一種自動(dòng)升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)

摘 要：介紹一種注塑件自動(dòng)升降平臺(tái)設(shè)計(jì)，利用光電開關(guān)檢測(cè)產(chǎn)品是否到位，控制平臺(tái)自動(dòng)升降，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動(dòng)堆放取走，減輕工作量，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)升降平臺(tái);光電開關(guān);漏電保護(hù)

1 引言

注塑機(jī)出件后，一般將產(chǎn)品直接用手拿出放好，隨著這些年來機(jī)器換人進(jìn)度加快，越來越多的注塑機(jī)裝上機(jī)械手，下料一般將產(chǎn)品扔在彈性體上人工去拿，要么放在流水線上，但流水線沒有堆放功能。為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，使注塑料件自動(dòng)堆放代替人工堆放，故設(shè)計(jì)此自動(dòng)升降平臺(tái)。該平臺(tái)具有自動(dòng)堆放功能，且比流水線便宜，占地面積少。

2 總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)開始工作時(shí)，將升降平臺(tái)升到頂部，位置高度剛好能用機(jī)械手將產(chǎn)品放下，當(dāng)產(chǎn)品輕松掉到平臺(tái)時(shí)，平臺(tái)上檢測(cè)到產(chǎn)品，系統(tǒng)自動(dòng)下降到設(shè)定的距離，使產(chǎn)品的上端面與原來一致，繼續(xù)放第兩個(gè)，周而復(fù)始，直到平臺(tái)降到底，然后人工移走產(chǎn)品放在一邊或直接包裝，不需要產(chǎn)品一個(gè)一個(gè)按要求堆放后再重新包裝。

自動(dòng)升降平臺(tái)機(jī)械部分由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)等組成。動(dòng)力機(jī)構(gòu)由帶剎車的調(diào)速減速電機(jī)組成，可以實(shí)現(xiàn)頻繁的正反轉(zhuǎn)啟?？刂疲梢詽M足平臺(tái)對(duì)功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的要求。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成上下垂直直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確、效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由鍍鉻光軸和圓法蘭直線軸承組成，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)平穩(wěn)移動(dòng)。支撐機(jī)構(gòu)要滿足強(qiáng)度的要求，同時(shí)又要使重心盡量下移。

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)

自動(dòng)升降平臺(tái)下部為帶剎車功能的耐磨萬(wàn)向輪，便于工作臺(tái)移動(dòng)和定位。輪子上部的底板采用10厘米厚的鍍鋅鐵板，使設(shè)備的重心下沉，不易傾倒，同時(shí)又不易生銹。平臺(tái)上部為U形支架，支架由鋁板組成，減輕平臺(tái)重量，使設(shè)備重心下降。平臺(tái)通過電機(jī)鏈條帶動(dòng)升降平臺(tái)上下移動(dòng)，簡(jiǎn)單方便。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用鍍鉻光軸和圓法蘭直線軸承，鍍鉻增加硬度防磨損，圓法蘭直線軸承具有摩擦小，且比較穩(wěn)定，不隨軸承速度而變化，能獲得靈敏度高、精度高的平穩(wěn)直線運(yùn)動(dòng)。機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1。

2.2電氣設(shè)計(jì)

控制電路

按下開關(guān)SA，升降平臺(tái)上升，到最高點(diǎn)行程開關(guān)SQ1動(dòng)作，K1斷開，平臺(tái)停止。當(dāng)有產(chǎn)品時(shí)，光電開關(guān)SQ3動(dòng)作，時(shí)間繼電器KT1、KT2吸合， KT2動(dòng)作時(shí)間大于 KT1動(dòng)作時(shí)間。KT1、KT2時(shí)間默認(rèn)設(shè)定為4秒與10秒。KT1時(shí)間到，K2閉合，平臺(tái)下降。產(chǎn)品下降到位后，光電開關(guān)動(dòng)作，SQ3斷開，KT1斷開，K2斷開，平臺(tái)停止下降，使平臺(tái)上產(chǎn)品頂部始終控制在設(shè)定的高度。如果SQ3損壞不能斷開， KT2動(dòng)作時(shí)間到，B1聲光報(bào)警。平臺(tái)下降到下極限點(diǎn)時(shí)，行程開關(guān)SQ2動(dòng)作，平臺(tái)停止下降?？刂齐娐啡鐖D2。

2.3 主要電器的選擇

2.3.1 漏電保護(hù)元件

漏電保護(hù)元件采用漏電保護(hù)器，當(dāng)設(shè)備絕緣損壞或其它原因發(fā)生漏電故障時(shí)，會(huì)對(duì)人員有生命危險(xiǎn)，漏電保護(hù)器及時(shí)切斷電源，同時(shí)具有過載和短路保護(hù)功能，當(dāng)線路或電動(dòng)機(jī)的過載和短路時(shí)，亦可提供保護(hù)。在正常情況下也作為緊急停止用。漏電保護(hù)器的工作原理是，當(dāng)線路出現(xiàn)漏電流信號(hào)，漏電保護(hù)器通過檢測(cè)、處理此漏電流信號(hào)，當(dāng)信號(hào)達(dá)到一定幅度時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，切斷電源。

2.3.2 過載保護(hù)

過載保護(hù)采用雙金屬片熱保護(hù)器，電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，過載電流使熱繼電器中的雙金屬片彎曲動(dòng)作，切斷電機(jī)的線圈回路。使電動(dòng)機(jī)脫離電源。這樣就保護(hù)了用電設(shè)備。

2.3.3 電機(jī)選擇

電機(jī)選擇帶剎車的調(diào)速減速電機(jī)，在電機(jī)的尾部有一個(gè)電磁抱剎，電機(jī)通電時(shí)它也通電吸合，這時(shí)它對(duì)電機(jī)不制動(dòng)，當(dāng)電機(jī)斷電時(shí)它也斷電，抱剎在彈簧的作用下剎住電機(jī)。電機(jī)的減速箱外殼采用高強(qiáng)度合金壓鑄成型，減速箱外殼與軸承室壓鑄成一體式，并采用高精度自動(dòng)數(shù)控機(jī)床整體加工而成，取代了傳動(dòng)的夾板支柱式，更適應(yīng)承受大力矩和沖擊負(fù)載。增加調(diào)速裝置自由方便調(diào)節(jié)平臺(tái)上下行的速度。電機(jī)采用調(diào)速裝置是為了配合注塑機(jī)的出模時(shí)間，使平臺(tái)下降一個(gè)工位的時(shí)間剛好小于注塑件出件的間隔。使系統(tǒng)能夠不間斷地完成操作。調(diào)速器采用通過單相異步電機(jī)內(nèi)部測(cè)速線圈的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)與設(shè)定信號(hào)進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，控制由單結(jié)晶體管組成的弛張振蕩周期，調(diào)節(jié)晶閘管控制角，改變電機(jī)兩端平均電壓來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。并且使電機(jī)在電壓和負(fù)載波動(dòng)下保持轉(zhuǎn)速恒定。電機(jī)調(diào)速器如圖3。

2.3.4 產(chǎn)品檢測(cè)傳感器

產(chǎn)品檢測(cè)傳感器采用帶反光板的光電接近開關(guān)。

帶反光板光電接近開關(guān)是利用光照射到被測(cè)物體上后向四周漫反射，它的光發(fā)射器與光接收器處于同一側(cè)位置，且為一體化結(jié)構(gòu)。在工作時(shí)，光發(fā)射器始終發(fā)射檢測(cè)光，若接近開關(guān)前方一定距離內(nèi)沒有物體，則沒有光被反射板反射到接收器，接近開關(guān)處于常態(tài)而不動(dòng)作;反之，若接近開關(guān)的前方一定距離內(nèi)出現(xiàn)物體，則漫反射回來的光強(qiáng)度會(huì)變?nèi)?，則接收器接收到漫射光達(dá)不到閾值就會(huì)使接近開關(guān)動(dòng)作而改變輸出的狀態(tài)。

2.3.5 報(bào)警顯示

報(bào)警裝置采用高分貝的聲光報(bào)警器。

3 結(jié)束語(yǔ)

本裝置在企業(yè)應(yīng)用后，操作工人只需在塑料件堆滿后拿到指定位置包裝即可，不需要每出一個(gè)塑料件就要拿出并堆放。大大降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而使一個(gè)工人可以同時(shí)管理3-5臺(tái)注塑機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 盧浩，王春.自動(dòng)升降平臺(tái)設(shè)計(jì)研究[J] .機(jī)械工程師.

[2] 蘇山，魏華.建筑電氣控制技術(shù)[M] .電子工業(yè)出版社.

[3] 徐珠勇，張嫣華，黃海波，洪武.單相異步電機(jī)恒速調(diào)節(jié)控制裝置開發(fā)[J]. 機(jī)電技術(shù).

作者簡(jiǎn)介：

徐珠勇（1976年-9月），男，漢族，浙江臺(tái)州人，高級(jí)工程師，，主要從事電子電氣研究。