單向器自動(dòng)裝配機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)

田振路 張新聚 韓剛

摘要：針對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)裝配機(jī)中的單向器裝配機(jī)在彈簧和滾柱裝配裝配安裝效率方面進(jìn)行改進(jìn)，減少?gòu)椈珊蜐L柱安裝的工藝動(dòng)作。通過(guò)增加PLC裝置，連接步進(jìn)電機(jī)和星輪夾具，設(shè)定程序，實(shí)現(xiàn)星輪夾具的定角度旋轉(zhuǎn);同樣借助PLC和步進(jìn)電機(jī)，給彈簧和滾珠上料裝置增加滑塊和圓弧導(dǎo)軌裝置，使之和星輪夾具實(shí)現(xiàn)位置的對(duì)應(yīng)，進(jìn)而減少該工位的工藝動(dòng)作，最終節(jié)省了彈簧和滾柱安裝的工藝時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)單向器在裝配效率的改進(jìn)。

Abstract： In view of the existing automatic assembly machine in the unidirectional assembly machine in the spring and roller assembly efficiency to improve， reduce the spring and roller installation process action. By adding PLC device， connecting stepper motor and star wheel fixture， setting program， the star wheel fixture can rotate at a fixed angle; similarly， with the help of PLC and stepper motor， the spring and ball feeding device is added with slider and arc guide rail device， so as to realize the corresponding position with the star wheel fixture， thus reducing the process action of the station， and finally saving the process time of spring and roller installation To improve the assembly efficiency of the commutator.

關(guān)鍵詞：?jiǎn)蜗蚱髯詣?dòng)裝配機(jī);彈簧和滾柱;PLC

Key words： unidirectional automatic assembly machine;spring and roller;PLC

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）07-0096-02

0 ?引言

自動(dòng)裝配機(jī)在現(xiàn)有的發(fā)展?fàn)顩r還有著很大的進(jìn)步空間，并且它的發(fā)展還有很多的不足?，F(xiàn)對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)裝配機(jī)中的單向器自動(dòng)裝配機(jī)裝配效率方面進(jìn)行改進(jìn)，現(xiàn)有的單向器在彈簧和滾柱裝配步驟存在裝配工藝動(dòng)作多的問(wèn)題，進(jìn)而影響單向器整體裝配的效率。對(duì)該工位進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)變成三個(gè)工位實(shí)現(xiàn)對(duì)星輪上彈簧和滾柱的裝配，提高單向器的整體裝配的效率。

1 ?總裝配的流程

裝配總流程包括星輪的上料、星輪的第一個(gè)槽彈簧和滾柱的安裝、第二個(gè)槽的安裝、第三個(gè)槽的安裝、墊片和塑料套的上料和安裝，最后裝配好的單向器完成落料，再進(jìn)行下次裝配循環(huán)。現(xiàn)對(duì)圖1進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和改進(jìn)，改進(jìn)彈簧和滾珠工位工藝動(dòng)作繁多的缺點(diǎn)，進(jìn)而提高裝配效率[1]。

2 ?彈簧和滾柱工位設(shè)計(jì)方案

對(duì)彈簧和滾柱的上料和安裝減少工藝的動(dòng)作的方案，第一種是把彈簧和滾柱的安裝分為三個(gè)工位，對(duì)每個(gè)工位設(shè)置一個(gè)彈簧和滾柱上料機(jī)構(gòu)，這樣在裝配效率上能有很快的提高，占用空間較大，對(duì)已設(shè)計(jì)好的單向器裝配機(jī)構(gòu)不太理想;第二種是對(duì)彈簧和滾柱的下料的手爪氣缸用機(jī)械手代替，實(shí)現(xiàn)彈簧和滾柱的安裝，這種方案比增加轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的裝配方案在效率上也有提高，但價(jià)格方面就有些昂貴，經(jīng)濟(jì)性方面不劃算;第三種是對(duì)放置星輪的夾具單獨(dú)設(shè)置，增加一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，使其控制其星輪夾具的角度，從而實(shí)現(xiàn)星輪的圓槽和要裝配的彈簧和滾柱的位置對(duì)應(yīng)。在上料裝置下面添加滑塊設(shè)備，再增加一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)輪廓相同方向的圓弧導(dǎo)軌，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)上料裝置，并且按設(shè)定的路線在圓弧導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)星輪三個(gè)槽內(nèi)的彈簧和滾柱安裝過(guò)程。比較這三種方案，第三種方案對(duì)原有的裝置改動(dòng)較小，經(jīng)濟(jì)性也較好，并且工藝動(dòng)作減少，進(jìn)而該工位裝配工位的時(shí)間效率有了很大提升，所以這種方案比較合理。而與現(xiàn)有工藝動(dòng)作多的裝配方案相比，在裝配效率上有了一定的提升。

3 ?星輪夾具設(shè)計(jì)方案

通過(guò)上料機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)輸星輪到指定位置，彈簧通過(guò)彈簧分料機(jī)構(gòu)進(jìn)行分料，彈簧吸料氣缸將矩形彈簧吸附后運(yùn)輸?shù)綇椈尚Ｕ鶎椈煞较蜻M(jìn)行再次校正進(jìn)入送料板的矩形彈簧軌道，滾柱是通過(guò)振動(dòng)盤(pán)進(jìn)行自動(dòng)上料，通過(guò)導(dǎo)料管靠自身重量落入軌道中，彈簧送料氣缸將彈簧推送至滾柱處實(shí)現(xiàn)彈簧和滾柱成組出現(xiàn)在送料板彈簧滾柱軌道里[2]。在完成第一組彈簧和滾柱的裝配安裝之后。通過(guò)PLC對(duì)星輪的夾具座進(jìn)行編程控制，控制的過(guò)程如圖2。PLC直接控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，而驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)與星輪夾具相連，使星輪夾具按照設(shè)定的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)星輪按規(guī)定的角度的旋轉(zhuǎn)。等星輪夾具完成第二個(gè)槽的位置旋轉(zhuǎn)完成后，再進(jìn)行彈簧和滾柱的安裝時(shí)，可以直接從下料管對(duì)彈簧和滾柱及進(jìn)行安裝。下一工位同樣通過(guò)PLC控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)星輪夾具座進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到固定的位置時(shí)，彈簧和滾柱直接進(jìn)行裝配安裝，三組彈簧和滾柱安裝完成后，根據(jù)原有的單向器落料裝置進(jìn)行單向器成品的收集[3]。

步進(jìn)電機(jī)與星輪夾具座通過(guò)連桿連接，使之星輪夾具座和步進(jìn)電機(jī)建立連接，進(jìn)而與PLC實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)，通過(guò)控制PLC的程序設(shè)置，實(shí)現(xiàn)星輪在該工位進(jìn)行規(guī)定角度的旋轉(zhuǎn)。PLC根據(jù)PLC編程軟件中的“運(yùn)動(dòng)控制向?qū)А苯M態(tài)分配[4]，確定Q0.0輸出脈沖信號(hào)，Q0.2輸出方向信號(hào)，Q0.4輸出使能信號(hào)。根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)矩，計(jì)算選擇步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)。再根據(jù)實(shí)際工作中轉(zhuǎn)盤(pán)需要轉(zhuǎn)動(dòng)30°，那么其旋轉(zhuǎn)角度采集編碼器也應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)相同的角度[4-5]。對(duì)于脈沖旋轉(zhuǎn)比例為1000P/R的旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)說(shuō)得輸出（30/360）×1000=84個(gè)脈沖，將編碼器輸出的脈沖數(shù)記住SPn（給定脈沖數(shù)）。PLC共需要通過(guò)脈沖發(fā)生器輸出84脈沖至驅(qū)動(dòng)器，才可以控制步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度。完成后進(jìn)行下一角度的計(jì)算150°的脈沖數(shù)，設(shè)置PLC的數(shù)值，使之夾具座能帶動(dòng)星輪再設(shè)定的間隔120°的位置旋轉(zhuǎn)，達(dá)到預(yù)期的要求。

4 ?彈簧和滾柱上料機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

該裝置的改進(jìn)方案，同樣的需要PLC和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的連接，但是還需要添加一個(gè)回程運(yùn)動(dòng)，增設(shè)導(dǎo)軌和滑塊機(jī)構(gòu)。增設(shè)的導(dǎo)軌和滑塊裝置用連桿連接步進(jìn)電機(jī)，就是對(duì)圖3裝置底部添加滑塊，添加一段圓弧形的導(dǎo)軌，而導(dǎo)軌的寬度和滑塊的寬度相等，導(dǎo)軌的長(zhǎng)度是2個(gè)工位之間的距離?？刂芇LC的程序設(shè)置，使步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)連桿帶動(dòng)滑塊裝置在圓弧導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)1個(gè)工位的圓弧長(zhǎng)度的移動(dòng)，在這個(gè)工位上安裝好一組彈簧和滾柱后，再繼續(xù)移動(dòng)一個(gè)工位，使其彈簧和滾柱上料裝置移動(dòng)到圓弧導(dǎo)軌的末端，完成三組彈簧和滾柱安裝后，進(jìn)行回程運(yùn)動(dòng)，直至運(yùn)動(dòng)到圓弧導(dǎo)軌的起點(diǎn)。

5 ?結(jié)語(yǔ)

對(duì)現(xiàn)有的單向器自動(dòng)裝配機(jī)裝置研究，分析了單向器組件裝配的效率，彈簧和滾柱工位安裝操作工藝太多，現(xiàn)在把這個(gè)工位拆分開(kāi)來(lái)，拆成3個(gè)工位，減少其工位裝配的工藝動(dòng)作，進(jìn)而節(jié)省安裝的時(shí)間，裝配效率有了提高，并且增加滑塊和導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，彌補(bǔ)現(xiàn)有裝置的不足，這種理論方案可行的的話，會(huì)提高該設(shè)備零件的生產(chǎn)率。并且在制造單向器零件裝配方面就會(huì)有技術(shù)方面的提供，同時(shí)也會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有很大的幫助和提升。

參考文獻(xiàn)：

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