導(dǎo)語(yǔ)：沖壓機(jī)床自動(dòng)下料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)沖壓機(jī)床采用人工方式下料、人工檢測(cè)，工作過(guò)程效率低，并可能存在潛在的作業(yè)危險(xiǎn)等問(wèn)題，對(duì)沖壓機(jī)床的下料工序過(guò)程中涉及的卸料、稱重、厚度檢測(cè)、打標(biāo)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究。提出了一種沖壓機(jī)床自動(dòng)下料的控制系統(tǒng)，其主要包括下料取料單元、稱重檢測(cè)單元、厚度檢測(cè)單元、自動(dòng)碼垛單元、輸送單元，并對(duì)其各個(gè)單元的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。利用組態(tài)王軟件作為上位機(jī)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和各功能單元的控制，并形成數(shù)據(jù)報(bào)表，便于生產(chǎn)操作和管理。研究結(jié)果表明，該系統(tǒng)替代了繁瑣的人工操作過(guò)程，節(jié)約了2個(gè)人力成本，可靠性高，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

關(guān)鍵詞：沖壓機(jī)床；PLC；機(jī)械手工業(yè)生產(chǎn)中，沖壓機(jī)床

通過(guò)模具實(shí)現(xiàn)了板材的沖孔、成型、拉伸、擠壓件等功能，得到了廣泛的應(yīng)用。目前，多數(shù)中小企業(yè)的沖壓機(jī)床生產(chǎn)加工工藝仍以人工操作方式為主，這種方式存在自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)效率低、工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)，在批量生產(chǎn)中，很難保證產(chǎn)品的合格率和達(dá)到快速生產(chǎn)任務(wù)的目的［1－2］。本文對(duì)機(jī)床下料工藝過(guò)程進(jìn)行了認(rèn)真的研究，模擬人工操作過(guò)程，對(duì)原有沖壓機(jī)床進(jìn)行了自動(dòng)化的升級(jí)改造。設(shè)計(jì)了一套以PLC控制器為核心，綜合傳感器技術(shù)、伺服控制系統(tǒng)、機(jī)械手技術(shù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了下料工藝中包括打標(biāo)工序、檢測(cè)工序、碼垛工序的全自動(dòng)化運(yùn)行，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，節(jié)約了人工成本［3］。

1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及工作原理

按照機(jī)床下料的工藝要求，其加工過(guò)程主要包括機(jī)床卸料、稱重檢測(cè)、標(biāo)記打標(biāo)、厚度檢測(cè)、碼垛等環(huán)節(jié)。整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。由圖1中可以看出，系統(tǒng)主要有卸料機(jī)械手1、稱重托盤機(jī)構(gòu)2、打標(biāo)機(jī)構(gòu)3、厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)4、碼垛機(jī)械手5、傳送機(jī)構(gòu)6構(gòu)成。其工作過(guò)程：壓機(jī)工作完成后，卸料機(jī)械手從壓機(jī)中取料，并放置到物料托盤上，物料托盤安裝在導(dǎo)軌滑塊上，導(dǎo)軌滑塊由伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠做水平移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的定位控制。在導(dǎo)軌滑塊的帶動(dòng)下，依次實(shí)現(xiàn)稱重、打標(biāo)、厚度檢測(cè)、碼垛工藝過(guò)程。

2主要工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

2．1打標(biāo)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。打標(biāo)機(jī)構(gòu)是用于完成對(duì)成品產(chǎn)品制作產(chǎn)品標(biāo)識(shí)的，其機(jī)構(gòu)圖如圖3所示。由圖3可以看出，打標(biāo)機(jī)構(gòu)主要由模組1、打標(biāo)機(jī)2、底座3、連接板4、固定架5構(gòu)成。由于產(chǎn)品的規(guī)格不同，各種規(guī)格產(chǎn)品的厚度也不同，應(yīng)用過(guò)程中，由產(chǎn)品的高度而定，需要對(duì)打標(biāo)機(jī)的上下位置進(jìn)行調(diào)整。本文選用TZ3BPH模組，其移動(dòng)范圍300mm，用于實(shí)現(xiàn)調(diào)整打標(biāo)機(jī)的高度。此外，考慮到實(shí)際應(yīng)用需求，對(duì)不同規(guī)格的產(chǎn)品打標(biāo)位置也不盡相同，有的需要在中間位置，有的需要在兩邊位置，因此機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為可旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整底座3和連接板4連接孔的位置以及固定架5的安裝位置，可使打標(biāo)機(jī)實(shí)現(xiàn)±30°旋轉(zhuǎn)。2．2厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)。產(chǎn)品的厚度是評(píng)定產(chǎn)品的合格指標(biāo)之一，在厚度檢測(cè)上，本文采用左、中、右三點(diǎn)同時(shí)檢測(cè)，分前、中、后三個(gè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量的方案。厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)如圖4所示。導(dǎo)軌和滑塊用于動(dòng)態(tài)調(diào)整厚度傳感器的位置，導(dǎo)軌分為水平導(dǎo)軌和垂直導(dǎo)軌，本文調(diào)整范圍設(shè)計(jì)為400mm。距離檢測(cè)傳感器采用Panasonic公司的紅外反射傳感器，其型號(hào)為HG－C1030，檢測(cè)范圍±5mm，即檢測(cè)厚度為10mm，檢測(cè)基準(zhǔn)位置為30mm。工件任一點(diǎn)的厚度dx由其上下兩個(gè)垂直的傳感器檢測(cè)值d1和d2來(lái)確定，公式（1）為厚度轉(zhuǎn)換公式。dx＝hx－［30*2－（d1－5）－（d2－5）］（1）公式中，dx為厚度，hx為上下兩個(gè)傳感器的高度。

3監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上位機(jī)監(jiān)控軟件主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)設(shè)備的信號(hào)監(jiān)視、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)報(bào)表等功能［4－5］。本文選擇組態(tài)王7．5SP2版本組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面主要包括手動(dòng)操作畫(huà)面、數(shù)據(jù)監(jiān)控畫(huà)面、參數(shù)設(shè)置畫(huà)面、數(shù)據(jù)報(bào)表畫(huà)面等，數(shù)據(jù)監(jiān)控畫(huà)面和參數(shù)設(shè)置畫(huà)面如圖5和圖6所示。

4結(jié)束語(yǔ)

本研究對(duì)傳統(tǒng)沖壓機(jī)床行業(yè)提出了一種自動(dòng)化下料系統(tǒng)。運(yùn)用Solidworks三維制圖軟件設(shè)計(jì)了系統(tǒng)主要的機(jī)械結(jié)構(gòu)，應(yīng)用上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的操作和監(jiān)控，完成了下料、檢測(cè)、碼垛等生產(chǎn)工藝過(guò)程，替代原有的人工操作，降低了勞動(dòng)成本，提高了生產(chǎn)效率。本研究對(duì)生產(chǎn)企業(yè)提升設(shè)備自動(dòng)化水平，具有較高的實(shí)用和推廣價(jià)值。

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作者:李大偉 單位: 1.遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2.遼寧廣播電視大學(xué)