圓木片定位打孔自動裝置的設計

潘芳偉 陳晨濤 劉超等

摘 要：圓木片安全精確定位打孔全自動裝置采用三爪機構定位實現圓木片的定位，解決傳統工藝中，采用基準靠方定位存在的缺陷，在打中心孔時大多數都采用基準靠方的方式進行定位打孔。自動裝置采用PLC為控制器，通過PLC控制渦輪圓盤式振動盤、氣泵、活塞等執行機構實現自動精確打孔和上料及下料。整個生產過程無需人工參與，保證了人身安全。

關鍵詞：PLC;圓木片定位;自動打孔

1 引言

麗水市云和縣被稱為“中國木制玩具城”。木制玩具是麗水市的一大特色產業，也是云和縣的傳統支柱產業。圓木片定位打孔是木質玩具中一道較為普遍和基礎的加工工序。傳統的加工過程主要以人工的方式進行定位和打孔。操作時間長，加工誤差大，并伴隨著的較大的安全隱患。本文采用三爪機構定位實現圓形木片的固定，整個自動裝置采用PLC控制，利用渦輪圓盤式振動盤、氣泵等之間的相互配合實現圓形木片的自動上料、下料、定位打孔。

2 圓木片定位打孔裝置

麗水市的木制品加工企業大多以中小企業為主，圓木片的加工流程大多采用人工定位打孔的方式，在打中心孔時大多數都采用基準靠方的方式進行定位打孔。由于木質品自身的特點，每一個毛坯的含水量和縮水程度均不同。如果在打中心孔的時候采用基準靠方的方式進行定位，只能完成標準件的中心精確打孔，而大部分實際加工的毛坯外徑往往存在著一定的偏差，這種情況下，如再采用基準靠方的方式進行打孔，其打出的中心孔將存在很大偏差。傳統工藝中，打孔工具用的是臺鉆，每次加工用都必需人工參與，勞動強度大。

本項目采用如圖2所示的三爪定位機構來實現圓木片的定位。物料首先利用振動盤完成物料的排列。振動盤通過振動使物料能夠整齊工整的進入傳送臺，傳送臺設置成一定的坡度，且表面光滑，物料利用重力就能夠自動滑落到送料口。送料口設置一推桿，通過控制推桿，將物料推送入加工工作臺上。物料進去加工工作臺后，三爪定位機構進行加緊，物料加工站上方的壓料板壓緊。接著，主軸電機控制打孔電機進行打孔。打孔完畢后，吹氣孔吹氣，將物料送出加工工作臺。加工工作臺上面設置一壓料板，壓料板不僅能將物料進行二次加緊，還能防止加工過程中的木屑飛濺，一定程度上保證了操作人員的安全。整個控制系統采用臺達的PLC，觸摸屏選用步科的觸摸屏。如圖3所示，通過觸摸屏不僅能夠對圓木片定位打孔設備的工作狀態進行實時監控，記錄故障等相關數據，還能夠根據加工對象的不同，設置進刀、退刀等參數。使整個設備的操作更加簡單、直觀，大大降低了對操作人員的要求。

3 小結

原加工方式是人工打孔，采用人工手搖機械三爪的方式進行打孔，平均每次加工需要在8秒左右。臺鉆加工轉速在4000r/min左右，打出來的孔存在破邊起毛的現象。人工操作，不同的操作人員加工速度和效果也是不同的，屬于不可控因素。而且人工會直接接觸鉆頭，有很大受傷風險。原工藝中打孔工具選用的是臺鉆，全程都需要人工參與，勞動強度大，安全系數低，且成品質量差。

圓木片定位打孔自動裝置采用三爪機構實現圓木片的定位，采用渦輪圓盤式振動盤實現自動上料，整個系統采用PLC實現控制。整個設備采用合全自動方式，人工只需在設備沒料的時候，加上生產物料就可以。無需參與生產，保證人身安全。每個物料加工時間在3.5秒左右。打孔采用高速主軸電機，轉速最高可達24000r/min保證每個孔光滑整齊。進刀采用步進電機加絲桿機構，保證每次進刀速度一致，加工效果一致。加工誤差在0.2mm以內。

參考文獻：

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[3]楊衛，張志耀，王海珍.生瓷帶打孔機在線檢測技術研究[J]. 電子工藝技術，2016（02）.

項目支持：本文系2018年浙江省大學生科技創新活動計劃暨新苗人才計劃項目編號2018R480001研究成果。

作者簡介：潘芳偉（1982-），女，浙江麗水人，碩士研究生，副教授，研究方向：電氣控制技術。