趙明俠 杲春芳

電機(jī)殼端子自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

趙明俠 杲春芳

(寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 寶雞721013)

針對(duì)電機(jī)殼體和接線(xiàn)端子的焊接問(wèn)題，對(duì)接線(xiàn)端子的上料生產(chǎn)工序設(shè)計(jì)了自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)，主要由搓料機(jī)構(gòu)、推料機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)組件及花鍵軸組件構(gòu)成。其中，搓料機(jī)構(gòu)采用直振料道對(duì)接線(xiàn)端子進(jìn)行輸送，經(jīng)過(guò)分選板后對(duì)物料完成分選;推料機(jī)構(gòu)的氣缸帶著推塊往前運(yùn)動(dòng)，將接線(xiàn)端子推到下一機(jī)構(gòu);通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及花鍵軸組件對(duì)接線(xiàn)端子的水平位置和角度位置進(jìn)行定位，滿(mǎn)足焊接的位置要求。

接線(xiàn)端子 上料機(jī)構(gòu) 分選 定位

0 序 言

電機(jī)接線(xiàn)端子一般采用焊接的方式與電機(jī)殼體連接起來(lái)，采用電阻焊、超聲波焊接及激光焊等方式均可以達(dá)到要求。其中，激光焊具有熱影響范圍小、與工件非機(jī)械接觸、焊接過(guò)程穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在電機(jī)端子焊接領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用［1－6］。隨著生產(chǎn)需求的提高，對(duì)焊接生產(chǎn)效率及質(zhì)量的要求越來(lái)越高，通常情況下，對(duì)一些細(xì)小零件的加工、組裝和測(cè)試時(shí)，完成一件產(chǎn)品所需的時(shí)間，80%以上都用在了產(chǎn)品的上料和裝夾上面。其中，上料消耗的時(shí)間又遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于夾緊所需的時(shí)間，人工上下料操作已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求，故設(shè)計(jì)一款可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料(小型片料)的機(jī)構(gòu)十分有必要［7－10］。

自動(dòng)化上料機(jī)構(gòu)是將散亂的工件，經(jīng)過(guò)定向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)定向排序，然后按照順序把單個(gè)工件推送到工作位置去。自動(dòng)化上料機(jī)構(gòu)綜合了機(jī)械學(xué)、計(jì)算機(jī)信息學(xué)、控制論、傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科。采用這種機(jī)構(gòu)替代人工操作，可以避免人工操作的隨意性，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本［11－13］。

文中針對(duì)電機(jī)殼體和接線(xiàn)端子的焊接，設(shè)計(jì)了整套自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)，替代人工操作，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高生產(chǎn)效率。

1 焊接產(chǎn)品及上料機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)

1．1 焊接產(chǎn)品特點(diǎn)

待焊產(chǎn)品為直流電機(jī)殼體和接線(xiàn)端子。殼體材質(zhì)為20號(hào)鋼，表面鍍Cr，最大外形尺寸φ42．4 mm×82 mm，殼體為薄壁零件，壁厚1．5 mm;接線(xiàn)端子材質(zhì)為不銹鋼SUS304，尺寸為20 mm ×7 mm ×0．8 mm，將二者焊接在一起，焊接產(chǎn)品如圖1所示。由于接線(xiàn)端子體積較小，焊接時(shí)其上料方式與效率成為制約實(shí)際生產(chǎn)效率的主要因素。

圖1 焊接產(chǎn)品圖

1．2 上料部分總體設(shè)計(jì)

電機(jī)殼體積較大，可以采用人工上料的方式即可實(shí)現(xiàn)快速上料。提升成品生產(chǎn)效率關(guān)鍵在于提高接線(xiàn)端子的上料速度。文中設(shè)計(jì)了專(zhuān)用全自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)。上料機(jī)構(gòu)主要由搓料組件、推料機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)組件和花鍵軸組件構(gòu)成，設(shè)備整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 設(shè)備總體視圖

2 上料結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

2．1 搓料組件設(shè)計(jì)

接線(xiàn)端子經(jīng)過(guò)振動(dòng)盤(pán)的分選和排列被送入到直振料道內(nèi)，直振料道可使產(chǎn)品不斷的往前移動(dòng)，此部分屬于接線(xiàn)端子的震動(dòng)形式的自動(dòng)上料。震動(dòng)上料為現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備中常用的一種自動(dòng)上料方式，以其低廉的價(jià)格、較高的效率得到越來(lái)越多廣泛的應(yīng)用。

通常情況下，經(jīng)過(guò)直振送來(lái)的產(chǎn)品不能被直接使用，因?yàn)橹闭窳系纼?nèi)充滿(mǎn)了產(chǎn)品，且彼此之間由于直振(直線(xiàn)送料器)的運(yùn)動(dòng)而使每?jī)蓚€(gè)產(chǎn)品之間存在彼此擠壓的現(xiàn)象，故需要經(jīng)過(guò)二次篩選以后才能更好地被送入到其他工位以完成其他的工序。

如圖3a所示，接線(xiàn)端子經(jīng)由直振料道(直振料道固定在直振上)被一直往外輸送，當(dāng)最外面的一個(gè)接線(xiàn)端子穿過(guò)分選板后被擋板擋住，其中分選板結(jié)構(gòu)如圖3b所示，其開(kāi)槽部分(此部分為仿形結(jié)構(gòu)，可將接線(xiàn)端子卡在里面)長(zhǎng)度與接線(xiàn)端子長(zhǎng)度完全相等，此后在線(xiàn)性滑軌導(dǎo)向作用下氣缸帶著分選板和一個(gè)接線(xiàn)端子一起往前運(yùn)動(dòng)。

圖3 搓料部分總體視圖

2．2 推料組件設(shè)計(jì)

圖4 推料部分總體視圖

如圖4所示，分選板內(nèi)的接線(xiàn)端子被氣缸帶到另一位置后，推料組件開(kāi)始將分選板內(nèi)的接線(xiàn)端子分離出來(lái)，在圖4a中，此時(shí)推料氣缸開(kāi)始帶著推塊往前運(yùn)動(dòng)從而將接線(xiàn)端子推走，其中接線(xiàn)端子將被推到另一機(jī)構(gòu)內(nèi)，如圖4b所示。推料組件整體放大圖如圖4c所示，分選板細(xì)節(jié)如圖4d所示，接線(xiàn)端子下方全部鏤空，為推塊避位。

2．3 翻轉(zhuǎn)組件/花鍵軸組件設(shè)計(jì)

接線(xiàn)端子經(jīng)由搓料和推料兩步工序后被完全分離來(lái)，此時(shí)被推入到翻轉(zhuǎn)組件內(nèi)的翻轉(zhuǎn)塊內(nèi)，如圖5a所示。當(dāng)接線(xiàn)端子被推料組件推入到翻轉(zhuǎn)塊內(nèi)以后，氣缸開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，可將翻轉(zhuǎn)塊內(nèi)的物料移動(dòng)至不同位置以匹配焊接需求，其中翻轉(zhuǎn)塊卡在托架中間，托架固定在線(xiàn)性滑軌上，托架和氣缸活塞桿通過(guò)浮動(dòng)接頭連接，翻轉(zhuǎn)塊內(nèi)有花鍵軸組件的螺母，花鍵軸一端連接有一擺動(dòng)氣缸，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)接線(xiàn)端子的水平位置和角度位置的雙重搬運(yùn)，可根據(jù)焊接需求選擇合適的行程，擺缸可通過(guò)限位器限制其擺動(dòng)角度，花鍵軸如圖5b所示。

圖5 翻轉(zhuǎn)組件/花鍵軸組件總體視圖

3 結(jié) 論

(1)接線(xiàn)端子采用震動(dòng)形式進(jìn)行自動(dòng)上料，經(jīng)過(guò)振動(dòng)盤(pán)的分選和排列被送入到直振料道內(nèi)，將產(chǎn)品不斷的往前移動(dòng)，經(jīng)過(guò)分選板后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分選。

(2)翻轉(zhuǎn)塊內(nèi)的花鍵軸組件一端連接擺動(dòng)氣缸，實(shí)現(xiàn)對(duì)接線(xiàn)端子的水平位置和角度位置的雙重搬運(yùn)。

(3)該上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本較低，可以替代人工操作，為提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量提供了保障。

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TG454

2016－12－27

陜西省教育科學(xué)十三五規(guī)劃2016年度課題(SGH16V006)

趙明俠，1982出生，碩士，講師。主要研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。