帶肩軸類零件高速自動儲料設備的設計

趙 雷

（重慶機電職業技術學院，重慶 402760）

1 帶肩軸類零件概述

帶肩軸類零件是盤類零件和軸類零件在機械加工中常見的典型零件之一。它主要由圓盤和圓柱體組成，雖然外形基本都是回轉體，但是在工藝上卻有較高的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度的要求，同時還有很高的同軸度、垂直度等位置公差要求。

零件的插件和搬運工作傳統是依靠人工來實現，浪費了大量的生產勞動力，延長了零件的生產周期，增加了生產成本。

帶肩軸類零件高速自動儲料設備作為集帶肩軸類零件插放和儲存功能為一體的新型自動化設備，它改變了現有的儲料方式，而且現在市面上的儲料設備都還只停留在電子類產品上，關于插放帶肩軸類零件的儲料設備較少，本文設計的高速自動儲料設備，提高了帶肩軸類零件插放的效率。

2 整機設計

2.1 整機結構設計

圖1為帶肩軸類零件高速自動儲料設備的整體結構示意圖，機械結構主要有收料裝置、盛料裝置、機身、控制柜、工作面、儲料盤、控制面板和推盒氣缸等。

圖1 帶肩軸類零件高速自動儲料設備整機結構圖

2.2 工作流程設計

對于整個系統，設計帶肩軸類零件高速自動儲料設備工作流程時，必須考慮工作中長桿和圓盤活動的軌道關系。經過理論分析與實際測試，需保證帶肩軸類零件長桿方向向下、圓盤方向向上，然后進入軌道。待處理的零件進入分料裝置后，通過支撐板掛架導軌移動處理，即由X/Y軸電機（一般為步進電機）進行分料。使零件在儲料盤孔正上方，插料裝置夾持部分迅速而準確地將零件插入儲料盤中，從而完成一個零件的儲料工作，依次循環。

整個系統的控制采用PCL順序控制，待分料系統利用X/Y軸電機完成儲料工作后進行插料作業。此時，依然是依靠X/Y軸電機做上升動作。到達指定位置后，通過工作區域的推盒氣缸推動完成最后的加工工作。完成后依靠X/Y軸電機做下降動作，到達指定位置后進行旋轉，進行下一個空儲料盤的儲料工作，依次循環。帶肩軸類零件高速自動儲料設備工作流程圖如圖2所示。

圖2 帶肩軸類零件高速自動儲料設備工作流程圖

2.3 主要技術參數設計

最大插件范圍：620mm×360mm；

最大可插零件：圓盤Φ60mm，桿Φ20mm；

最大可插零件長度：140mm；

X/Y軸步進電機保持轉矩：12N·m；

盛料裝置步進電機保持轉矩：50N·m；

插料速率：1件/秒。

3 收料部件設計

3.1 收料部件結構設計

收料部件作為自動儲料設備中集進料、分料、插料功能為一體的多組合裝置，它直接影響了整套裝置的插料范圍和插料效率。同時它也是整套設備中組成裝置最多、最復雜的部分，其總體組成如圖3所示。

圖3 收料部件組成示意圖

分料裝置設計。自動儲料設備無法一次完成多個零件的插放，所以在設計時就要考慮帶肩軸類零件在導軌上的自動分料裝置，使所要處理的零件按一定的時間間隔自動滑向插料裝置，從而使插料裝置能逐個夾持住，并準確插入儲料盤中。采用亞德客有限公司生產的TCL三軸氣缸作為分料裝置的動力系統。

3.2 收料部件傳動設計

自動儲料設備在插料時，需要通過進料裝置的不斷平移，擴大插件的范圍，以達到批量化生產的要求。要求進料裝置在不斷運動的同時保證相應的精度，采用X軸和Y軸分開設計的方式，實現在較小空間的正常運行。

X軸作為在收料裝備中最長的傳動系統，它與整個收料部件連接在一起，同時它的長度直接決定了加工過程中的最大可插件范圍，傳動長度設計為1060mm，如圖4所示。

圖4 X軸傳動系統

X軸動作區域較大，Y軸動作區域較小，Y軸主要發揮承擔工件重量的作用。因此，在設計傳動長度時，必須考慮對工作區域中插料裝置工作的影響，必須把影響降到最小，經過試驗驗證，Y軸傳動長度最合適尺寸為472mm。Y軸電機設計、安裝方式與X軸電機雷同，這里不再詳細說明。

4 結語

本文設計的帶肩軸類零件高速自動儲料設備適應性強、性能可靠，解決了帶肩軸類零件生產企業的插料和儲料問題，經濟高效，解決了中小企業的自動化設備升級問題。

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