我又来了丨弹簧分料装配摆盘机分析--前半部分

每次一例

说在前面的话：其实前两天也群发了一个消息，但是肯定很多人都没看到，就是之前公众号虽说也是一周一更，但是规律太随性了（我自己都摸不清，哈哈哈），所以就把每周的发文时间定在周日的晚上22:00，如果有事情发不了的话，会跟大家提前请假，但是到时候一定要原谅我啊。

为了让你看完，我就把模型放到最后了。

下面进入正题，看看今天要分析的设备是什么样的：




可以看到，整个设备共有4个工序，组装的产品如下：






虽然不知道这是个什么零件，但这并不重要，毕竟我们主要是学习它的机构。

整个设备的工作顺序如下：


一、弹簧通过振动盘上料到中间的转盘上；

二、然后跟着转盘旋转到工序二处；同时拨杆上料，和弹簧组装在一起；

三、组装后的产品跟随转盘到达压紧工序，将拨杆和弹簧进行压紧；

四、最后产品到达工序四处，由下料机构将产品进行下料摆盘。

然后，按照工序来分析一下这台设备，注：还是将整个解析分成两个部分，这篇是前半部分，在最后我把三维模型附上。


工序一：弹簧上料




如上图，这个工序主要由上面几个部分组成，先来说一下这些部分的工作顺序，然后再更进一步的分析这些机构。

1、弹簧被倒入振动盘，然后依次出来到达理料机构；

2、通过理料机构，弹簧达到容易被抓取的状态；3、搬运机械手抓取弹簧放到转盘治具上。

接下来开始挨个分析这几个机构：


一、机架

关于机架，我们就简单提一下：





可以看到安装板下面都是加了垫块的，这些垫块焊接在机架上，进行过热处理后，再通过加工将垫块加工成一个平面，这样就可以做到在较低成本的情况下保障安装板安装面的平整度。（关于这个，其实在之前的文章里提到过，这里再给大家加深一下印象）


二、振动盘部分




弹簧倒入振动盘中，由振动盘将弹簧件按照固定的状态震出来；而振动盘一般都要搭配直线振动器使用，直线振动器的作用是将从振动盘震出来的零件往前震动；可以看到，在直线振动器上的料道总共有4个，每个振动盘有2个。


三、理料机构

从振动盘出来的弹簧进入理料机构：




从上图可以看到，左右两侧各一个理料机构，每一个对应两个料道，机构和工作原理都是一样的，所以我们就针对其中一个进行分析。


工作步骤如下：

1）弹簧从振动盘料道进入过渡板，穿过后进入旋转机构；




2）旋转机构旋转90°，等待搬运机械手抓取弹簧：




继续来分析一下具体的机构：


1、过渡板、挡料机构




弹簧穿过过渡板进入旋转机构，这时挡料机构的双轴气缸伸出，挡料杆利用本身重力压住第二根弹簧，防止它继续向前，以上就是挡料机构的作用。

挡料杆没有和气缸做成硬连接的方式，其原因就是利用挡料杆自身的重量去压住弹簧，同时还不会对它产生损坏，这个理念大家同样可以运用在其他的设计中。


2、旋转机构





1）通过传感器检测弹簧是否进入旋转块，我们可以看到旋转块的左右两侧各有一个槽，它们的作用是为传感器检测弹簧让开位置。





2）当传感器检测到弹簧后，气缸带动齿条运动，然后驱动齿轮和旋转块旋转，这里可以来看一下齿条是怎么安装的：





齿条在底座上滑动，上面通过两侧的压块限位；气缸和齿条通过柔性方式（如上图）进行连接。


3）限位杆固定在旋转机构的轴上，作用是在旋转时进行限位，同时通过调节液压传感器还可以调节旋转机构的旋转角度，限位杆和轴是这样固定的：





三、搬运机械手




这个机构也比较简单，其实就是气缸相互配合推来推去，我们就来说一下它的工作顺序：


1、夹爪气缸通过手爪夹住弹簧，然后纵向气缸提起来；


2、横向气缸伸出，推动机构移到转盘治具上方，同时变距气缸推动右侧手爪，这样，手爪的间距就和转盘治具上的弹簧间距一样了；


3、纵向气缸伸出，夹爪将弹簧放到治具上。


关于搬运机械手的夹爪，我始终没看懂它是怎么工作的，我觉得实际手爪应该是这样的（关于这个部分，如果我理解错了，欢迎大家在评论区指出）：





四、转盘部分



上图中的凸轮分割器是DT型中空的，也就是中间的中空部分是不旋转的，旋转的是转盘连接的那部分（刚开始我以为中空部分是旋转的，还纳闷了好一会，所以提醒一下大家）。


工序二：拨杆上料





这个工序中的振动盘部分、理料机构其实和工序一中的是一样的，所以这两个部分，我们就不分析了，来聊聊其他机构。


一、搬运机械手




大家可以看到，其实这个机构和工序一中的搬运机械手基本是相同的，所以它们的工作顺序也是一样的，唯一不同的是：在这里，纵向用的是伺服电机+丝杆的传动方式，之所以这么做是因为这个工序需要进行拨杆和弹簧的装配，因此对高度方向有一定的要求。

既然说到了这里，我们就来看一下这个机构中的丝杆模组都由哪些组件组成：





以上就是一个常规丝杆+导轨模组机构的组成，顺便说一下丝杆输入扭矩和推力的关系：

F=（2*π*T*n）/iF：丝杆推力（单位：N）

T：丝杆输入扭矩（单位N·m）

n：传动效率（滚珠丝杆的传动效率一般为85%-95%）i：导程（这里的单位是m）


二、顶升机构、弹簧夹持机构




将这部分分成三个：弹簧夹持机构、摆放治具、顶升机构，这次我们先来分析这三种机构的工作原理，最后再说它们是怎么配合工作的。


1、弹簧夹持机构








可以看到，整个夹持机构是安装在凸轮分割器中空部分上的，所以它是不会跟随分割器旋转的；

推送气缸推动夹爪气缸前进后退，而限位块是在夹爪气缸前进时起到调节停止位置的作用（注：在限位块上安装油压缓冲器，就可以通过调节它，来决定夹爪气缸前进时的停止位置）。

2、摆放治具

产品摆放块和固定板是滑动配合关系，即产品摆放块可以在固定板内上下滑动；弹簧导向杆处是有弹簧的，只是模型上没有建模出来。

因此这个机构的工作原理如下：下面的顶升机构通过顶弹簧压板，使产品摆放块向上移动；而当顶升机构松开后，在弹簧的作用下，产品摆放块降下。


3、顶升机构




机构的工作原理如下：

1） 气缸缩回，拉着滑动块沿滑动底座后退；


2）从上图，大家可以看到滑动块和顶升块的斜面配合，所以当滑动块向左移动时，会使顶升块向上移动，从而将上面摆放治具的弹簧压板顶起；


3）顶升块在上升的同时，还会压缩弹簧放置位里的弹簧；


4）当气缸伸出，滑动块向右移动，这时顶升块在弹簧的作用下就会向下移动。


三个机构的原理分析完了，咱们再来看一下它们是怎么配合工作的：


1）摆放治具旋转到位后，弹簧夹持机构向前运动，然后夹住弹簧（其实并没有夹住，夹爪和弹簧之间还有间隙，相当于夹爪起到的是限位作用），状态如下图（之所以需要夹住弹簧，是起到定位和固定作用）；

2）这时，搬运机械手抓取拨杆向下移动，使拨杆达到如下状态：

3）最后，顶升机构顶起摆放治具，从而使弹簧套到拨杆上；

4）装配完成后，弹簧夹爪松开退回，搬运机械手移开，摆放治具降下。

好了，以上就是弹簧分料装配摆盘机前半部分的两个工序，还是那句老话，分析时可能会有存在错误的地方，也欢迎大家在评论区指出，我们一起进步。

我把模型放在公众号里了，大家在公众号聊天界面回复：弹簧，就可以拿到下载链接了。


分析那么详细，又有模型拿的公众号哪里去找。

未来第一站

感谢分享。

晓昀

大侠写文章有一手，原来也是工程高手！原来深藏不露，大赞！

zhufeng_hgp

感谢分享

刘相民lxm

好文

每次一例

晓昀 发表于 2020-6-16 22:26
大侠写文章有一手，原来也是工程高手！原来深藏不露，大赞！

谢谢大侠的点评

顺子93

分析的很细节，很好。

lgckksse987

感谢分享！

广州粤研钟彦华

这是必威体育网址里的活雷锋，老鹰应该每次给你奖励1000威望！必威体育网址里真的想学技术和交流技术的人应该大力支持这种文章

寰宇无人

赞，LZ厉害，学习，学习，辛苦了