助理工程師。

收稿日期:2016-05-23