推書機(jī)構(gòu)的對(duì)比

田大烈

（遵義職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州遵義 563000）

1 推書機(jī)構(gòu)功能

（1）推書工序。根據(jù)每捆圖書捆扎數(shù)量，單本圖書需要在特定的位置依次堆積到一定數(shù)量，推書機(jī)構(gòu)才將其推送到皮帶輸送機(jī)上，進(jìn)入圖書裁剪工序；推書板在完成快速推書動(dòng)作后，需要下降一定高度或者避開之前運(yùn)動(dòng)的軌跡，迅速回到初始位置，不能與正在堆積的圖書發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉；裝置準(zhǔn)備進(jìn)行下一次推書動(dòng)作。因而推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)工序：上升—工進(jìn)—下降—快退。

（2）推書機(jī)構(gòu)可調(diào)。在生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)更新或者提速時(shí)候，可能改變圖書推送的距離和節(jié)奏，涉及智能控制等領(lǐng)域，必須改變推送機(jī)構(gòu)只能單純匹配現(xiàn)有模式、無(wú)法進(jìn)行柔性生產(chǎn)線的現(xiàn)狀。

（3）推書機(jī)構(gòu)可靠性。隨著人們對(duì)噪聲危害的認(rèn)識(shí)，必須盡量降低該工序的噪聲分貝值。圖書印刷工作集中在學(xué)校開學(xué)前一個(gè)多月的時(shí)間內(nèi)，必須在限定時(shí)間范圍內(nèi)保質(zhì)保量完成印刷任務(wù)，這需要減少維修頻次和推送故障的處理時(shí)間。

2 推書機(jī)構(gòu)對(duì)比

2.1 機(jī)械—?dú)鈩?dòng)結(jié)合推書機(jī)構(gòu)（圖1、圖2）

該裝置根據(jù)需要推送的圖書堆積數(shù)量、工進(jìn)推送距離和前道工序的生產(chǎn)節(jié)奏3 個(gè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)調(diào)整機(jī)構(gòu)位置：①改變調(diào)節(jié)座相對(duì)于支座高度，通過齒輪傳動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，改變調(diào)節(jié)座垂直方向的位置，氣缸與調(diào)節(jié)座底部固定連接，進(jìn)而控制推書板相對(duì)于推書板導(dǎo)軌的高度；②工進(jìn)推送距離，通過更改連桿連接長(zhǎng)度，改變四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，推書板在水平工進(jìn)距離將會(huì)發(fā)生改變；③改變推書動(dòng)作速度，調(diào)節(jié)變頻器可以改變步進(jìn)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)推送板運(yùn)動(dòng)頻率改變，采用節(jié)流閥靠近氣缸進(jìn)氣端，改變氣壓的大小，控制導(dǎo)桿上下移動(dòng)速度，通過推書板相對(duì)于導(dǎo)軌的水平運(yùn)動(dòng)和導(dǎo)軌的垂直方向的移動(dòng)模擬出所需的推送位移曲線。

圖1 機(jī)械—?dú)鈩?dòng)結(jié)合推書機(jī)構(gòu)

圖2 機(jī)械—?dú)鈩?dòng)結(jié)合雙桿推書機(jī)構(gòu)

利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單輸入雙出蝸輪蝸桿，2 個(gè)曲柄錯(cuò)位180°，2 個(gè)推書動(dòng)作工序相反，可以緩沖單側(cè)推送產(chǎn)生的沖擊，推書的整體效率提升2 倍，不用提高電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速、氣桿導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)速度，即可滿足生產(chǎn)線繁重的生產(chǎn)節(jié)奏。

2.2 凸輪—連桿變形推書機(jī)構(gòu)（圖3）

利用凸輪外廓曲線決定推書控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，轉(zhuǎn)向件控制推書板上升、下降運(yùn)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)控制推書板水平運(yùn)動(dòng)速度，通過調(diào)節(jié)各種連接桿的長(zhǎng)度模擬出各種運(yùn)動(dòng)曲線。

圖3 凸輪—連桿變形推書機(jī)構(gòu)

2.3 氣缸型推書機(jī)構(gòu)模型（圖4）

圖4 氣缸型推書機(jī)構(gòu)模型

氣動(dòng)技術(shù)在生產(chǎn)線上作為執(zhí)行元件大量使用，該推書機(jī)構(gòu)通過調(diào)節(jié)閥改變兩個(gè)氣缸進(jìn)氣、出氣的氣壓，模擬出推書板工進(jìn)—下降—快退—上升循環(huán)狀態(tài)。

3 總結(jié)

通過改變凸輪廓線形狀、調(diào)節(jié)連桿機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)度尺寸、利用閉環(huán)或者半閉環(huán)反饋技術(shù)改變電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，傳統(tǒng)的推書裝置不能匹配生產(chǎn)線技術(shù)改造要求及柔性制造的需要，凸輪與從動(dòng)件由于高副接觸、長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，輪廓曲線易磨損，推書桿的運(yùn)動(dòng)控制精度將降低。采用槽形凸輪進(jìn)行精準(zhǔn)的動(dòng)作控制，但是槽形凸輪在每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)都存在速度及加速度突變峰值，由于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速高，將產(chǎn)生不小的振動(dòng)，會(huì)帶來(lái)噪聲問題，造成機(jī)械結(jié)構(gòu)的疲勞或振動(dòng)，加快對(duì)相關(guān)零部件的磨損和破壞，降低零部件的使用壽命。

如果氣缸的末端速度控制不能進(jìn)行緩沖減速的話，易造成氣缸沖擊、抖動(dòng)等不良現(xiàn)象，造成速度出現(xiàn)波動(dòng)較大，會(huì)降低生產(chǎn)效率與氣缸的壽命及配套系統(tǒng)壽命，因此自適應(yīng)緩沖能力能夠研判出外部生產(chǎn)線節(jié)奏變化，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)氣缸的緩沖性能。目前市場(chǎng)上的高速氣缸產(chǎn)品主要利用溢流閥式緩沖結(jié)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是針對(duì)固定工況，能起到較好的緩沖效果；反之，緩沖效果跟理想需要有很大的出入。因此，所選擇的推書機(jī)構(gòu)盡量將氣缸機(jī)構(gòu)作為輔助運(yùn)動(dòng)，比如控制推書板上下運(yùn)動(dòng)，而推書工進(jìn)與快退盡量使用桿件連接，避開凸輪進(jìn)行控制。