傅長娟 徐一飛

（永紅保定鑄造機械有限公司，保定 072150）

一種新型車床自動上下料裝置設(shè)計

傅長娟 徐一飛

（永紅保定鑄造機械有限公司，保定 072150）

現(xiàn)有的小型機床設(shè)備對于在加工產(chǎn)量大、效率高的高精度鑄件時，多采用人工上下件或機器人系統(tǒng)、龍門式上料系統(tǒng)等。人工上下件勞動時間長，工作量大，成本相對較高，且精度不穩(wěn)定。而機器人系統(tǒng)、龍門式上料系統(tǒng)等，多采用伺服電機等高精度設(shè)備，成本高且不易維修。

小型機床 上下料裝置 節(jié)約成本

引言

永紅保定鑄造機械有限公司在車床自動上下料裝置中引入人機交互技術(shù)，方便了生產(chǎn)過程中技術(shù)參數(shù)的修改，提高解決生產(chǎn)問題的速度，便于實際生產(chǎn)使用，使生產(chǎn)效率增加、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠、工人勞動強度減少。該系統(tǒng)于現(xiàn)有技術(shù)，未使用大量伺服電機，改用氣缸、氣爪、滑軌等精度高且成本低的氣動元件，方便、安全、簡潔且降低成本。自主發(fā)明的上料推盤等可提高加工精度，降低自動上下料系統(tǒng)的復雜性，節(jié)約空間。

公司研制的自動上下料裝置是應(yīng)用于機械加工領(lǐng)域，使機床加工實現(xiàn)自動化的裝置。該裝置克服現(xiàn)有系統(tǒng)的高成本等缺陷。方便安全，成本低廉。在提高加工精度的同時降低自動上下料系統(tǒng)的復雜性，節(jié)約空間使生產(chǎn)效率增加，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，減少工人勞動強度。

1 設(shè)備構(gòu)成

該機主要由兩個集料裝置、兩個上下料裝置、兩個傳送帶裝置、一個轉(zhuǎn)移裝置和電氣系統(tǒng)等組成，如圖1所示。

圖1 設(shè)備布置圖

1.1 集料裝置

由伺服電機、升降裝置、旋轉(zhuǎn)放料裝置和底座組成。裝置有五盤放料盤，每盤可存放料20件左右，頂部有感應(yīng)器，下部有絲杠連接的托盤，可自動進行相應(yīng)的上升或下降，絲杠連接小步進電機，中心軸可轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)自動對下一個放料盤的操作。最底部的架子采用方管、鋼板、地腳螺釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)組成，更簡單、安全、且可調(diào)節(jié)高度。

1.2 上下料裝置

由轉(zhuǎn)運取料、平移機構(gòu)、伸入和伸入補償機構(gòu)、上下料氣爪和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)等組成。與數(shù)控車床通信并協(xié)調(diào)完成下成品、上毛坯的循環(huán)過程。

1.3 傳送帶裝置

本部分由兩個氣缸和傳送帶組成，用于將工件從一個工位轉(zhuǎn)移到另一個工位，為下一個工序做準備。

1.4 轉(zhuǎn)移裝置

由三個氣缸組成，可完成從傳送帶到成品集料的轉(zhuǎn)移。

1.5 電氣系統(tǒng)

自動上下料裝置使用電壓AC220V 50Hz的電源作為主電源，電氣部件采用兩個歐姆龍PLC及按鈕、指示燈、感應(yīng)開關(guān)、電磁閥、私服系統(tǒng)等，根據(jù)要求完成從毛坯到成品的加工輸送過程。非專業(yè)人員不得擅自打開電氣柜，不得擅自觸碰任何非操作元件，不得擅自拆解任何電氣元件。未經(jīng)本公司許可，不得擅自更改電氣線路和程序，不得更換與原電氣元件不相符的零件。

2 工作步驟

（1）鑄件由人放到上下料架上，上下料架每盤可放料20件左右，頂部有感應(yīng)器，下部有絲杠連接的托盤，絲杠連接小步進電機，組成一個小自動系統(tǒng)，當取走或放下工件時，會自動相應(yīng)地上升或下降，當取完或堆滿時，底部的電機又會帶動中心軸轉(zhuǎn)動，自動進行對下一個放料盤的操作。

（2）鑄件從上下料架上被抓取件傳遞設(shè)備抓起，通無桿氣缸帶動滑塊移動，上方有滑軌承重，滑塊連接雙桿氣缸，雙桿氣缸連接氣爪，無桿氣缸、雙桿氣缸、滑軌和氣爪構(gòu)成一個穩(wěn)定、高精度的抓取設(shè)備。氣爪抓取鑄件到達伸進裝置上端，雙桿氣缸帶動氣爪把工件安放到伸進裝置前端的氣爪上，該伸進裝置前端有兩個氣爪成90°擺放，底端連接擺臺，擺臺可帶動兩氣爪90°旋轉(zhuǎn)。伸進裝置主體由氣缸與滑軌組成，成三級平臺擺放，每層平臺可帶動伸進裝置前端向一個方向移動，以完成送件到數(shù)控機床里的動作。當機床加工好一個工件后，伸進裝置前端伸進機床，空載的氣爪正好抓取加工好的工件，擺臺帶動兩氣爪旋轉(zhuǎn)90°，將毛坯件安放入機床卡具，退出機床，將取出的加工件放入傳送設(shè)備上，之后擺臺轉(zhuǎn)回，兩氣爪恢復原位。

（3）傳送設(shè)備兩側(cè)定位板可調(diào)節(jié)距離，適應(yīng)不同尺寸的工件輸送，兩端對應(yīng)伸進裝置放料的位置有兩個接件裝置，接件裝置是氣缸帶動托盤上升接件或送件，同時氣缸位置可調(diào)。傳送動力為步進電機帶動鏈條傳動，兩側(cè)齒輪用軸連接固定，當工件被輸送到傳送設(shè)備末端時，被定位板頂住，定位板信號傳感器傳回信號，氣缸帶動托盤拖著工件送到下一個抓取件傳遞設(shè)備左端。

（4）下一組抓取件傳遞設(shè)備，伸進設(shè)備，傳送設(shè)備，抓取件傳遞設(shè)備又進行重復性工作。

（5）當工件被送到最后一個上下料設(shè)備上時，上下料設(shè)備頂端的傳感器接收信號，使托盤向下移動，當工作運動到傳感器以下托盤停止動作，等待下一個工件，當工件放滿一個托盤時，托盤轉(zhuǎn)動，對下一個托盤進行操作。

圖2 結(jié)構(gòu)示意圖

3 時序動作

該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，當需要對逐漸進行機床加工時，將待加工鑄件放入垂直氣爪4，按下自動控制裝置的按鈕，垂直氣爪抓緊鑄件，第一氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)1動作，同時第三氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)11動作，縱向伸縮臂伸出至機床上下件位置，第二氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)8動作，縱向伸縮臂沿橫向滑軌7滑動，帶動水平氣爪5至機床加工鑄件位置，水平氣爪抓緊已加工完畢的鑄件，第二氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)8動作取出以加工完畢的鑄件，擺動氣缸3旋轉(zhuǎn)90°，一個垂直氣爪4變?yōu)樗轿恢么庸よT件對準機床上料位，第二氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)8動作將待加工鑄件送至機床上料位，垂直氣爪4松開待加工鑄件，第二氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)8動作離開待加工鑄件，第一氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)1動作，同時第三啟動活塞執(zhí)行機構(gòu)11動作，縱向伸縮臂離開機床，水平氣爪5松開加工完畢的鑄件，人工取出加工完畢的鑄件，車床自動上下料工作完成。

4 結(jié)語

公司研制的自動上下料裝置利用精度高且成本低的氣動元件，可避免人工上下件勞動時間長、工作量大、成本高、精度不穩(wěn)定的不利因素；同時也避免機器人系統(tǒng)、龍門式上料系統(tǒng)等多采用伺服電機等高精度設(shè)備成本高且不易維修的不利因素。降低自動上下料系統(tǒng)的復雜性，延長設(shè)備的使用壽命，成本低廉，工作可靠，方便安全，可為用戶和社會節(jié)約生產(chǎn)成本和制造成本。

A New Type of Lathe Automatic Up-down Material Device Design

FU Changjuan, XU Yifei
(Yonghong Baoding Casting Machinery Co., Ltd, Baoding 072150)

The existing small machine tool equipment in the processing of high yield, high efficiency high precision castings, using artificial fluctuation more or use robot system, gantry feeding system. Artificial thing up and down, the person’s work time is long, workload is big, cost is relatively high, and the precision is unstable. The robot system, gantry feeding system, in high precision equipment, such as servo motor cost is high, not easy to repair.

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