数控转塔冲床上料系统总体结构设计

数控转塔 冲床上料系统总体结构设 计
刘海燕… 戴
（ ［ １ 】 山 东协和 学 院
鹏１ ０ ７ ；
２ ６ ２ ２ ３ ３ ）
［ ２ ］ 福 田雷沃 国 际重工股份 有 限公 司 山东 ・ 潍坊
摘 要
伴随着大规模 、 定制化生产装备技术 的不断发展， 在板料冲压加工领域使用 自动化送料机构 的企业越来越
多。 在整个 自动化生产 线开始位置的拆垛上料机 ， 是板料 的自动化送料机构 中， 功 能最 多、 技术要求最高的部分之一。 因此， 所选 择的拆垛上料机的技 术水平和功能配置 的不 同， 对板料冲压加 工生产 的影响是完全不 同的。 板料拆垛 上 料机是冲压 自动化生产 最重要 的部分之一。 它的 自动化水平 的高低 ， 会直接影响冲压生产 的效率、 生产节拍 以及冲压
制下将板料运送到所 需位置的部分 ， 也是上料机的承载部分 。 其他装置 比如板料抓取装置一 端拾器、 伺服 电机、 传感器等都 安装 在上 面 。 （ ６ ） 运功控制系统 。 运动控制系统是板料拆垛上料机的核 心， 拆垛上料机的运动参数设置、 生产节拍、 检测系统的检测 都 由其完 成 。 ３ 拆 垛 上 料 机机 械 本 体 的 结 构 形 式 目前 ，板料拆垛上料机 的结构形式主要有直角坐标型和 关节型。本文采用直角坐标型 结构形式，拆垛上料机通常为 三轴形式，也有 四根轴的形式 。四根运动轴分别对应直角坐 标系中的 ｘ、 Ｙ、 ｚ和 ｚ轴上的旋转轴 ， 工作时运动机构沿着 ｘ Ｙ、 Ｚ三个相互垂直的轴 线移动 。使拆垛上料机上 的板料抓 取装置带着板料到达指定的位 置。 此外 Ｚ轴上还有一个用来 调整抓取板料状态 的一个旋转轴 。 直角坐标 型拆垛上料机有 以下主要特点 ： （ １ ） 根 据 不 同 的需 要 可 方便 的组 合 出 各 种样 式 ， 其 承 载 能 力从 １ ０公斤到 ２ ０ ０公斤 。 （ ２ ） 超大行程， 单根龙 门式直线运动单元 的长度是 ６米， 还可 以连接多根直线运动单元组成超大行程的结构形式 。 （ ３ ） 负载 能力强， 单根直线运动单元的负载能力通 常小于 ２ ０ ０公斤。 若承载能力要求更高 时， 则可采用双滑块或 多滑块 刚性连接的方式， 这样其负载能力可 以增加到 ５ 到 １ ０倍 。 （ ４ ） 动态特性好， 轻负载时其运行速度最大可达到 ８ ｍ／ ｓ ， 加速度最大可达 ４ ｍ ／ ｓ 。 （ ５ ） 简单经济 ， 与关节机器人相 比， 直角坐标机器人外观 结构不仅简单、 直观而且构造成本低 ， 具有较好的经济 性。 分离板 料毛坯 的方法有若干 种，是 目前应用最 为广泛的板料 （ ６ ） 使用寿命长， 直角坐标 型拆垛上料机 的维护通常是定 分离方式 。 它是通过设置在板料垛侧面的永久磁铁或 电磁铁 ， 期进行润滑油 的加注，寿命一般在 １ ０年 以上， 若维护保养较 将毛坯磁化 ， 使相邻板料产生相同的磁 极。由于 同性相斥 ， 上 好寿命可达 ２ ０年 。 层板料被磁 力托起从而达到板料分离 的 目的。 ４小 结 （ ３ ） 板料抓取装置一端拾器。 通过板料 开垛技术对板料进 本章对数控转塔冲床板料拆垛上料机的功能进行 了分析， 行分离后，板料抓取装置对分离 后的板料进行抓取 。通常运 依据数控转塔冲床 的特 点以及生产 实际对拆垛上料机的各部 用 真 空 吸盘 对 板 料 进 行 抓 取 ，真 空系 统 可 以检 测 吸盘 上 是 否 分的功能进行 了研 究， 构建 出拆垛上料机 的功能组成框 图， 并 吸附有工件 ， 即进行所谓 的在位检测。另外， 端拾器 上还可 以 对各部分在使用中的作用进行 了较为详细的论述 。本文采用 配备 电磁吸盘或机械夹钳 。 滚轴传送式机构来实现移换垛功能， 升降垛框功能， 采用液压 （ ４ ） 双板料检测系统。 虽然通过板料分离装置可 以将大多 叉式升降台来实现对于拆垛上料机 的结构形式采用直角坐标 数板料成功分离 ， 但仍会有分不开的情况 ， 为了避免双料 的出 型结构， 并对其 ｘ、 Ｙ、 ｚ轴进行 了定义 。最后对拆垛上料机的 现， 每上一次料双板料检测系统都要检测一次， 如果是两张及 机械结构本体 的总体结构进行 了设计 。 以上的板料被抓起 则迅速将板料放回原料位或备用料位 ，然 后重新抓取毛坯。生产 自动停止， 检测无误送到对 中台上 。 ★基金项 目： 山东协和学院 （ Ｘ ＨＸ Ｙ２ ０ １ ４ ０ ６ ） 。 （ ５ ） 机械运动机构 。 机械运动机构是在运动控制系统的控
生 产 整体 的 自动化 水 平 。
关键 词
上料机
送料机构
板料冲压
文 献 标识 码 ： Ａ
中图 分 类号 ： Ｔ Ｈ１ ２ ３
１ 拆 垛 上 料 机 功 能概 述 板料 开垛是 自动化冲压的第一道工序 。从备料车 间运送 到 冲 压车 间的板 料 ， 首 先 通过 板 料 开垛 机 中 的板 料 分 离装 置 自 动将毛培垛料 实现板料分离。以备下道工序对板料进行抓取 送料。通 过板料分离装置对板料进行分离后，通过板料抓取 装置—— 端拾器对板料进行抓取。通常运用真空吸盘对板料 进行抓取。 由于板料间油污作用等原因， 通过板料分离装置对板料进 行分离后 ， 也不可避免的存在有两张及两张以上的板料粘在一 起 因此， 必须对端拾器抓取 的板料进行检测 以防止将两块或 两块以上 的板料 同时送入模具 ， 造成模具或压力机的破坏造成 高 昂的维修 费用并耽误正常生产 。 其动作过程为： 在备料车 间 的板料通过人工 、 叉车或其他设各运送到冲压车 间， 将方有板 料 的垛框放在 升降机构上。升降机构 以合适 的速度将垛料上 升到容易被抓取 的位置， 升 降机构通过控制能保证垛料最上面 的板 材 始 终 处 于预 设 的被 抓 取位 置 。然 后垛 框 内的 板 料在 板 料分离装置的作用下实现板料分离。 对板料进行分离处理后， 通过拆垛上料机的抓取装置一端拾器对垛料上面 的板料进行 抓取 。为防止 由各种原 因照成的板料不能成功分离而将同时 抓取 的两张甚至两张 以上的板料送入压力机。 ２拆 垛 上 料机 的组 成 （ １ ） 移换垛机构 。为保证工作的连续性 ， 运送板材的垛框 应能及 时更换 ， 一般而言至少需要 ２个垛位 ： 一个是工作垛框 位 和一个后续垛框。根据实际加工板材的大小、垛位的高度 和垛框 的承载能力， 移换垛功能可 以选择不同的方式来实现 。 （ ２ ） 板料分离装置 。 其功能主要使垛在一起的板料分离。