3MZ1310內圓磨床上料系統中工件定位裝置的改進

魏鑾

(1.河南科技大學，河南 洛陽 471003；2.洛陽軸研科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

1 前言

內圓磨床用于圓柱形、圓錐形或其他環形零件的內徑面磨削，適合于大批量全自動化生產[1]。不同型號內圓磨床所采用的上、下料方式各有不同，3MZ1310內圓磨床的上、下料機構如圖1所示。其利用雙臂機械手上、下料，工件從磨床的上料道滾落下來后，由固定在機械手底板上位于上料道出料口對應下方的擋料塊將工件托放定位在機械手上料工位，上料用的長臂機械手抓料后沿圓弧運動軌跡將工件送至加工位置，加工完畢后，再通過下料用的短臂機械手將加工完成后的工件送至下料道。

2 原定位裝置

3MZ1310內圓磨床原工件定位裝置為單獨的擋料塊，結構如圖2所示，包括擋料部分和用于與機械手底板相連接的安裝部分，在安裝部分設置有安裝孔。為了便于加工各種型號的工件，要求內圓磨床上料系統中擋料塊的位置上下可調，所以安裝孔設計為沿擋料塊調整方向延伸的導向長孔，擋料塊通過穿過導向長孔的螺栓固定在機械手底板上，當需要調整擋料塊的位置時，旋松螺栓，將擋料塊調整到要求位置，再旋緊螺栓，完成對擋料塊的位置固定。

1—機械手上料工位；2—上料道；3—擋料塊；4—上料用長臂機械手；5—機械手下料工位；6—下料用短臂機械手；7—工件加工位置；8—短臂機械手運動軌跡；9—長臂機械手運動軌跡；10—機械手底板

圖2 原擋料塊結構示意圖

但在實際生產中上料環節存在如下問題：工件從上料道滾落到擋料塊上時，擋料塊受到工件向下的瞬時壓力，工件質量較大時，擋料塊的位置可能沿導向長孔延伸方向向下竄動，造成工件定位不準，導致工件的上料工位與機械手的上料工位不一致，機械手不易抓取工件或抓取后與工件的接觸點產生偏移，損壞工件，且使工件到達(上料)的加工位置出現偏差，導致廢品率升高。

3 改進后定位裝置

3.1 定位裝置的結構

改進后的工件定位裝置如圖3所示。下擋料塊由擋料部分和安裝部分組成，安裝部分上設置有用于調整定位裝置對應工位的導向長孔(與原設計相同)；擋料底板上開有6個導向滑孔(圖4)，底部螺紋孔內安裝頂絲，上部臺階孔內安裝有導向柱，導向柱在下擋料塊內的導向孔內浮動，上位靠臺階孔限位，頂絲和導向柱之間裝有彈簧。導向柱的頂端裝配有浮動擋料板，導向柱和浮動擋料板之間通過螺釘連接在一起，浮動擋料板用于承接、托放從上料道中滾落下來的工件，彈簧和導向柱在浮動擋料板和下擋料塊之間形成用于緩沖工件沖擊力的彈性裝置，在彈性裝置作用下浮動擋料板與下擋料塊之間留有浮動間隙，浮動間隙的大小與頂絲的旋緊程度和彈簧的剛度有關。

1—下擋料塊；2—頂絲；3—彈簧；4—導向柱；5—螺釘；6—浮動擋料板；7—擋塊；8—連接螺釘；9—工件

圖4 改進后的下擋料塊結構示意圖

在浮動擋料板(圖5)上端面遠離機械手底板的邊沿處設置有擋塊，用連接螺釘固定在浮動擋料板上，浮動擋料板的上端面是擋塊向機械手底板延伸的下坡面，因此，當工件落在浮動擋料板上時，自動滾向機械手底板，保證了擋料效果和工件向機械手底板方向的有效定位。

圖5 浮動擋料板的結構示意圖

3.2 工作過程

內圓磨床工作時，工件從上料道中滾落砸在浮動擋料板上，浮動擋料板在工件的瞬時壓力作用下連同導向柱一體向下移動，此時彈簧受壓縮，并做往復運動直至穩定，浮動擋料板承托工件也上下浮動，最終停留在合適的位置。通過調整彈簧的剛度和頂絲的旋入量使停留位置與工件的上料工位相同，當工件穩定在定位裝置上時，工件的上料工位與機械手的上料工位一致，長臂機械手抓取工件沿弧線將工件送至加工位置，內圓磨床開始對工件加工。

4 結束語

改進后的工件定位裝置采用導向柱作為導向機構，其結構簡單，安裝方便、快捷，便于維護保養；采用的彈性裝置緩沖了工件運動的慣性和瞬時壓力，有效防止了下擋料塊沿導向長孔的竄動。改進后的定位裝置已在生產應用中得到驗證，有效降低了廢品率，延長了機械臂的使用壽命，提高了生產效率。