一種自動升降平臺的設計

摘 要：介紹一種注塑件自動升降平臺設計，利用光電開關檢測產品是否到位，控制平臺自動升降，實現產品自動堆放取走，減輕工作量，提高工作效率。

關鍵詞：自動升降平臺;光電開關;漏電保護

1 引言

注塑機出件后，一般將產品直接用手拿出放好，隨著這些年來機器換人進度加快，越來越多的注塑機裝上機械手，下料一般將產品扔在彈性體上人工去拿，要么放在流水線上，但流水線沒有堆放功能。為了實現生產自動化，使注塑料件自動堆放代替人工堆放，故設計此自動升降平臺。該平臺具有自動堆放功能，且比流水線便宜，占地面積少。

2 總體設計

系統開始工作時，將升降平臺升到頂部，位置高度剛好能用機械手將產品放下，當產品輕松掉到平臺時，平臺上檢測到產品，系統自動下降到設定的距離，使產品的上端面與原來一致，繼續放第兩個，周而復始，直到平臺降到底，然后人工移走產品放在一邊或直接包裝，不需要產品一個一個按要求堆放后再重新包裝。

自動升降平臺機械部分由動力機構、傳動機構、導向機構和支撐機構等組成。動力機構由帶剎車的調速減速電機組成，可以實現頻繁的正反轉啟停控制，可以滿足平臺對功率、轉矩、轉速的要求。傳動機構由鏈傳動機構組成，將旋轉運動轉換成上下垂直直線運動，運行平穩、定位準確、效率高，結構簡單。導向機構由鍍鉻光軸和圓法蘭直線軸承組成，實現平臺平穩移動。支撐機構要滿足強度的要求，同時又要使重心盡量下移。

2.1 機械設計

自動升降平臺下部為帶剎車功能的耐磨萬向輪，便于工作臺移動和定位。輪子上部的底板采用10厘米厚的鍍鋅鐵板，使設備的重心下沉，不易傾倒，同時又不易生銹。平臺上部為U形支架，支架由鋁板組成，減輕平臺重量，使設備重心下降。平臺通過電機鏈條帶動升降平臺上下移動，簡單方便。導向機構采用鍍鉻光軸和圓法蘭直線軸承，鍍鉻增加硬度防磨損，圓法蘭直線軸承具有摩擦小，且比較穩定，不隨軸承速度而變化，能獲得靈敏度高、精度高的平穩直線運動。機械結構如圖1。

2.2電氣設計

控制電路

按下開關SA，升降平臺上升，到最高點行程開關SQ1動作，K1斷開，平臺停止。當有產品時，光電開關SQ3動作，時間繼電器KT1、KT2吸合， KT2動作時間大于 KT1動作時間。KT1、KT2時間默認設定為4秒與10秒。KT1時間到，K2閉合，平臺下降。產品下降到位后，光電開關動作，SQ3斷開，KT1斷開，K2斷開，平臺停止下降，使平臺上產品頂部始終控制在設定的高度。如果SQ3損壞不能斷開， KT2動作時間到，B1聲光報警。平臺下降到下極限點時，行程開關SQ2動作，平臺停止下降。控制電路如圖2。

2.3 主要電器的選擇

2.3.1 漏電保護元件

漏電保護元件采用漏電保護器，當設備絕緣損壞或其它原因發生漏電故障時，會對人員有生命危險，漏電保護器及時切斷電源，同時具有過載和短路保護功能，當線路或電動機的過載和短路時，亦可提供保護。在正常情況下也作為緊急停止用。漏電保護器的工作原理是，當線路出現漏電流信號，漏電保護器通過檢測、處理此漏電流信號，當信號達到一定幅度時，執行機構動作，切斷電源。

2.3.2 過載保護

過載保護采用雙金屬片熱保護器，電動機過載時，過載電流使熱繼電器中的雙金屬片彎曲動作，切斷電機的線圈回路。使電動機脫離電源。這樣就保護了用電設備。

2.3.3 電機選擇

電機選擇帶剎車的調速減速電機，在電機的尾部有一個電磁抱剎，電機通電時它也通電吸合，這時它對電機不制動，當電機斷電時它也斷電，抱剎在彈簧的作用下剎住電機。電機的減速箱外殼采用高強度合金壓鑄成型，減速箱外殼與軸承室壓鑄成一體式，并采用高精度自動數控機床整體加工而成，取代了傳動的夾板支柱式，更適應承受大力矩和沖擊負載。增加調速裝置自由方便調節平臺上下行的速度。電機采用調速裝置是為了配合注塑機的出模時間，使平臺下降一個工位的時間剛好小于注塑件出件的間隔。使系統能夠不間斷地完成操作。調速器采用通過單相異步電機內部測速線圈的轉速反饋信號與設定信號進行PI調節，控制由單結晶體管組成的弛張振蕩周期，調節晶閘管控制角，改變電機兩端平均電壓來調節轉速，從而穩定轉速。并且使電機在電壓和負載波動下保持轉速恒定。電機調速器如圖3。

2.3.4 產品檢測傳感器

產品檢測傳感器采用帶反光板的光電接近開關。

帶反光板光電接近開關是利用光照射到被測物體上后向四周漫反射，它的光發射器與光接收器處于同一側位置，且為一體化結構。在工作時，光發射器始終發射檢測光，若接近開關前方一定距離內沒有物體，則沒有光被反射板反射到接收器，接近開關處于常態而不動作;反之，若接近開關的前方一定距離內出現物體，則漫反射回來的光強度會變弱，則接收器接收到漫射光達不到閾值就會使接近開關動作而改變輸出的狀態。

2.3.5 報警顯示

報警裝置采用高分貝的聲光報警器。

3 結束語

本裝置在企業應用后，操作工人只需在塑料件堆滿后拿到指定位置包裝即可，不需要每出一個塑料件就要拿出并堆放。大大降低了操作工人的勞動強度，從而使一個工人可以同時管理3-5臺注塑機。

參考文獻：

[1] 盧浩，王春.自動升降平臺設計研究[J] .機械工程師.

[2] 蘇山，魏華.建筑電氣控制技術[M] .電子工業出版社.

[3] 徐珠勇，張嫣華，黃海波，洪武.單相異步電機恒速調節控制裝置開發[J]. 機電技術.

作者簡介：

徐珠勇（1976年-9月），男，漢族，浙江臺州人，高級工程師，，主要從事電子電氣研究。