一种自动化上料机的结构设计

谷振忠 郭建生 杨 辉

（陕西黄河集团有限公司，陕西 西安 710043）

一种自动化上料机的结构设计

谷振忠 郭建生 杨 辉

（陕西黄河集团有限公司，陕西 西安 710043）

本文主要介绍了一种为机床上下料服务的自动化上料机，主要阐述了这种设备的基本组织构架和动作原理，为从事专业化设备设计者提供参考。

自动化；上料机；设备

随着科学技术的不断发展与进步，工业自动化生产有了不断提升，从而把人们从繁重复杂劳动中解放出来，提高了人们的生活质量。在自动化生产中往往会看到一些机械手臂代替人在从事着复杂的工作，而本文所介绍的是一种为机床上下料服务的机械手臂，由于这种机械手臂结构简单，成本低，稳定性好，专业化强，所以本文称它为自动化上料机。

1 自动化上料机的结构

1.1 自动化上料机的适用范围

图1 自动上料机

a、适用于大批量生产的轴类零件加工。

b、适用于有自动装夹定位功能的车床、铣床、磨床、高频淬火机床等。

1.2 自动上料机的基本结构

图 2 自动上料机剖切图

如图1和图2所示，自动上料机主要由输料滚道、转载器、机械臂夹爪、气缸、支架和步进电机等功能件所组成。

输料滚道是由一定长度的长方形管料制成，其一端焊接在固定板上；输料滚道下方是转载器，如图1和图2的序号3所示，转载器是一个内部有“∽”形轨道的部件，它可以沿一定方向旋转，将内部的“∽”形轨道变化为“S”形，如图5所示。机械臂夹爪是简化版的机械手臂，它的传动结构如图3所示，它的拉杆和气缸连接，在气缸的作用下拉杆受力，再经凸轮将机械力传递给弹簧夹套，夹套受力变形可达到加持工件的作用。机械臂夹爪可成对也可单独使用，它安装于支架上并由步进电机驱动旋转来完成上料动作。

图 3 机械臂夹爪传动结构图

2 自动上料机的动作原理

从传送带运来的材料首先到达这里，输料轨道利用原材料的自身重力为驱动力，将材料一个一个的送到转载器内“∽”形轨道上，以备“取走”。需上料时，机械臂夹爪逆时针旋转如图4所示，当转到一定位置时，机械臂夹爪会压迫转载器顺时针旋转，转载器在旋转过程中其内部的“∽”形轨道向“S”形转变，如图5所示，在“∽”形轨道上的原材料顺势滚出，并落入机械臂夹爪的“掌心”，夹爪再加紧原材料后顺时针旋转，旋转过程中压迫转载器归位，归位后又有下一个原材料落入转载器中，如图6所示，以备下次取料。这时机械臂夹爪顺时针转到机床的加工中心，以待机床夹具自动夹紧，如图7所示，当机床夹具自动预加紧零件时，机械臂夹爪会“松手”并归位，以待下次上料。

3 自动上料机的控制

自动上料机的电器控制对象为气缸和步进电机，控制气缸的主要电子元器件有：电磁阀、继电器、传感器和逻辑控制器，而步进电机的控制元器件主要为电机驱动单元、传感器件和逻辑控制器。其控制流程图如图8所示：

图4

图5

图6

图7

图8 控制流程图

4 结语

本自动上料机来自于一种需要大批量生产的轴类零件的车削、高频淬火、外圆磨的自动流水线生产工艺中，在实际中应用了两台这样的上料机，就可以完成车、淬火、磨三种工艺的自动化流水线生产作业，为提高生产能力贡献了一定的力量。

TB47

A

1671-0037（2014）09-70-2

谷振忠（1963-），男，本科,工程师，研究方向：非标设备设计和工艺制造。