單片機控制的沖壓機床自動供料裝置設計

劉紹先（雙鴨山龍煤天泰煤化工有限公司， 黑龍江 雙鴨山 155100）

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單片機控制的沖壓機床自動供料裝置設計

劉紹先
（雙鴨山龍煤天泰煤化工有限公司， 黑龍江 雙鴨山 155100）

摘要：隨著科技的不斷發展，現代企業生產過程中的供料裝置基本在向自動化的方向發展，尤其是在高科技日漸發達的強狂下，產品的類型、工藝外形也越來越復雜，精度也越來越高，傳統的手工送料已經不能滿足生產需求，這是自動送料裝備就會出現。在本設計中將自動化和安全化結合到自動供料的控制系統中，本系統主要由單片機來控制，可以自動生產小型板塊類沖壓件，可以做到自動停機的功能，還具備計數、缺料報警的功能，并且可以支持沖壓機床連續進行工作，提高企業的勞動的生產率，并且可以是制動皮帶的壽命有所延長。在單片機控制下的自動供料裝備自動化水平越來越高，由此可以提高企業生產效率和產品質量，并且可以保障職工的人身安全。

關鍵詞：單片機；沖壓機床；自動供料裝置

隨著我國經濟發展與國際市場聯系日趨緊密以及設備自動化生產的趨勢，自動供料裝置的自動化對產品的生產、企業的勞動生產條件有著重要的積極影響。然而，在現實生產過程中，企業數量雖然在不斷增加，但是企業中存在的問題也與日俱增，其弊端也日漸明顯，比如在沖壓生產實踐過程中，工作人員常常需要將工件手動放到模具式樣的工作區里面，安全生產的問題會時常發生，出現工作人員手部受傷的情況，因此，這種供料過程將會直接對生產的自動化程度、產品的質量和勞動條件以及生產效率產生影響，對于我國企業的高效運營來說，自動供料裝置顯得尤為重要。

1　供料裝置的總體設計

本文所設計的自動供料裝置對于目前常用的中小沖壓機床進行自動化改造是比較方便的，可以自動生產小型樣式的板塊類的沖壓件，不僅可以是沖壓機床形成自動化形式的停機狀態，還可以進行計數的功能和缺乏物料就會報警的功能，以此減少工作人員手動操作造成的安全隱患問題，另外自動的供料裝置使沖壓機床能夠進行連續工作，增強企業的勞動的生產率，并且可以使制動皮帶的壽命有所延長。

在設計自動供料裝置過程中，我們明白沖壓機床在動力方面是比較充足的，因此在動力源的應用方案中我們可以利用沖壓機床，推動送料裝置的正常運轉，我們在設計過程中用單片機來形成自動化形式的停機狀態，還可以實現計數的功能和缺乏物料就會報警的功能。自動供料裝置在設計時，要設計為機架的存在，在裝置設置上，要保證自動供料的托盤、撥盤、可調節、可驅動都齊全，在設計組裝運行的步驟中，要確保托盤裝置能夠固定在機架上，安裝過程正常進行的前提步驟要提供工件滑動的軌道，即撥盤裝置槽能夠為工件在托盤上能夠滑動到沖頭下方等提供條件，然后使供料裝置能夠自動運行，先對沖壓機床進行運行的步驟，撥盤驅動裝置能夠作分度圓周運動，都是因為借用了沖床動力并進一步地帶動了撥盤裝置，然后使落入撥盤裝置的缺口中的工件可以被撥盤帶動，并可以沿著所設計的軌道滑動到設計中的沖壓機床沖頭的正下方，進而沖頭對滑入的工件進行沖壓，在所涉及的裝置持續正常的運作的過程中，工件就會隨著設計的軌道滑落到下一步的托盤裝置的缺口處，從而工件產品沿相應軌道進入成品工件倉庫中。

2　自動供料裝置重點部件的設計

在進行裝置設計時，行程調節、撥盤驅動和撥盤裝置的設計運作才可以使沖壓機床能夠在撥盤水平間歇回轉送料，而不再僅僅是沖壓機裝沖頭的上下運動，裝備設計組成部分都有相應的聯系，機架與撥盤驅動裝置相互結合，行程調節裝置不但與沖壓機床沖頭相結合，還與撥盤驅動裝置的驅動連桿軸相互作用，從其中也獲得了棘爪的動力。

2.1撥盤驅動裝置的設計

機械在運作過程中，撥盤驅動裝置是其關鍵，在設計時也應該放在首要位置。它是機械在工作過程中能夠利用沖床動力、使撥盤產生回轉分度運動的重要裝置。從圖1中我們可以看到。

圖1　撥盤驅動裝置結構圖

圖1中的撥盤驅動裝置設計也有很多的零部件，在驅動時，軸起到關鍵性的作用，驅動連桿軸與行程調節裝置相互作用，設計的方式是利用其長短可變的方法，來變動驅動滑塊在前后運動、棘爪波動過程中的行程，進而將軸與沖頭相互連接在一起，在沖壓機裝沖頭做上下往復運動的時候，設計行程調節裝置將運行過程中的的驅動滑塊做前后運動，帶動棘爪一起，到最后設計棘輪的存在，就為撥盤裝置做分度圓周運動提供必要條件。

2.2撥盤裝置的設計

設計撥盤驅動裝置，要結合棘爪與棘輪的相互關系，對驅動撥盤裝置進行有效的調節，促使撥盤裝置能夠做分度圓周運動，為設計自動供料裝置提供條件。設計棘輪、撥盤的直徑、撥盤缺口的形狀及大小是撥盤裝置設計的重中之重。要根據沖壓機床的型號大小來設計撥盤驅動裝置，設計正規有效的撥盤直徑，設計能夠和工件相呼應的、有確定方向功能的撥盤缺口，為了在供料裝置中得到不同型號的工件產品，要設計可移動的鑲條，使缺口可以根據需求的工件來變動形狀或者其大小，從而達到設計需要。

設計的完成還需要實踐來驗證，在運行過程中，撥盤會根據沖頭上下重復運動進行分度圓周運動是其中的關鍵，同時，在進行棘輪棘爪機構的單向設計下，棘輪與撥盤會相互輝映，根據設計要求兩者都會同時靜止不動，根據此設計，工作人員就可以安全的進行工件的放置。因此，在此設計的自動供料裝置中，工作人員只需要在適時地情況下根據需要將工件放到缺口處，然后工件就會自動根據所涉及的裝置進行流動，進行沖壓。這項設計促進了自動供料裝置進行連續工作，并且根本不用進行經常制動的操作，不但提高的生產效率，也避免了工作人員受傷的問題。

3　單片機的控制方案設計

我們在設計過程中用單片機來進行控制，按照有序的節拍將工件自動送入相應的位置，可以形成自動化形式的停機狀態，還可以實現計數的功能和缺乏物料就會報警的功能，但是這些功能不能單純的依靠機械部分，還應該應用控制器來進行控制，所設計的裝置采用單片機進行控制，其中控制部分需要安裝在托盤和機架上，由光電傳感器傳遞到單片機，然后單片機控制繼電器、蜂鳴器和計數顯示，繼電器控制接觸器，接觸器控制沖壓機床電機。

將光電傳感器安裝在所設計的裝置的下料出口處，利用水平方向和豎直方向相互協調作用的方式來進行設計掌控，水平方向檢驗落料的個數，利用通斷信號的設計理念，來對落下的工件進行計數，使得單片機進行計數的累積；撥盤轉動的頻率在豎直方向的設計中展現出來，利用同樣的設計理念，傳感器和單片機也會做出相應的反應。

工作人員對工件的加工效率通過單片機的顯示可以進行實時查看，然后，蜂鳴器用于報警，當單片機計算的撥盤旋轉頻率與沖壓機床不對應時，蜂鳴器就會報警。繼電器、接觸器用來控制沖壓機床的電動機起停，控制繼電器，進而控制接觸器斷開，使電機停轉，沖壓機床停機。

綜上所述，自動供料裝置的應用對企業的生產運營影響深遠，我們需要按照企業的自身特點來進行自動供料裝置設計，努力推動企業的自動化生產，并從單片機控制的沖壓機床自動供料裝置應用中獲得高效率生產的有利影響，并減少在傳統生產方式下存在的人身安全隱患問題，由此促進企業更快更好地發展。

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Design of stamping machine automatic feeding device with single-chip microcomputer control

中圖分類號：TG385

文章編號：1009-797X(2016)12-0038-03

文獻標識碼：A

DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2016.12.016

作者簡介：劉紹先（1965－），男，設備部從事電氣工作，電氣助理工程師。

收稿日期:2016-05-23