基于开式双柱可倾压力机的自动送料装置的研究与设计(一)

基于开式双柱可倾压力机的自动送料装置的研究与设计(一)

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基于开式双柱可倾压力机的自动送料装置的研究与设计(一)

2022-03-11

张亚锋1,蔡建文2,张美凤2,孟飞2

江苏省数字化电化学加工重点建设实验室(常州工学院),江苏常州213002; 2.常州工学院电气与光电工程学院,江苏常州213002)

摘要:针对开式双柱可倾压力机的运行特点,进行了系统分析,研究并开发出一种自动送料装置。

该装置由送料机构、复合式驱动机构、机械臂及控制系统组成。运行过程中机械臂与送料机构实现同步控制,机械臂采用真空吸盘能将0.3 mm 厚的锡钢片准确送至压力机模具上,并能实现速度可调。

该装置的成功运行有效克服了工伤事故,显著提高了生产效益。

关键词:压力机;送料机构;气缸;真空吸盘中图分类号:TG502文献标志码:A文章编号:1001一3881(2m7〕03一078一4

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Study and Design Of the Feeding System Based on C -Frame Double Column Inclinable Press ZHANG Yafeng,CAI Jianwen,ZHANG Meifeng2,MENG Fel(1 . Jiangsu Key Lab of Numeric Electrochemical Machining(Changzhou Institute of Technology),Changzhou Jiangsu 213開2,China;2 · School of Electrical and Photoelectronic Engineermg, Changzhou Institute of Technology,Changzhou Jiangsu 213002,China)Abstract:According to the operating characteristics of the open type double column inclinable punch,the system analysis was carried out,a kind Of automatic feeding device was studied and developed. The device consisted Of feeder mechanism,composite drivmg mechanism,mechanical and contml system. In the course Of feeder system operation,mechanical arm and feeding mechanisms were coordinated. Mechanical arm can accurately sent 0· 3 mm thick silicon steel sheet to the position Of press mold by vacuum chuck, and can adjust its speed. The successful operation Of the device can effectively avoid accidental work inJury,and significantly improve the production benefit.Keywords · Punch;Feeder system;Air cylinder;Vacuum chuck

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目前,我国明确了产业结构升级的方向,改造提升制造业是其中的重点方向之一。其具体实现就是通过改善品种质量,增强产业配套能力,淘汰落后产能,优化制造业结构,支持企业技术改造,才能增强新产品开发能力和品牌创建能力。

目前我国中小企业存在大量的老式机床装备,开式双柱可倾压力机是其中之一,这些老式装备已远远不能满足于现代产品质量及生产效益的要求,因此对这些老式装备进行技术改造就具有重要的意义。

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开式双柱可倾压力机通过安装各种模具进行冲压成形,生产各种成形产品,在连续冲压工作过程中,必然对操作工带来安全风险,因此目前针对冲床自动送料进行了大量的研究,但大多数是针对高速冲的研究一]。

文献[ 3 ]中研究了针对钢板的普通冲床自动送料,但其冲压速率较低且不能针对质轻的薄片型材进行送料。实际上,对于质轻的薄片型材进行高速冲压,给操作工手动操作带来很大难度

易于导致工对微小电机转子锡钢片冲压成形这一实例,设计一套自动取送料机构代替人工取送料,以利于减小工人劳动强度,避免工人操作危险,提高产品质量和生产效益,对中小企业技术改造也具有现实指导意义


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1设计要求

曲柄滑块机构因其运动特性得到了广泛的研究,设计方法众多,广泛地应用于开式双柱可倾压力机,通过滑块冲头施加压力于模具,实现板料的成型。

文中上模具安装于滑块下端,上模具与下模具之间最大距离为80 mm,连续冲时,为52次/min,即滑块完成一次往复行程为表明控制冲床的脉冲信号宽度需小于巧以避免冲床产生连续冲不能将冲床与送料机构进行同步控制,从而将送料机械臂和模具破坏。

脉冲周期需大于1.巧 ,在脉冲间隔时间内完成送料机械臂的往复行程,实现冲床与送料机械臂的同步控制。

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2机械装置设计

自动送料装置主要由复合式驱动机构、机械臂、1所示为该装置系统结构。控制系统以PLC控制器为核心,经气缸推动复合驱动机构,实现机械臂、送料机构的同步控制,机械臂完成上升和下降、转进和转出二自由度动作,送料机构精确完成每回程单个锡钢片的送料。

在复合驱动机构作用下,各构件动作统一协调,最终完成锡钢片料的取送。

真空吸盘由控制器控制,当机械臂转出至送料机构物位时,吸附锡钢片,机械臂转进至压力机模具位时,释放硅钢片料。驱动杆与复合驱动机构和机械臂间形成运动副。

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2 · 1复合式驱动机构设计

复合式驱动机构的主要部件是驱动组合件,将组合件安装于直线燕尾导轨上,由气缸驱动组合件,通过组合件与送料机构、机械臂和驱动杆形成3个运动副,由此实现经气缸的单一往复行程运动,促使机械臂的转进转出、上升和下降及送料机构精确送料3个动作的同时协调运行。图2 ( a)所示为复合式驱动组合件的装配图。

图2 ( b)所示为上下斜面块零件图

图3所示的机械臂转升轴末端的轴承形成运动副,通过此斜面块的往复运动,实现机械臂的转升轴的升降运动,从而实现机械臂的升降运动。

机械臂的下降目的是使得在送料机构物位位置真空吸附盘可靠吸附锡钢片。

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图2 ( a)所示中的转动拨块与图4所示驱动杆中的轴承1形成运动副,由驱动杆驱动机械臂实现快速转进转出动作。

斜面2与送料机构推动件末端轴承形成运动副,将复合组合件的运动传送至送料机构。

2· 2机械臂组件设计

机械臂组件设计如图3所示。

机械臂的一端安装吸盘,另一端与转升轴刚性联接,且末端与如图4所示的轴承2形成运动副,通过此运动副,将复合驱动件的运动传递给机械臂,实现机械臂的快速转进,机械臂的快速转出由安装于机械臂上的复位弹簧实现,图中未画出。

安装于复合驱动件上的上下斜面块在气缸回程运动作用下回程运动时,机械臂组件中的转升轴在回位弹簧的作用下迅速下降,从而实现机械臂的快速下降。

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2· 3驱动杆结构件设计

驱动杆结构件如图4所示,图中轴承2外圆柱面与机械臂末端平面形成运动副,轴承1外圆柱面与复合驱动件中的转动拨杆平面形成运动副。

连接杆1、连接杆2与驱动杆轴之间的连接为可拆卸型刚性连接,目的是调整连接杆1和连接杆2之间的相对位置,以利于在已知气缸行程的条件下,将图3所示的机械臂设定好初始位置。

2· 4送料机构设计

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