一種新型組合機床輸送裝置

楊 蓮，楊書根，崔海斌, 戴啟峰, 張圣娟 ,丁 玲

(江蘇高精機電裝備有限公司 技術開發中心，江蘇 鹽城 224053)

一種新型組合機床輸送裝置

楊 蓮，楊書根，崔海斌, 戴啟峰, 張圣娟 ,丁 玲

(江蘇高精機電裝備有限公司 技術開發中心，江蘇 鹽城 224053)

論文介紹了一種新型組合機床自動線輸送裝置，該裝置在輸送工件時可實現多件平行同時輸送，顯著提高了生產效率。該輸送裝置是從上方送料，用擋料氣缸對工件加以限位，工件加工后的廢料不會堆積在輸送裝置上，保證了自動線的連續運行，效果良好。

組合機床；自動線；新型輸送裝置

0 引言

目前，一般組合機床自動線按加工零件的輸送方式分為直接輸送和間接輸送兩大類。直接輸送是指一組工件由輸送帶直接帶動，各工件同時輸送到其相應的工位。輸送基面為工件上的某一表面，其可分為彈簧式棘爪式輸送、抬起式步閥式輸送、擺桿式輸送和現在流行的架空式機械手輸送(俗稱桁架輸送)；而間接輸送是因為工件沒有合適的輸送和定位基面，或為防止已精加工的基面在輸送過程中被擦傷和有壓痕，是將工件事先裝在隨行夾具上，故也稱隨行夾具自動線。

圖1 棘爪輸送

圖1為常用的直接輸送的彈簧式棘爪輸送結構，該輸送裝置正常情況下送料裝置放置在工件下方，且只能單件一次平行送入加工工位，由于缺少對工件的定位機構，在輸送過程中工件在其慣性作用下產生位移，不能保證工件運送終了準確位置，同時這種輸送帶由于放在工件的下方，在加工過程中有切屑的掉入，這種輸送裝置偶爾有彈性棘爪卡死的現象。

新型組合機床自動線輸送裝置從工件的上方送料，用擋料氣缸對工件加以限位，可保證加工后的廢料不會堆積在輸送裝置上同，保證輸送裝置的連續運行，同時可滿足多件工件同時輸送，提高了生產效率。

1 問題的提出

圖2為某缸蓋的加工工序圖，材料為HT200，要求加工該缸蓋的兩側面，加工節拍為50秒/件。同時滿足旁置式自動上下料。工件以底面(精加工面)及兩銷孔φ12和φ10定位，以φ43孔初限位。

圖2 加工工序圖

2 解決方案

(1) 銑刀盤直徑的選擇

根據銑刀盤的選擇原則:面銑刀直徑D應按銑削工件表面的寬度B來確定。

D=(1.1∽1.6)B

(1)

圖中工件表面寬度為125

D=(1.1∽1.6)*125=137.5∽200

標準銑刀盤的直徑采用公比為1.25和標準系列，即為50、63、80、100、125、160、200……故取銑刀盤直徑為160mm，銑刀齒數z=9

式中D為銑刀盤直徑，B為工件寬度，Z為銑刀齒數。

(2) 切削用量的選擇

普通硬質合金銑刀盤加工鑄件的銑削用量(線速度V)為80—130m/min。考慮到現代刀具性能的提高及涂層的運用，綜合各刀具公司推薦的線速度為125—250m/min，我們取V=160 m/min；銑刀盤的每齒進給量(Sz)為0.05—0.2mm/Z,取Sz=0.12mm/Z

V=πDn/1000

(2)

n=1000V/πD=1000*160/(3.14*160)=320r/min

S=nSzZ

(3)

S=320*0.12*9=346mm/min

式中V為刀具線速度，D為銑刀盤直徑，n為銑刀盤轉速，Sz為每齒進給量，Z為銑刀盤齒數，S為工作臺進給速度。

(3) 生產率計算

圖三為該工件單件輸送的加工示意圖：根據設計參數：工作臺快進速度10000mm/min,快進距離600mm；自動線輸送速度5000mm/min,節距800mm

圖3 單一工件的加工示意圖

(4)

T輔=T上料+T工作臺快進+T工作臺快退

=800/5000+600/10000+820/10000=0.30min=18s

(5)

T總=T機+T輔=38+18=56S

(6)

式中T機為機加工時間，T輔為輔助時間,T上料為上料時間,T工作臺快進為工作臺快進時間，T工作臺快退為工作臺快退時間,T總為加工節拍時間,S工為工進距離，S為工作臺進給速度。

以上機床用輔助時間還未考慮工作臺和輸送油缸的加速度，這時機床加工的節拍已經超出自動線所要求的節拍，故機床方案要更改,改為多件輸送。

圖4 兩件工件的加工示意圖

圖4為兩件輸送的加工示意圖：

T機=S工/S=437/346=1.263min=76s

T輔=T上料+T工作臺快進+T工作臺快退

=800/5000+700/10000+1137/10000=0.34min=21s

T總=T機+T輔=76+21=97S<2*50S=100s

通過以上對加工工藝的分析，該工件的加工需兩件同時加工才能滿足使用廠家自動線對節拍的要求。

(4) 結構方案

通過以上的分析，該自動線加工兩側面為滿足生產率的要求，需兩件缸蓋同時加工，這就要求自動線的輸送裝置必須保證兩工件同時輸送。由于加工兩側面的機床為旁置式輸送，故自動線的輸送與銑削工作臺為垂直布置。

若用直接輸送。①用兩道彈簧式棘爪式輸送結構,但由于彈簧式棘爪式輸送結構正常用于通過式而不是旁置式；②用擺桿式輸送，由于是兩道輸送結構，但由于工作臺移動過程中，擺桿讓不開工件。故輸送裝置不能布置在工件的下面及側面，因此設計了如圖5的輸送裝置。該輸送是將輸送機構放置在機床的上部，具體原理在下面論述。

圖5為設計的輸送裝置結構示意圖。

1.支承機構 2.輸送機構 3.聯接支架 4.導軌

(5) 方案組成與工作原理

該輸送裝置組成:支承機構1安裝在托料機構8上，輸送機構2安裝在支承機構1頂部，導軌4將滑板5聯接在支承機構1底部，用聯接支架3將輸送機構2與滑板5聯接，抓料機構a6、抓料機構b7分別安裝在滑板5下部相應位置。

具體工作原理：上料時,上料區和加工區的抓料機構a6、抓料機構b7伸出——輸送機構2通過聯接支架3將驅動滑板5在導軌4上運動，在滑板5的帶動下，同時帶動工件同步在托料機構8上移動到設定工位(上料區的工件到加工區，加工區的工件到下料區)。

此輸送裝置同時輸送兩個工件，若同時輸送三個，只需滑板5加寬，增加兩個抓料機構即可實現。該裝置已獲國家專利。

3 結論

在工件外形尺寸誤差不大的情況下，將輸送機構置于機床的上方，使用此輸送裝置提高了效率，節省了空間，鐵屑落不到輸送裝置上，保證了輸送裝置的穩定性，加工面不因輸送裝置上沾有鐵屑面損壞加工面，同時鐵屑直接落在排屑區，便于清掃，受到了使用單位的好評。

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(編輯 趙蓉)

A new Delivery Device for Modular Machine

YANG Lian,YANG Shu-gen,CUI Hai-bin,DAI Qi-feng,ZHANG Sheng-juan ,DING Ling

(Jiangsu Gaojing Mechanical & Electrical Equipment Co., Ltd., Yancheng Jiangsu 224053,China)

In most of cases,Modular Machine Tool and Its Automation Line using direct and indirect transportation methods transport the workpiece. This thesis introduces a new delivery device,The device can resolve multiple pieces parallel transport, improve producing efficiency notably,and reduce production cost. The delivery device is feeding from above, with block cylinder on the workpiece to be limiting, waste is not processed workpiece stacking on the conveying device, ensuring the continuous operation.

automatic line; modular machine; new delivery device

1001-2265(2014)04-0137-02

10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.04.038

2013-12-25；

2014-02-26

楊蓮(1971—),女，江蘇鹽城人,江蘇高精機電裝備有限公司技術開發中心工程師，研究方向為機床設計與工藝裝備，(E-mail) y-lian@sohu.com ；通訊作者：楊書根(1969—),男,江蘇鹽城人, 江蘇高精機電裝備有限公司技術開發中心高級工程師 ,研究方向為機床設計與工藝裝備,(E-mail) ysg8411534@sina.com。

文獻標識碼：A