茍文韜,李昂

（中國(guó)兵器裝備集團(tuán)自動(dòng)化研究所有限公司，四川綿陽(yáng) 621000）

1 引言

槍支在出廠檢驗(yàn)過(guò)程中，需要進(jìn)行多項(xiàng)試槍工序[1]，頻繁大量消耗槍彈和反復(fù)利用彈匣，槍彈的裝填基本還是采用人工手工裝彈，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且存在安全隱患[2]。由于國(guó)內(nèi)外目前并沒(méi)有相關(guān)自動(dòng)裝彈的裝備，對(duì)槍彈特性和人工裝填工藝進(jìn)行分析后，自主研究并設(shè)計(jì)了槍彈自動(dòng)裝彈裝置。

2 總體結(jié)構(gòu)和工藝流程

本系統(tǒng)主要由槍彈上料機(jī)構(gòu)、槍彈排序機(jī)構(gòu)、裝彈機(jī)構(gòu)、環(huán)形輸送線和下料機(jī)構(gòu)四個(gè)部分組成。

槍彈上料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)將槍彈從料斗內(nèi)自動(dòng)提升加入到上料花盤(pán)[3]內(nèi)、槍彈排序機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)子彈自動(dòng)排序并依次進(jìn)入滑槽、裝彈機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)定量子彈的裝彈匣功能、環(huán)形輸送線實(shí)現(xiàn)對(duì)彈匣的自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、下料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)彈匣的自動(dòng)下料。

圖1 總體系統(tǒng)機(jī)構(gòu)

系統(tǒng)工藝流程，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)工藝流程

設(shè)備含有四臺(tái)裝彈專(zhuān)機(jī)，每臺(tái)專(zhuān)機(jī)裝彈數(shù)量≤10發(fā)可調(diào)，以滿足子彈配比功能。設(shè)備具有防護(hù)罩，子彈的裝彈過(guò)程在防護(hù)罩內(nèi)進(jìn)行，人工上彈匣在防護(hù)罩外，安全性高。

3 重要組成部分設(shè)計(jì)及工作原理

子彈提升上料采用皮帶提升機(jī)完成，彈匣下料采用吸盤(pán)抓取，這里不進(jìn)行過(guò)多闡述。

3.1 槍彈排序機(jī)構(gòu)

圖3 子彈排序機(jī)構(gòu)

槍彈從提升機(jī)上料后進(jìn)入到花盤(pán)，利用槍彈形狀特性將槍彈在上料花盤(pán)中自動(dòng)排序后，沿蛇形滑槽進(jìn)入裝彈專(zhuān)機(jī)?；凵涎b有兩個(gè)傳感器用于檢測(cè)子彈位置，當(dāng)下傳感器檢測(cè)不到子彈時(shí)花盤(pán)啟動(dòng)，上傳感器檢測(cè)到子彈時(shí)花盤(pán)自動(dòng)停止，完成槍彈的自動(dòng)排序上料。支架可對(duì)花盤(pán)的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2 裝彈專(zhuān)機(jī)機(jī)構(gòu)

圖4 裝彈專(zhuān)機(jī)

子彈從上料滑槽進(jìn)入撥輪，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)撥輪轉(zhuǎn)動(dòng)使子彈掉入下方槽板，同時(shí)槽板在齒條帶動(dòng)下向前同步移動(dòng)[4]，將子彈整齊排列在仿形槽板當(dāng)中。子彈排列完成時(shí)，槽板剛好到達(dá)彈匣口部位置，隨后推板向前伸出將子彈推入彈匣中。最后推板和槽板依次縮回，完成一次裝彈過(guò)程。

3.3 傳輸線機(jī)構(gòu)

圖5 傳輸線專(zhuān)機(jī)

傳輸線采用步進(jìn)式回轉(zhuǎn)輸送結(jié)構(gòu)，四個(gè)氣缸作為動(dòng)力源，通過(guò)采用自復(fù)位鉤塊帶動(dòng)托盤(pán)單向運(yùn)動(dòng)，每一次模具板的步進(jìn)都需要前后左右氣缸都按照一定順序往復(fù)動(dòng)作一次。彈匣模具板放置于托盤(pán)上，模具板兼容5種彈匣。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、能適應(yīng)柔性定位等特點(diǎn)。

4 關(guān)鍵技術(shù)研究

4.1 多功能一體裝彈專(zhuān)機(jī)

裝彈專(zhuān)機(jī)完成設(shè)備的核心功能，將子彈裝入彈匣之中。創(chuàng)新設(shè)計(jì)了輪、板同步運(yùn)動(dòng)排彈方法，裝彈專(zhuān)機(jī)采用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)和一個(gè)氣缸完成子彈排列和裝入彈匣功能。彈匣到達(dá)工位后，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)子彈仿形槽板向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)撥輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)將子彈依次排列在槽板中，氣缸伸出將槽板中的子彈壓入彈匣中，隨后電機(jī)帶動(dòng)槽板返回，由于單向軸承的作用[5]，撥輪此時(shí)不反向轉(zhuǎn)動(dòng)，最后氣缸縮回，完成一次壓彈過(guò)程。

該專(zhuān)機(jī)有以下特點(diǎn)：(1)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)槽板向前運(yùn)動(dòng)時(shí)將彈排列在槽板內(nèi)，在排列完子彈的同時(shí)槽板口部“咬住”彈匣口部，彈匣口部上下左右都有機(jī)械限位，利于裝彈；(2)步進(jìn)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中槽板返回，與彈匣分開(kāi)，撥輪由于單向軸承的作用并不反轉(zhuǎn)，適用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的流水線作業(yè)；(3)采用步進(jìn)電機(jī)定位槽板，起始位置可調(diào)，即可控制每次裝彈的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)子彈數(shù)量配比；(4)排彈、裝彈、固定彈匣只采用一個(gè)槽板，結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省了專(zhuān)機(jī)空間；(5)產(chǎn)品更換時(shí)，將槽板上的插銷(xiāo)拔出，將需要的槽板換上并插入插銷(xiāo)即可，方便快捷。

4.2 環(huán)形單向傳輸線

傳輸線采用氣缸作為動(dòng)力，氣缸帶動(dòng)導(dǎo)軌上的托盤(pán)進(jìn)行步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)托盤(pán)帶有固定凸塊，鉤塊采用單向作用設(shè)計(jì)，形狀前高后低，鉤塊下裝有小型復(fù)位彈簧。當(dāng)向前運(yùn)送托盤(pán)時(shí)，鉤塊前擋面鉤住托盤(pán)向前運(yùn)動(dòng)，直至托盤(pán)到位，隨后氣缸復(fù)位，鉤塊向后運(yùn)動(dòng)，由于后擋面高度低可避開(kāi)后方托盤(pán)的凸塊，鉤塊和彈簧受壓力向下擦過(guò)凸塊，回到上一個(gè)起始位置。

該專(zhuān)機(jī)特點(diǎn)如下：(1)四個(gè)氣缸作為動(dòng)力即可完成單向步進(jìn)傳輸，設(shè)計(jì)巧妙、成本低、可靠；(2)托盤(pán)到位后在一定范圍內(nèi)有左右移動(dòng)空間，壓彈專(zhuān)機(jī)槽板向前運(yùn)動(dòng)時(shí)卡彈匣口部時(shí)，托盤(pán)自動(dòng)左右微調(diào)以適應(yīng)槽板，有一定的柔性調(diào)節(jié)作用；(3)通過(guò)采用插銷(xiāo)的方式將彈匣固定在托盤(pán)上，產(chǎn)品更換時(shí)，只需要將插銷(xiāo)拔出插到對(duì)應(yīng)孔內(nèi)，即可滿足一個(gè)模具托盤(pán)可定位多種彈匣要求，節(jié)省產(chǎn)品更換時(shí)間。

5 結(jié)束語(yǔ)

裝置采用了柔性物流設(shè)計(jì)、緊湊裝彈方式設(shè)計(jì)，裝置具備一定的原始創(chuàng)新、快速反應(yīng)和柔性生產(chǎn)等能力。目前該裝置已經(jīng)得到應(yīng)用，通過(guò)更換槍彈排列槽板和更改彈匣模具板插銷(xiāo)位置可適用于3種槍彈和5種彈匣。裝置的成功研制解決了兵工企業(yè)的迫切需求、降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了我國(guó)槍支試槍打靶效率和槍彈自動(dòng)化水平。