推書機構的對比

田大烈

（遵義職業技術學院，貴州遵義 563000）

1 推書機構功能

（1）推書工序。根據每捆圖書捆扎數量，單本圖書需要在特定的位置依次堆積到一定數量，推書機構才將其推送到皮帶輸送機上，進入圖書裁剪工序；推書板在完成快速推書動作后，需要下降一定高度或者避開之前運動的軌跡，迅速回到初始位置，不能與正在堆積的圖書發生運動干涉；裝置準備進行下一次推書動作。因而推書機構運動工序：上升—工進—下降—快退。

（2）推書機構可調。在生產線進行技術更新或者提速時候，可能改變圖書推送的距離和節奏，涉及智能控制等領域，必須改變推送機構只能單純匹配現有模式、無法進行柔性生產線的現狀。

（3）推書機構可靠性。隨著人們對噪聲危害的認識，必須盡量降低該工序的噪聲分貝值。圖書印刷工作集中在學校開學前一個多月的時間內，必須在限定時間范圍內保質保量完成印刷任務，這需要減少維修頻次和推送故障的處理時間。

2 推書機構對比

2.1 機械—氣動結合推書機構（圖1、圖2）

該裝置根據需要推送的圖書堆積數量、工進推送距離和前道工序的生產節奏3 個關鍵技術參數調整機構位置：①改變調節座相對于支座高度，通過齒輪傳動調節機構，改變調節座垂直方向的位置，氣缸與調節座底部固定連接，進而控制推書板相對于推書板導軌的高度；②工進推送距離，通過更改連桿連接長度，改變四桿機構運動關系，推書板在水平工進距離將會發生改變；③改變推書動作速度，調節變頻器可以改變步進電機輸出轉速，進而驅動推送板運動頻率改變，采用節流閥靠近氣缸進氣端，改變氣壓的大小，控制導桿上下移動速度，通過推書板相對于導軌的水平運動和導軌的垂直方向的移動模擬出所需的推送位移曲線。

圖1 機械—氣動結合推書機構

圖2 機械—氣動結合雙桿推書機構

利用步進電機驅動單輸入雙出蝸輪蝸桿，2 個曲柄錯位180°，2 個推書動作工序相反，可以緩沖單側推送產生的沖擊，推書的整體效率提升2 倍，不用提高電機輸出轉速、氣桿導桿運動速度，即可滿足生產線繁重的生產節奏。

2.2 凸輪—連桿變形推書機構（圖3）

利用凸輪外廓曲線決定推書控制機構的運動規律，轉向件控制推書板上升、下降運動，連桿機構控制推書板水平運動速度，通過調節各種連接桿的長度模擬出各種運動曲線。

圖3 凸輪—連桿變形推書機構

2.3 氣缸型推書機構模型（圖4）

圖4 氣缸型推書機構模型

氣動技術在生產線上作為執行元件大量使用，該推書機構通過調節閥改變兩個氣缸進氣、出氣的氣壓，模擬出推書板工進—下降—快退—上升循環狀態。

3 總結

通過改變凸輪廓線形狀、調節連桿機構的長度尺寸、利用閉環或者半閉環反饋技術改變電機的輸出轉速，傳統的推書裝置不能匹配生產線技術改造要求及柔性制造的需要，凸輪與從動件由于高副接觸、長期連續運行，輪廓曲線易磨損，推書桿的運動控制精度將降低。采用槽形凸輪進行精準的動作控制，但是槽形凸輪在每個轉動周期內都存在速度及加速度突變峰值，由于驅動轉速高，將產生不小的振動，會帶來噪聲問題，造成機械結構的疲勞或振動，加快對相關零部件的磨損和破壞，降低零部件的使用壽命。

如果氣缸的末端速度控制不能進行緩沖減速的話，易造成氣缸沖擊、抖動等不良現象，造成速度出現波動較大，會降低生產效率與氣缸的壽命及配套系統壽命，因此自適應緩沖能力能夠研判出外部生產線節奏變化，系統自動調節氣缸的緩沖性能。目前市場上的高速氣缸產品主要利用溢流閥式緩沖結構，該機構是針對固定工況，能起到較好的緩沖效果；反之，緩沖效果跟理想需要有很大的出入。因此，所選擇的推書機構盡量將氣缸機構作為輔助運動，比如控制推書板上下運動，而推書工進與快退盡量使用桿件連接，避開凸輪進行控制。