試驗機試件自動化輸料機構(gòu)的設(shè)計

郭長久，姜 強

（龍口龍泵柴油噴射高科有限公司，山東 龍口 265701）

0 引言

試驗機作為一種產(chǎn)品或材料在投入使用前，對其質(zhì)量或性能按設(shè)計要求進行驗證的儀器。它的應(yīng)用對有效使用材料、改進工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、保證產(chǎn)品安全可靠等都具有重要作用。目前，隨著試驗機技術(shù)的更新與發(fā)展，試驗機正朝著自動化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。

供料系統(tǒng)是自動化設(shè)備中復(fù)雜程度較高而且難度較大的重要組成部分，因為自動化要求有一個高效率的條件，各種工件從散裝狀態(tài)到代裝狀態(tài)，必須經(jīng)過一個處理過程，即能在正確的位置、準確的時刻、以正確的空間狀態(tài)、從行列中分離出來，移植到下一加工工位上。

結(jié)合試件的結(jié)構(gòu)特性和狀態(tài)特性，為滿足下一工位的要求，設(shè)計了試件的自動輸料機構(gòu)，詳細描述了工件的吸取裝置，可實現(xiàn)一次性吸取單片和多片試件，并能保持相同姿態(tài)，為方便試驗機機械手的抓取打下了基礎(chǔ)。

1 試件自動化輸料機構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)

試件自動化輸料機構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)采用支撐架和兩條直線平行導(dǎo)軌組成，工件被批量安放在支撐架上，輸料機構(gòu)工作時，由吸取機構(gòu)和傳送機構(gòu)共同完成，其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1 試件

試件的結(jié)構(gòu)特性和狀態(tài)特性：試件的外形尺寸如圖1所示，其厚度有多種，實驗機每次實驗所需的試件數(shù)目不定，因此試件吸頭一次性吸取的試件數(shù)量也不同。試件作為金屬，電磁鐵能夠吸?。辉嚰[放時由于自身不穩(wěn)定，會傾斜，因而要求試件吸頭的方向能夠自由調(diào)節(jié)。

1.2 試件吸頭

試件吸頭是由電機、絲杠螺母、連桿、輕觸傳感器、電磁鐵、螺釘軸組成。輕觸傳感器判斷試件側(cè)面是否全部接觸，從而電磁鐵判斷是否通電吸取試件，吸頭的擺動依靠電機帶動絲杠螺母和連桿來實現(xiàn)，并通過螺釘軸進行導(dǎo)向。

圖2 試件吸頭的整體結(jié)構(gòu)

1.3 支撐架

支撐架主要是由一塊底板、不銹鋼扁管、直線導(dǎo)軌組成。兩個不銹鋼扁管分別固定在支撐架兩側(cè)，用來支撐試件。直線導(dǎo)軌用來支撐試件吸頭和部分傳動裝置。

1.4 傳動裝置

傳動裝置由電機、齒輪、齒條構(gòu)成。齒條固定在底板上，電機和齒輪固定在試件吸頭底板上，試件吸頭前后移動時，由電機帶動齒輪可直接沿著齒條移動。

2 主要技術(shù)參數(shù)

試件自動化輸料機構(gòu)的主要性能參數(shù)包括：電磁鐵的吸力、電磁鐵的使用壽命、工作溫度范圍、吸取試件的效率、運動行程等，其性能參數(shù)數(shù)值如下：

電磁鐵的吸力：40N （行程0mm）。

電磁鐵的使用壽命：5000000次。

工作溫度范圍 ：-20℃～80°℃。

吸取試件的效率：6件/分。

運動行程：400mm～1600mm。

3 工作原理

試件輸送前，首先人工將試件放到試件支撐架上，由于試件本身結(jié)構(gòu)特性，堆放時容易造成試件傾斜。試件堆放好后，若試驗機需要試件，電機帶動齒輪沿著齒條水平移動，試件吸頭上的輕觸傳感器接觸到試件后，帶動試件吸頭移動的電機停止轉(zhuǎn)動，若四個輕觸傳感器都與試件接觸，電磁鐵通電將試件吸取，然后帶動試件吸頭水平移動的電機反轉(zhuǎn)，將試件帶到指定位置；若四個輕觸傳感器未全部與試件接觸，則試件吸頭上的另一電機將帶動絲杠螺母和連桿機構(gòu)帶動吸頭擺動，直到四個輕觸傳感器都接收到信號為止。

4 結(jié)論

本文設(shè)計的試件自動化輸料機構(gòu)主要由支撐架、直線導(dǎo)軌、電機、傳動裝置、連桿機構(gòu)、輕觸傳感器、電磁鐵等構(gòu)成。采用電機作為動力，一臺電機傳遞直線運動，一臺電機矯正吸頭方位，具有成本低、操作簡便、運行穩(wěn)定、精度高的特點，能夠很好的替代人工工作，保障工人的安全性等，大大提高了自動化水平。經(jīng)初步預(yù)算，試件自動化輸料機構(gòu)能夠完全滿足試驗機的節(jié)奏，且大大彌補人為誤差，減小人的勞動強度，在工程應(yīng)用中有很大的實用性，有很廣泛的應(yīng)用前景。

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