柔性自動化生產(chǎn)線工件翻轉裝置的設計

柔性自動化生產(chǎn)線工件翻轉裝置的設計

0自動化翻轉裝置設計的必要性過去，由于生產(chǎn)工藝的滯后和分工的分散，工作完成的產(chǎn)品被分散，導致效率低下、工人強度高、產(chǎn)品不穩(wěn)定、產(chǎn)品成本增加等問題。而采用自動化生產(chǎn)線加工制造機械零件,可以將所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)融合,其中的工件翻轉由自動化翻轉裝置完成,可大幅度減輕工人勞動強度,提高生產(chǎn)效益,改善生產(chǎn)環(huán)境,提高產(chǎn)品質量。工件翻轉裝置是自動化生產(chǎn)線的重要組成部分,其設計的好壞直接影響整個自動化生產(chǎn)線的工作水平,因而對工件翻轉裝置進行合理的設計就顯得極為重要。自動化制造系統(tǒng)的類型很多,不同的制造系統(tǒng),工件翻轉的實現(xiàn)形式也不同,針對少品種、大批量生產(chǎn)的剛性自動線,由于各設備按一定的生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn),工件順序通過各個工作位置,自動完成零件預定的全部加工過程和部分檢驗過程,因而對于工件的翻轉也要求能夠嚴格適應這種節(jié)奏,對此進行了研究。1工件翻轉裝置以濰柴動力股份有限公司W(wǎng)D615柴油機缸蓋自動化生產(chǎn)線為例,由于缸蓋在加工過程中要進行多面加工,因此要求對工件進行翻轉。該生產(chǎn)線設計要求年生產(chǎn)加工柴油機缸蓋30萬件,設計的工件翻轉裝置要能夠實現(xiàn)將工件夾緊,然后將工件翻轉180°。其工作順序如下:執(zhí)行機構下降→夾緊工件→執(zhí)行機構上升→將工件翻轉180°→執(zhí)行機構下降→松開工件→執(zhí)行機構上升,一個循環(huán)完成,循環(huán)周期為20s。為滿足以上要求,工件翻轉裝置擬采用齒輪齒條傳動結合液壓傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)上述工作循環(huán)。2機械結構設計2.1值結構設計根據(jù)零件特點,機械裝置結構布局采用立式。總體結構如圖1所示,執(zhí)行機構1下降到預定位置,由夾緊液壓缸(圖中未畫出)驅動夾緊工件,然后上升到一定位置,翻轉液壓缸(圖中未畫出)工作,即可將工件翻轉。2.2剖視放大圖工件翻轉采用單桿活塞缸和齒輪齒條結構來實現(xiàn)。圖2是圖1執(zhí)行機構1的剖視放大圖。齒輪齒條傳動是一種工業(yè)上應用非常廣泛的機械結構,其中的齒條與翻轉單活塞缸的活塞桿相連(也可加工成一體),活塞桿的直線運動可以通過齒輪齒條傳動轉化為圓周運動,從而實現(xiàn)對工件的翻轉。3原油系統(tǒng)的設計3.1回油節(jié)流閥液壓系統(tǒng)原理圖如圖3所示。三位四通電磁換向閥7、12、14分別控制升降缸9、夾緊缸10與翻轉液壓缸13的運動方向。單向節(jié)流閥8、11用于回油節(jié)流調速。執(zhí)行機構由驅動升降的液壓缸9,驅動夾緊松開的液壓缸10和驅動翻轉的液壓缸13控制。單向節(jié)流閥8還用于平衡位置升降缸及其工作機構的自重,以防下滑。3.2接頭故障的消除液壓系統(tǒng)的工作原理簡述如下:1)按下啟動按鈕,雙聯(lián)泵啟動,電磁鐵YA1得電、三位四通電磁換向閥7左位,此時夾緊裝置下降。2)夾緊裝置下降到預定位置后,碰到行程擋塊,壓下行程開關S2,電磁鐵YA1斷電,同時,電磁鐵YA3得電,三位四通電磁換向閥12工作,實現(xiàn)對工件的夾緊。3)夾緊工件的同時,碰到行程擋塊,壓下行程開關S4,電磁鐵YA3失電,電磁鐵YA2得電,三位四通電磁換向閥7右位,夾緊裝置上升。4)夾緊裝置上升到預定位置,碰到行程擋塊,壓下行程開關S1,電磁鐵YA2失電,三位四通電磁換向閥7中位,同時電磁鐵YA5得電,三位四通電磁換向閥14左位,實現(xiàn)對工件的翻轉。5)翻轉完成同時,碰到行程擋塊,壓下行程開關S6,電磁鐵YA5失電,三位四通電磁換向閥14中位,同時電磁鐵YA1得電,三位四通電磁換向閥7左位,夾緊裝置下降。6)夾緊裝置下降到預定位置后,碰到行程擋塊,壓下行程開關S2,電磁鐵YA1斷電,三位四通電磁換向閥7中位,同時電磁鐵YA4得電,三位四通電磁換向閥12右位,工件被松開。7)工件被松開同時,碰到行程擋塊,壓下行程開關S3,電磁鐵YA3失電,三位四通電磁換向閥12中位,同時電磁鐵YA2得電,三位四通電磁換向閥7右位,夾緊裝置上升。8)夾緊裝置上升到預定位置,碰到行程擋塊,壓下行程開關S1,電磁鐵YA2失電,三位四通電磁換向閥7中位,同時電磁鐵YA6得電,三位四通電磁換向閥14右位,夾緊缸活塞桿回位,當碰到行程開關S5時,一個循環(huán)完成。4表面織構的應用設計的該工件翻轉裝置經(jīng)在濰柴動力股份有限公司W(wǎng)D615柴油機缸蓋自動化生產(chǎn)線應用,達到了預期的設計要求。利用齒輪齒條傳動結合液壓傳動系統(tǒng),并與可編程控制器和計算機控制相結合,很好地實現(xiàn)了工件的翻轉。使用兩年來,加工缸