帶肩軸類零件高速自動儲料設(shè)備的設(shè)計

趙 雷

（重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 402760）

1 帶肩軸類零件概述

帶肩軸類零件是盤類零件和軸類零件在機(jī)械加工中常見的典型零件之一。它主要由圓盤和圓柱體組成，雖然外形基本都是回轉(zhuǎn)體，但是在工藝上卻有較高的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度的要求，同時還有很高的同軸度、垂直度等位置公差要求。

零件的插件和搬運(yùn)工作傳統(tǒng)是依靠人工來實現(xiàn)，浪費(fèi)了大量的生產(chǎn)勞動力，延長了零件的生產(chǎn)周期，增加了生產(chǎn)成本。

帶肩軸類零件高速自動儲料設(shè)備作為集帶肩軸類零件插放和儲存功能為一體的新型自動化設(shè)備，它改變了現(xiàn)有的儲料方式，而且現(xiàn)在市面上的儲料設(shè)備都還只停留在電子類產(chǎn)品上，關(guān)于插放帶肩軸類零件的儲料設(shè)備較少，本文設(shè)計的高速自動儲料設(shè)備，提高了帶肩軸類零件插放的效率。

2 整機(jī)設(shè)計

2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖1為帶肩軸類零件高速自動儲料設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖，機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有收料裝置、盛料裝置、機(jī)身、控制柜、工作面、儲料盤、控制面板和推盒氣缸等。

圖1 帶肩軸類零件高速自動儲料設(shè)備整機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2.2 工作流程設(shè)計

對于整個系統(tǒng)，設(shè)計帶肩軸類零件高速自動儲料設(shè)備工作流程時，必須考慮工作中長桿和圓盤活動的軌道關(guān)系。經(jīng)過理論分析與實際測試，需保證帶肩軸類零件長桿方向向下、圓盤方向向上，然后進(jìn)入軌道。待處理的零件進(jìn)入分料裝置后，通過支撐板掛架導(dǎo)軌移動處理，即由X/Y軸電機(jī)（一般為步進(jìn)電機(jī)）進(jìn)行分料。使零件在儲料盤孔正上方，插料裝置夾持部分迅速而準(zhǔn)確地將零件插入儲料盤中，從而完成一個零件的儲料工作，依次循環(huán)。

整個系統(tǒng)的控制采用PCL順序控制，待分料系統(tǒng)利用X/Y軸電機(jī)完成儲料工作后進(jìn)行插料作業(yè)。此時，依然是依靠X/Y軸電機(jī)做上升動作。到達(dá)指定位置后，通過工作區(qū)域的推盒氣缸推動完成最后的加工工作。完成后依靠X/Y軸電機(jī)做下降動作，到達(dá)指定位置后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行下一個空儲料盤的儲料工作，依次循環(huán)。帶肩軸類零件高速自動儲料設(shè)備工作流程圖如圖2所示。

圖2 帶肩軸類零件高速自動儲料設(shè)備工作流程圖

2.3 主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計

最大插件范圍：620mm×360mm；

最大可插零件：圓盤Φ60mm，桿Φ20mm；

最大可插零件長度：140mm；

X/Y軸步進(jìn)電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩：12N·m；

盛料裝置步進(jìn)電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩：50N·m；

插料速率：1件/秒。

3 收料部件設(shè)計

3.1 收料部件結(jié)構(gòu)設(shè)計

收料部件作為自動儲料設(shè)備中集進(jìn)料、分料、插料功能為一體的多組合裝置，它直接影響了整套裝置的插料范圍和插料效率。同時它也是整套設(shè)備中組成裝置最多、最復(fù)雜的部分，其總體組成如圖3所示。

圖3 收料部件組成示意圖

分料裝置設(shè)計。自動儲料設(shè)備無法一次完成多個零件的插放，所以在設(shè)計時就要考慮帶肩軸類零件在導(dǎo)軌上的自動分料裝置，使所要處理的零件按一定的時間間隔自動滑向插料裝置，從而使插料裝置能逐個夾持住，并準(zhǔn)確插入儲料盤中。采用亞德客有限公司生產(chǎn)的TCL三軸氣缸作為分料裝置的動力系統(tǒng)。

3.2 收料部件傳動設(shè)計

自動儲料設(shè)備在插料時，需要通過進(jìn)料裝置的不斷平移，擴(kuò)大插件的范圍，以達(dá)到批量化生產(chǎn)的要求。要求進(jìn)料裝置在不斷運(yùn)動的同時保證相應(yīng)的精度，采用X軸和Y軸分開設(shè)計的方式，實現(xiàn)在較小空間的正常運(yùn)行。

X軸作為在收料裝備中最長的傳動系統(tǒng)，它與整個收料部件連接在一起，同時它的長度直接決定了加工過程中的最大可插件范圍，傳動長度設(shè)計為1060mm，如圖4所示。

圖4 X軸傳動系統(tǒng)

X軸動作區(qū)域較大，Y軸動作區(qū)域較小，Y軸主要發(fā)揮承擔(dān)工件重量的作用。因此，在設(shè)計傳動長度時，必須考慮對工作區(qū)域中插料裝置工作的影響，必須把影響降到最小，經(jīng)過試驗驗證，Y軸傳動長度最合適尺寸為472mm。Y軸電機(jī)設(shè)計、安裝方式與X軸電機(jī)雷同，這里不再詳細(xì)說明。

4 結(jié)語

本文設(shè)計的帶肩軸類零件高速自動儲料設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)、性能可靠，解決了帶肩軸類零件生產(chǎn)企業(yè)的插料和儲料問題，經(jīng)濟(jì)高效，解決了中小企業(yè)的自動化設(shè)備升級問題。

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