淺析基于氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

羅燦成

摘要：我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平逐步提升，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的性能提出了更高要求，只有提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，才能夠滿足社會(huì)發(fā)展需求。在自動(dòng)化分選生產(chǎn)線中，對(duì)于分選裝置的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，是保障切削排除和工件輸送等工作順利進(jìn)行的重要裝置。由于其自動(dòng)化程度較高，在篩選與分離產(chǎn)品中具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此受到人們的普遍歡迎，尤其是氣動(dòng)吸盤(pán)的運(yùn)用，極大降低了人力工作強(qiáng)度。文中將通過(guò)分析分選裝置的材料選擇，探索基于氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為設(shè)計(jì)人員提供參考與建議。

關(guān)鍵詞：氣動(dòng)吸盤(pán);分選裝置;機(jī)械結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH122

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487（2019）01-0073-03

0引言

氣壓系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)，是分選裝置的主要組成部分，其自動(dòng)化程度較高，對(duì)于提升流水線工作效率起到了關(guān)鍵作用。尤其是隨著機(jī)械工業(yè)發(fā)展速度的加快，單純依靠人工勞動(dòng)力不能滿足社會(huì)發(fā)展需求，自動(dòng)分選裝置的使用已成為不可阻擋的趨勢(shì)。這不僅能夠降低人員工作壓力，而且極大提升了機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)效率，是降低企業(yè)成本、提升經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵點(diǎn)。與此同時(shí)，分選裝置的抗干擾能力較強(qiáng)，能夠適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需求，其連續(xù)工作的特點(diǎn)是增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的重要因素。在自動(dòng)分揀工作中，氣動(dòng)吸盤(pán)的作用不可忽視，這也是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)工作。桌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、小球送料裝置設(shè)計(jì)、軌道傳輸與檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)、材質(zhì)分選裝置設(shè)計(jì)等，是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。

1分選裝置的材料選擇

對(duì)于技術(shù)性因素和經(jīng)濟(jì)性因素進(jìn)行綜合考量，分選裝置結(jié)構(gòu)的搭建材料可以選擇工業(yè)鋁型材。首先，鋁型材具有較強(qiáng)的質(zhì)量和豐富的型號(hào)，在搭建中便于材料的堆放，同時(shí)可以保障接機(jī)械結(jié)構(gòu)的美觀性。其次，實(shí)驗(yàn)室刀具和機(jī)器等在進(jìn)行切割、鉆孔和加工時(shí)，鋁型材能夠滿足其基本要求。再其次，在搭建工作中需要機(jī)械結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)的承載力，而鋁型材的硬度能夠滿足承載需求。最后，鋁型材具有統(tǒng)一的規(guī)格，在零件的拆卸與安裝中，T型槽的存在也極大地提升了搭建效率。鋁型材的特性符合氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，在實(shí)際搭建工作中對(duì)鋁型材進(jìn)行切割時(shí)，應(yīng)該控制300mm倍數(shù)，有利于提升材料的利用率，并且有效滿足材料與元器件、材料與材料的配合要求。

2基于氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)桌體結(jié)構(gòu)

1200mm×600mm×615mm是氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置桌體的設(shè)計(jì)規(guī)格，其中615mm包括了桌面面板厚度，其設(shè)計(jì)三維圖如圖1所示。將支撐架設(shè)置于桌體周圍，能夠有效增強(qiáng)桌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。60mm×30mm6T型槽鋁型材的使用，能夠有效解決30mm×30mm鋁型材承載力不足的問(wèn)題，使得對(duì)整個(gè)桌面的支撐更加穩(wěn)定。將支撐架設(shè)置于桌腿四周，此時(shí)可以選擇30mm×30mm鋁型材，為了提升支撐強(qiáng)度且保障桌體的均勻受力，在連接支撐件和桌腿時(shí)控制角度為90°。對(duì)于桌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定其穩(wěn)定性滿足生產(chǎn)需求。與此同時(shí)，上述設(shè)計(jì)方式還能夠節(jié)約材料，降低企業(yè)成本投入。

在設(shè)計(jì)氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置的桌面時(shí)，60mm×15mm×600mm鋁型材數(shù)量選擇20塊，為了牢固連接M6螺母與內(nèi)六角螺栓，需要將沉孔鉆于鋁型材上板。在鉆沉孔時(shí)，中間18塊鋁型材兩側(cè)沉孔數(shù)量為1個(gè)，桌體鋁型材兩側(cè)沉孔數(shù)量為2個(gè)，并且控制沉孔下端直徑和上端直徑分別為7mm和10mm，能夠促進(jìn)連接穩(wěn)定性的提升。連接桌腿和兩側(cè)板、上支撐架和中間18塊鋁型材，在組合連接時(shí)采用M6螺母與內(nèi)六角螺栓保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性[1]。內(nèi)六角螺栓的使用，能夠有效解決搭建過(guò)程中十字形螺栓擰緊引發(fā)的磨損問(wèn)題，保障了螺母和螺栓能夠緊密配合，使得整體結(jié)構(gòu)承載力上升。

2.2設(shè)計(jì)小球送料裝置

小球送料裝置也是氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，其中包括了儲(chǔ)物架和推送裝置。在滑入鋁型材時(shí)需要通過(guò)T型槽，為了對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行有效定位，一邊設(shè)置為不可調(diào)節(jié)的形式;而為了能夠?qū)Π迮c板之間的距離進(jìn)行合理控制，另一邊則設(shè)置為可調(diào)節(jié)的形式。為了對(duì)裝置進(jìn)行固定，將螺母旋入板材與板材之間對(duì)于平面進(jìn)行支撐[2]。C形鐵片在儲(chǔ)物架下部位置進(jìn)行傾斜放置，這樣儲(chǔ)物架中有小球放入后無(wú)法向軌道自動(dòng)滾落。將氣缸設(shè)置于儲(chǔ)物架后方，對(duì)于小球的推送則靠氣缸運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。推片前端設(shè)置于氣缸前方，并控制傾斜角度為45°，這樣小球不會(huì)由于氣缸的回縮而發(fā)生下滑現(xiàn)象。應(yīng)用可編程邏輯控制器對(duì)裝置進(jìn)行控制，電磁閥的得失電過(guò)程則由氣缸中磁性開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)進(jìn)行控制。

2.3設(shè)計(jì)軌道傳輸及檢測(cè)裝置

電感式接近開(kāi)關(guān)，是檢測(cè)小球的主要裝置，將感應(yīng)器設(shè)置于軌道的轉(zhuǎn)彎位置，在L形支架中安裝電感式接近開(kāi)關(guān)，并用螺母進(jìn)行固定，鋁型材規(guī)格選擇30mm×30mm。在氣缸作用下，小球會(huì)從軌道滑落到裝置的下部，為了能夠保障小球滑落位置是第一級(jí)軌道右下角，應(yīng)該在設(shè)置第一級(jí)軌道最下方底板時(shí)使其保持向下傾斜，與此同時(shí)確保另一側(cè)同樣的傾斜角度。在最外側(cè)位置設(shè)置電感式接近開(kāi)關(guān)，這樣質(zhì)地檢測(cè)工作就能夠通過(guò)檢測(cè)裝置與小球的接觸實(shí)現(xiàn)。

2.4設(shè)計(jì)材質(zhì)分選裝置

材質(zhì)分選裝置按小球質(zhì)地的不同，可以分為金屬和非金屬兩種類型。其中，金屬小球分選裝置中包含兩個(gè)氣缸，裝置可以進(jìn)行前后上下移動(dòng)，連接氣缸吸盤(pán)與氣缸桿，能夠有效發(fā)揮其吸取移放功能。非金屬小球分選裝置中，非金屬小球由氣缸直接推送。推板的設(shè)置有利于小球的滾落，為此可以在MD氣缸中設(shè)置L形推板，通過(guò)孔洞實(shí)現(xiàn)氣缸、吸盤(pán)與L形固定支架的連接。60mm×15mm×60mm鋁型材作為推送非金屬小球的機(jī)械裝置材料，數(shù)量為3個(gè)，在連接時(shí)利用90°連接支架[3]。將氣缸設(shè)置于中間鋁型材中，為了確保實(shí)驗(yàn)桌中整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，此過(guò)程也需要利用90°連接件進(jìn)行固定。對(duì)于金屬小球的轉(zhuǎn)移存放，可以通過(guò)氣動(dòng)吸盤(pán)實(shí)現(xiàn)。確保氣動(dòng)吸盤(pán)可以靈活移動(dòng)，電感式接近開(kāi)關(guān)會(huì)在檢測(cè)到金屬小球時(shí)發(fā)出信號(hào)，此時(shí)三桿大行程氣缸向前運(yùn)動(dòng)，吸盤(pán)處于金屬小球上部位置。在單桿氣缸運(yùn)行后，氣動(dòng)吸盤(pán)與金屬小球接近。在金屬小球的轉(zhuǎn)移過(guò)程中，還需要利用真空發(fā)生器的吸起和氣缸的回縮作用。電磁閥線圈的得失電狀況，則由磁性開(kāi)關(guān)控制。

3結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)鋁型材是氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建時(shí)的合適材料，對(duì)于不同材質(zhì)小球的分選，則依靠氣動(dòng)吸盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不同機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)該嚴(yán)格控制材料的規(guī)格與質(zhì)量，滿足分選裝置的生產(chǎn)需求。按照實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化，以提升工業(yè)生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1]李蕓，唐健.基于氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置的氣動(dòng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（24）：164-165.

[2]李蕓.基于氣動(dòng)吸盤(pán)分選裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018（11）：32-33.

[3]李蕓，唐健.小球分選裝置的機(jī)械方案設(shè)計(jì)[J].機(jī)電信息，2018（30）：144-145.