我又來(lái)了丨彈簧分料裝配擺盤(pán)機(jī)分析--前半部分

每次一例

說(shuō)在前面的話：其實(shí)前兩天也群發(fā)了一個(gè)消息，但是肯定很多人都沒(méi)看到，就是之前公眾號(hào)雖說(shuō)也是一周一更，但是規(guī)律太隨性了（我自己都摸不清，哈哈哈），所以就把每周的發(fā)文時(shí)間定在周日的晚上22:00，如果有事情發(fā)不了的話，會(huì)跟大家提前請(qǐng)假，但是到時(shí)候一定要原諒我啊。

為了讓你看完，我就把模型放到最后了。

下面進(jìn)入正題，看看今天要分析的設(shè)備是什么樣的：




可以看到，整個(gè)設(shè)備共有4個(gè)工序，組裝的產(chǎn)品如下：






雖然不知道這是個(gè)什么零件，但這并不重要，畢竟我們主要是學(xué)習(xí)它的機(jī)構(gòu)。

整個(gè)設(shè)備的工作順序如下：


一、彈簧通過(guò)振動(dòng)盤(pán)上料到中間的轉(zhuǎn)盤(pán)上；

二、然后跟著轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)到工序二處；同時(shí)撥桿上料，和彈簧組裝在一起；

三、組裝后的產(chǎn)品跟隨轉(zhuǎn)盤(pán)到達(dá)壓緊工序，將撥桿和彈簧進(jìn)行壓緊；

四、最后產(chǎn)品到達(dá)工序四處，由下料機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品進(jìn)行下料擺盤(pán)。

然后，按照工序來(lái)分析一下這臺(tái)設(shè)備，注：還是將整個(gè)解析分成兩個(gè)部分，這篇是前半部分，在最后我把三維模型附上。


工序一：彈簧上料




如上圖，這個(gè)工序主要由上面幾個(gè)部分組成，先來(lái)說(shuō)一下這些部分的工作順序，然后再更進(jìn)一步的分析這些機(jī)構(gòu)。

1、彈簧被倒入振動(dòng)盤(pán)，然后依次出來(lái)到達(dá)理料機(jī)構(gòu)；

2、通過(guò)理料機(jī)構(gòu)，彈簧達(dá)到容易被抓取的狀態(tài)；3、搬運(yùn)機(jī)械手抓取彈簧放到轉(zhuǎn)盤(pán)治具上。

接下來(lái)開(kāi)始挨個(gè)分析這幾個(gè)機(jī)構(gòu)：


一、機(jī)架

關(guān)于機(jī)架，我們就簡(jiǎn)單提一下：





可以看到安裝板下面都是加了墊塊的，這些墊塊焊接在機(jī)架上，進(jìn)行過(guò)熱處理后，再通過(guò)加工將墊塊加工成一個(gè)平面，這樣就可以做到在較低成本的情況下保障安裝板安裝面的平整度。（關(guān)于這個(gè)，其實(shí)在之前的文章里提到過(guò)，這里再給大家加深一下印象）


二、振動(dòng)盤(pán)部分




彈簧倒入振動(dòng)盤(pán)中，由振動(dòng)盤(pán)將彈簧件按照固定的狀態(tài)震出來(lái)；而振動(dòng)盤(pán)一般都要搭配直線振動(dòng)器使用，直線振動(dòng)器的作用是將從振動(dòng)盤(pán)震出來(lái)的零件往前震動(dòng)；可以看到，在直線振動(dòng)器上的料道總共有4個(gè)，每個(gè)振動(dòng)盤(pán)有2個(gè)。


三、理料機(jī)構(gòu)

從振動(dòng)盤(pán)出來(lái)的彈簧進(jìn)入理料機(jī)構(gòu)：




從上圖可以看到，左右兩側(cè)各一個(gè)理料機(jī)構(gòu)，每一個(gè)對(duì)應(yīng)兩個(gè)料道，機(jī)構(gòu)和工作原理都是一樣的，所以我們就針對(duì)其中一個(gè)進(jìn)行分析。


工作步驟如下：

1）彈簧從振動(dòng)盤(pán)料道進(jìn)入過(guò)渡板，穿過(guò)后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；




2）旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)90°，等待搬運(yùn)機(jī)械手抓取彈簧：




繼續(xù)來(lái)分析一下具體的機(jī)構(gòu)：


1、過(guò)渡板、擋料機(jī)構(gòu)




彈簧穿過(guò)過(guò)渡板進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，這時(shí)擋料機(jī)構(gòu)的雙軸氣缸伸出，擋料桿利用本身重力壓住第二根彈簧，防止它繼續(xù)向前，以上就是擋料機(jī)構(gòu)的作用。

擋料桿沒(méi)有和氣缸做成硬連接的方式，其原因就是利用擋料桿自身的重量去壓住彈簧，同時(shí)還不會(huì)對(duì)它產(chǎn)生損壞，這個(gè)理念大家同樣可以運(yùn)用在其他的設(shè)計(jì)中。


2、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)





1）通過(guò)傳感器檢測(cè)彈簧是否進(jìn)入旋轉(zhuǎn)塊，我們可以看到旋轉(zhuǎn)塊的左右兩側(cè)各有一個(gè)槽，它們的作用是為傳感器檢測(cè)彈簧讓開(kāi)位置。





2）當(dāng)傳感器檢測(cè)到彈簧后，氣缸帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)，然后驅(qū)動(dòng)齒輪和旋轉(zhuǎn)塊旋轉(zhuǎn)，這里可以來(lái)看一下齒條是怎么安裝的：





齒條在底座上滑動(dòng)，上面通過(guò)兩側(cè)的壓塊限位；氣缸和齒條通過(guò)柔性方式（如上圖）進(jìn)行連接。


3）限位桿固定在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的軸上，作用是在旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行限位，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)液壓傳感器還可以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度，限位桿和軸是這樣固定的：





三、搬運(yùn)機(jī)械手




這個(gè)機(jī)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，其實(shí)就是氣缸相互配合推來(lái)推去，我們就來(lái)說(shuō)一下它的工作順序：


1、夾爪氣缸通過(guò)手爪夾住彈簧，然后縱向氣缸提起來(lái)；


2、橫向氣缸伸出，推動(dòng)機(jī)構(gòu)移到轉(zhuǎn)盤(pán)治具上方，同時(shí)變距氣缸推動(dòng)右側(cè)手爪，這樣，手爪的間距就和轉(zhuǎn)盤(pán)治具上的彈簧間距一樣了；


3、縱向氣缸伸出，夾爪將彈簧放到治具上。


關(guān)于搬運(yùn)機(jī)械手的夾爪，我始終沒(méi)看懂它是怎么工作的，我覺(jué)得實(shí)際手爪應(yīng)該是這樣的（關(guān)于這個(gè)部分，如果我理解錯(cuò)了，歡迎大家在評(píng)論區(qū)指出）：





四、轉(zhuǎn)盤(pán)部分



上圖中的凸輪分割器是DT型中空的，也就是中間的中空部分是不旋轉(zhuǎn)的，旋轉(zhuǎn)的是轉(zhuǎn)盤(pán)連接的那部分（剛開(kāi)始我以為中空部分是旋轉(zhuǎn)的，還納悶了好一會(huì)，所以提醒一下大家）。


工序二：撥桿上料





這個(gè)工序中的振動(dòng)盤(pán)部分、理料機(jī)構(gòu)其實(shí)和工序一中的是一樣的，所以這兩個(gè)部分，我們就不分析了，來(lái)聊聊其他機(jī)構(gòu)。


一、搬運(yùn)機(jī)械手




大家可以看到，其實(shí)這個(gè)機(jī)構(gòu)和工序一中的搬運(yùn)機(jī)械手基本是相同的，所以它們的工作順序也是一樣的，唯一不同的是：在這里，縱向用的是伺服電機(jī)+絲桿的傳動(dòng)方式，之所以這么做是因?yàn)檫@個(gè)工序需要進(jìn)行撥桿和彈簧的裝配，因此對(duì)高度方向有一定的要求。

既然說(shuō)到了這里，我們就來(lái)看一下這個(gè)機(jī)構(gòu)中的絲桿模組都由哪些組件組成：





以上就是一個(gè)常規(guī)絲桿+導(dǎo)軌模組機(jī)構(gòu)的組成，順便說(shuō)一下絲桿輸入扭矩和推力的關(guān)系：

F=（2*π*T*n）/iF：絲桿推力（單位：N）

T：絲桿輸入扭矩（單位N·m）

n：傳動(dòng)效率（滾珠絲桿的傳動(dòng)效率一般為85%-95%）i：導(dǎo)程（這里的單位是m）


二、頂升機(jī)構(gòu)、彈簧夾持機(jī)構(gòu)




將這部分分成三個(gè)：彈簧夾持機(jī)構(gòu)、擺放治具、頂升機(jī)構(gòu)，這次我們先來(lái)分析這三種機(jī)構(gòu)的工作原理，最后再說(shuō)它們是怎么配合工作的。


1、彈簧夾持機(jī)構(gòu)








可以看到，整個(gè)夾持機(jī)構(gòu)是安裝在凸輪分割器中空部分上的，所以它是不會(huì)跟隨分割器旋轉(zhuǎn)的；

推送氣缸推動(dòng)夾爪氣缸前進(jìn)后退，而限位塊是在夾爪氣缸前進(jìn)時(shí)起到調(diào)節(jié)停止位置的作用（注：在限位塊上安裝油壓緩沖器，就可以通過(guò)調(diào)節(jié)它，來(lái)決定夾爪氣缸前進(jìn)時(shí)的停止位置）。

2、擺放治具

產(chǎn)品擺放塊和固定板是滑動(dòng)配合關(guān)系，即產(chǎn)品擺放塊可以在固定板內(nèi)上下滑動(dòng)；彈簧導(dǎo)向桿處是有彈簧的，只是模型上沒(méi)有建模出來(lái)。

因此這個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理如下：下面的頂升機(jī)構(gòu)通過(guò)頂彈簧壓板，使產(chǎn)品擺放塊向上移動(dòng)；而當(dāng)頂升機(jī)構(gòu)松開(kāi)后，在彈簧的作用下，產(chǎn)品擺放塊降下。


3、頂升機(jī)構(gòu)




機(jī)構(gòu)的工作原理如下：

1） 氣缸縮回，拉著滑動(dòng)塊沿滑動(dòng)底座后退；


2）從上圖，大家可以看到滑動(dòng)塊和頂升塊的斜面配合，所以當(dāng)滑動(dòng)塊向左移動(dòng)時(shí)，會(huì)使頂升塊向上移動(dòng)，從而將上面擺放治具的彈簧壓板頂起；


3）頂升塊在上升的同時(shí)，還會(huì)壓縮彈簧放置位里的彈簧；


4）當(dāng)氣缸伸出，滑動(dòng)塊向右移動(dòng)，這時(shí)頂升塊在彈簧的作用下就會(huì)向下移動(dòng)。


三個(gè)機(jī)構(gòu)的原理分析完了，咱們?cè)賮?lái)看一下它們是怎么配合工作的：


1）擺放治具旋轉(zhuǎn)到位后，彈簧夾持機(jī)構(gòu)向前運(yùn)動(dòng)，然后夾住彈簧（其實(shí)并沒(méi)有夾住，夾爪和彈簧之間還有間隙，相當(dāng)于夾爪起到的是限位作用），狀態(tài)如下圖（之所以需要夾住彈簧，是起到定位和固定作用）；

2）這時(shí)，搬運(yùn)機(jī)械手抓取撥桿向下移動(dòng)，使撥桿達(dá)到如下?tīng)顟B(tài)：

3）最后，頂升機(jī)構(gòu)頂起擺放治具，從而使彈簧套到撥桿上；

4）裝配完成后，彈簧夾爪松開(kāi)退回，搬運(yùn)機(jī)械手移開(kāi)，擺放治具降下。

好了，以上就是彈簧分料裝配擺盤(pán)機(jī)前半部分的兩個(gè)工序，還是那句老話，分析時(shí)可能會(huì)有存在錯(cuò)誤的地方，也歡迎大家在評(píng)論區(qū)指出，我們一起進(jìn)步。

我把模型放在公眾號(hào)里了，大家在公眾號(hào)聊天界面回復(fù)：彈簧，就可以拿到下載鏈接了。


分析那么詳細(xì)，又有模型拿的公眾號(hào)哪里去找。

未來(lái)第一站

感謝分享。

曉昀

大俠寫(xiě)文章有一手，原來(lái)也是工程高手！原來(lái)深藏不露，大贊！

zhufeng_hgp

感謝分享

劉相民lxm

好文

每次一例

曉昀 發(fā)表于 2020-6-16 22:26
大俠寫(xiě)文章有一手，原來(lái)也是工程高手！原來(lái)深藏不露，大贊！

謝謝大俠的點(diǎn)評(píng)

順子93

分析的很細(xì)節(jié)，很好。

lgckksse987

感謝分享！

廣州粵研鐘彥華

這是社區(qū)里的活雷鋒，老鷹應(yīng)該每次給你獎(jiǎng)勵(lì)1000威望！社區(qū)里真的想學(xué)技術(shù)和交流技術(shù)的人應(yīng)該大力支持這種文章

寰宇無(wú)人

贊，LZ厲害，學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)，辛苦了