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張亞鋒1，蔡建文2，張美鳳2，孟飛2

江蘇省數(shù)字化電化學(xué)加工重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室（常州工學(xué)院），江蘇常州213002； 2．常州工學(xué)院電氣與光電工程學(xué)院，江蘇常州213002）

摘要：針對開式雙柱可傾壓力機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，進(jìn)行了系統(tǒng)分析，研究并開發(fā)出一種自動送料裝置。

該裝置由送料機(jī)構(gòu)、復(fù)合式驅(qū)動機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂及控制系統(tǒng)組成。運(yùn)行過程中機(jī)械臂與送料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步控制，機(jī)械臂采用真空吸盤能將0．3 mm 厚的錫鋼片準(zhǔn)確送至壓力機(jī)模具上，并能實(shí)現(xiàn)速度可調(diào)。

該裝置的成功運(yùn)行有效克服了工傷事故，顯著提高了生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：壓力機(jī)；送料機(jī)構(gòu)；氣缸；真空吸盤中圖分類號：TG502文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：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，我國明確了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的方向，改造提升制造業(yè)是其中的重點(diǎn)方向之一。其具體實(shí)現(xiàn)就是通過改善品種質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)配套能力，淘汰落后產(chǎn)能，優(yōu)化制造業(yè)結(jié)構(gòu)，支持企業(yè)技術(shù)改造，才能增強(qiáng)新產(chǎn)品開發(fā)能力和品牌創(chuàng)建能力。

目前我國中小企業(yè)存在大量的老式機(jī)床裝備，開式雙柱可傾壓力機(jī)是其中之一，這些老式裝備已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)代產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效益的要求，因此對這些老式裝備進(jìn)行技術(shù)改造就具有重要的意義。

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開式雙柱可傾壓力機(jī)通過安裝各種模具進(jìn)行沖壓成形，生產(chǎn)各種成形產(chǎn)品，在連續(xù)沖壓工作過程中，必然對操作工帶來安全風(fēng)險(xiǎn)，因此目前針對沖床自動送料進(jìn)行了大量的研究，但大多數(shù)是針對高速沖的研究一]。

文獻(xiàn)[ 3 ]中研究了針對鋼板的普通沖床自動送料，但其沖壓速率較低且不能針對質(zhì)輕的薄片型材進(jìn)行送料。實(shí)際上，對于質(zhì)輕的薄片型材進(jìn)行高速沖壓，給操作工手動操作帶來很大難度

易于導(dǎo)致工對微小電機(jī)轉(zhuǎn)子錫鋼片沖壓成形這一實(shí)例，設(shè)計(jì)一套自動取送料機(jī)構(gòu)代替人工取送料，以利于減小工人勞動強(qiáng)度，避免工人操作危險(xiǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效益，對中小企業(yè)技術(shù)改造也具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義

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1設(shè)計(jì)要求

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)因其運(yùn)動特性得到了廣泛的研究，設(shè)計(jì)方法眾多，廣泛地應(yīng)用于開式雙柱可傾壓力機(jī)，通過滑塊沖頭施加壓力于模具，實(shí)現(xiàn)板料的成型。

文中上模具安裝于滑塊下端，上模具與下模具之間最大距離為80 mm，連續(xù)沖時(shí)，為52次/min，即滑塊完成一次往復(fù)行程為表明控制沖床的脈沖信號寬度需小于巧以避免沖床產(chǎn)生連續(xù)沖不能將沖床與送料機(jī)構(gòu)進(jìn)行同步控制，從而將送料機(jī)械臂和模具破壞。

脈沖周期需大于1.巧 ,在脈沖間隔時(shí)間內(nèi)完成送料機(jī)械臂的往復(fù)行程，實(shí)現(xiàn)沖床與送料機(jī)械臂的同步控制。

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2機(jī)械裝置設(shè)計(jì)

自動送料裝置主要由復(fù)合式驅(qū)動機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂、1所示為該裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。控制系統(tǒng)以PLC控制器為核心，經(jīng)氣缸推動復(fù)合驅(qū)動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂、送料機(jī)構(gòu)的同步控制，機(jī)械臂完成上升和下降、轉(zhuǎn)進(jìn)和轉(zhuǎn)出二自由度動作，送料機(jī)構(gòu)精確完成每回程單個(gè)錫鋼片的送料。

在復(fù)合驅(qū)動機(jī)構(gòu)作用下，各構(gòu)件動作統(tǒng)一協(xié)調(diào)，最終完成錫鋼片料的取送。

真空吸盤由控制器控制，當(dāng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)出至送料機(jī)構(gòu)物位時(shí)，吸附錫鋼片，機(jī)械臂轉(zhuǎn)進(jìn)至壓力機(jī)模具位時(shí)，釋放硅鋼片料。驅(qū)動桿與復(fù)合驅(qū)動機(jī)構(gòu)和機(jī)械臂間形成運(yùn)動副。

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2 · 1復(fù)合式驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

復(fù)合式驅(qū)動機(jī)構(gòu)的主要部件是驅(qū)動組合件，將組合件安裝于直線燕尾導(dǎo)軌上，由氣缸驅(qū)動組合件，通過組合件與送料機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂和驅(qū)動桿形成3個(gè)運(yùn)動副，由此實(shí)現(xiàn)經(jīng)氣缸的單一往復(fù)行程運(yùn)動，促使機(jī)械臂的轉(zhuǎn)進(jìn)轉(zhuǎn)出、上升和下降及送料機(jī)構(gòu)精確送料3個(gè)動作的同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)行。圖2 ( a)所示為復(fù)合式驅(qū)動組合件的裝配圖。

圖2 ( b)所示為上下斜面塊零件圖

圖3所示的機(jī)械臂轉(zhuǎn)升軸末端的軸承形成運(yùn)動副，通過此斜面塊的往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的轉(zhuǎn)升軸的升降運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的升降運(yùn)動。

機(jī)械臂的下降目的是使得在送料機(jī)構(gòu)物位位置真空吸附盤可靠吸附錫鋼片。

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圖2 ( a)所示中的轉(zhuǎn)動撥塊與圖4所示驅(qū)動桿中的軸承1形成運(yùn)動副，由驅(qū)動桿驅(qū)動機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)進(jìn)轉(zhuǎn)出動作。

斜面2與送料機(jī)構(gòu)推動件末端軸承形成運(yùn)動副，將復(fù)合組合件的運(yùn)動傳送至送料機(jī)構(gòu)。

2· 2機(jī)械臂組件設(shè)計(jì)

機(jī)械臂組件設(shè)計(jì)如圖3所示。

機(jī)械臂的一端安裝吸盤，另一端與轉(zhuǎn)升軸剛性聯(lián)接，且末端與如圖4所示的軸承2形成運(yùn)動副，通過此運(yùn)動副，將復(fù)合驅(qū)動件的運(yùn)動傳遞給機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的快速轉(zhuǎn)進(jìn)，機(jī)械臂的快速轉(zhuǎn)出由安裝于機(jī)械臂上的復(fù)位彈簧實(shí)現(xiàn)，圖中未畫出。

安裝于復(fù)合驅(qū)動件上的上下斜面塊在氣缸回程運(yùn)動作用下回程運(yùn)動時(shí)，機(jī)械臂組件中的轉(zhuǎn)升軸在回位彈簧的作用下迅速下降，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的快速下降。

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2· 3驅(qū)動桿結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)

驅(qū)動桿結(jié)構(gòu)件如圖4所示，圖中軸承2外圓柱面與機(jī)械臂末端平面形成運(yùn)動副，軸承1外圓柱面與復(fù)合驅(qū)動件中的轉(zhuǎn)動撥桿平面形成運(yùn)動副。

連接桿1、連接桿2與驅(qū)動桿軸之間的連接為可拆卸型剛性連接，目的是調(diào)整連接桿1和連接桿2之間的相對位置，以利于在已知?dú)飧仔谐痰臈l件下，將圖3所示的機(jī)械臂設(shè)定好初始位置。

2· 4送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

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