圆盘式机油冷却器自动装配线中上料装置的设计.pdfVIP

第 4期 (总第 155期) 2009年 8月 机 械 工 程 与 自 动 化 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION No．4 Aug． 文章编号：1672—6413(2009)04—0106—02 圆盘式机油冷却器 自动装配线中上料装置的设计 王家珂 ，李益民 ，张艳平 (1．扬州工业职业技术学院，江苏 扬州 225127；2．扬州大学 机械学院，江苏 扬州 225009) 摘要：对机油冷却器自动装配线中上料装置进行了设计，并对不同方案的优缺点进行了比较。最后从安装空间、 结构和受力角度综合考虑后确定了合理的设计方案。通过实施，有效地改善了工人的劳动强度，提高了劳动生 产率。 关键词 ：机 油冷却器 ；上料装置 ；设计 中图分类号：TH165 ．1 文献标识码：A 0 引言 在自动装配线中，上料装置的任务是把待加工的 物品(工件)从存料器(料箱)中分离出来，按照 自动机 的加工要求，定量、定时、定向地送到加工位置。随 着自动机和自动线的高度自动化，对上料装置的生产 率和上料准确性等提出了更高的要求，同时也要求上 料装置更加灵活、柔性化，以适用供送不同的物品。在 自动装配线中，上料装置的研制与开发是自动装配线 设计的重点，本文对机油冷却器自动装配线中的上料 装置进行了设计 。 1 上料装置的设计要求 上料装置的设计要求为：①根据自动机的生产节 拍及工位位置，准确、快速、可靠地将工件送到位；② 供料过程平稳、无冲击，不能损伤工件；③适应性强， 调整方便；④结构简单，工作可靠。 2 上料装置的方案设计 要实现装配自动化，首先要实现上料装置的自动 换料，本设计采用圆盘式回转料仓 ，由步进电动机带 动其运动，并采用PI C进行控制。其次要保证机械手 准确无误地抓取工件 ，根据散热片的结构特征，采用 较合理的定位方案，并由托盘带动散热片上升，这些 都可以保证机械手能够连续、准确地进行装配，从而 在这一环节上实现 自动化。 上料装置一方面要实现连续不断地供料 ，另一方 面要保证其与机械手动作的协调，使机械手能连续不 断地抓取工件，因此选用回转工作台作为上料装置。在 回转工作台上均匀分布 4个上料工位，每个工位上安 装两个定位销，以保证工件放置在工作台上的定位精 度。另外还设有 4个托盘，每个托盘下部有两个小孔， 收稿El期：2008—12-11；修回日期：2009—02—27 作者简介：王家珂(1970一)，女，安徽定远人，讲师，本科。 以保证它们能穿过定位销放置于工作台上，托盘上放 置有工件。 为保证机械手运动控制系统的简单和稳定 ，机械 手的动作设计应尽可能简单。因此要求机械手每抓取 一 个工件后，托盘就应上升一个高度，从而使工件的 上表面保持在一个固定的高度，为机械手的下一次抓 取做好准备，保证机械手每次只需下降一个固定的高 度就可抓到工件。 在设计的过程中有 4种方案，分别为： (1)方案一：此方案用一个中心轴来支撑回转工 作台，并带动回转工作台转动，该轴通过齿轮副与减 速器相连，再与三相异步电机相连 ，并通过三相异步 电机的通、断电来保证工作台旋转的角度；用一个支 撑轴穿过托盘正下方工作台上的孔来撑起托盘，支撑 轴每次上升的高度通过与其相连的一个气缸来保证。 该方案具体的原理简图见图 1。 I 子 图 1 上料装置方案一 (2)方案二：在该方案中，中心轴通过同步带与 学兔兔 2009年第 4期 王家珂，等：圆盘式机油冷却器自动装配线中上料装置的设计 ·107· 步进电机相连，并通过步进电机来控制工作台的回转 角度；由丝杠螺母副来控制托盘的上升，丝杠的一端 与花键轴相连，另一端则穿过托盘正下方的工作台上 的孔来托起托盘，花键轴则通过同步带与步进电机相 连。在该机构中，螺母是固定在箱体上的，当步进电 机开始工作时，丝杠在花键轴的带动下边旋转边上升， 其穿过托盘正下方工作台上的孔将托盘托起。该方案 具体的原理简图见图2。 同步带 步进电机 图 2 上料装置方粟二 (3)方案三：在该方案中，中心轴通过同步带与步 进 电机相连 ，并通过步进 电机来控制工作台的回转角 度；由丝杠螺母副来控制托盘的上升，在此处丝杠轴用 轴承固定在箱体上，它的一端通过同步带与步进电机相 连，另一端与螺母相连 。当机械手抓取一个工件后 ，步 进电机在控制系统的作用下开始工作，从而通过丝杠带 动螺母沿导柱上升，螺母上均匀分布的3个支撑柱穿过 工作台上的小孔将托盘托起一定的高度；当机械手抓完 一 个托盘上最后一个工件时，螺母再上升时会触动安装 在箱体上的一个行程挡块，此时控制机构便会发出信号 使步进电机反转，从而带动螺母下降；当螺母下降到一 定高度时，又会触动另一个行程挡块，电机随即停止作 用；此时，