微型步進(jìn)馬達(dá)線架組自動(dòng)卷線設(shè)備設(shè)計(jì)

王永亮 廖新明

關(guān)鍵詞：微型步進(jìn)馬達(dá);觸摸屏;自動(dòng)卷線;自動(dòng)上下料

0引言

隨著企業(yè)生產(chǎn)成本的增加，各行各業(yè)秉持機(jī)械換人，把需要重復(fù)動(dòng)作的崗位交給機(jī)器，從而降低成本，其中微型步進(jìn)馬達(dá)線圈組卷線工作也急需從人工手動(dòng)上下料卷線不斷創(chuàng)新轉(zhuǎn)換，本文從減少公司人工成本、提升卷線良品率出發(fā)，專門設(shè)計(jì)研發(fā)一種能提升微型步進(jìn)馬達(dá)線圈組卷線效率，同時(shí)能自動(dòng)線架上料及線圈組卷線完成后自動(dòng)卸料的機(jī)構(gòu)，解決了本行業(yè)中線圈組卷線的瓶頸，降低了工人變換頻繁造成的浪費(fèi)，提升了微型步進(jìn)馬達(dá)線圈組卷線的良品率，同時(shí)為逐步向智能制造邁進(jìn)奠定了一定基礎(chǔ)。

為此，本文從微型步進(jìn)馬達(dá)線圈組自動(dòng)卷線出發(fā)，探究微型步進(jìn)馬達(dá)卷線組的創(chuàng)新成果。

1線圈組自動(dòng)卷線方案

線圈組自動(dòng)卷線設(shè)備包括線架上料、線架搬運(yùn)組裝至卷線機(jī)、卷線組完成后自動(dòng)下料等機(jī)構(gòu)，本著提升產(chǎn)品品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率和減少工人勞動(dòng)量的目的，采用振動(dòng)盤及直振料槽把線架單體運(yùn)送至目標(biāo)位置，搬運(yùn)機(jī)構(gòu)插取線架組裝至卷線機(jī)治具上，卷線完成后，通過外部機(jī)械機(jī)構(gòu)自動(dòng)卸料。最終在優(yōu)化設(shè)計(jì)、通力協(xié)作、有序運(yùn)行前提下，實(shí)現(xiàn)設(shè)備每天最大工作效率生產(chǎn)，減少公司運(yùn)營成本。

微型步進(jìn)馬達(dá)卷線組由線架組、銅線2個(gè)部件構(gòu)成。卷線組部件組成如圖1所示。

1.1設(shè)備整體

自動(dòng)卷線機(jī)主要成本由線架自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、線架運(yùn)送組裝機(jī)構(gòu)、卷線機(jī)、自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)等部分組成。自動(dòng)卷線設(shè)備如圖2所示。

1.2自動(dòng)卷線工藝?yán)щy點(diǎn)

（1）線架自動(dòng)上料移送精度不足時(shí)，會(huì)壓壞線架，導(dǎo)致線架上料不良。

（2）線架搬運(yùn)移送治具存在間隙，運(yùn)送過程會(huì)發(fā)生位置偏移，發(fā)生組裝至卷線機(jī)時(shí)線架偏移，導(dǎo)致卷線針斷裂。

（3）卷線組完成品自動(dòng)卸料時(shí)與治具等碰撞，以及和卷線組兩兩摩擦碰撞導(dǎo)致線傷、線斷。

2自動(dòng)卷線機(jī)重要機(jī)構(gòu)說明

2.1線架自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)

線架上料機(jī)構(gòu)由支架、振動(dòng)盤、上料料槽等機(jī)構(gòu)組成。自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)如圖3所示。

振動(dòng)盤內(nèi)線架通過振動(dòng)盤上料，運(yùn)送至上料料槽位置后，等待線架運(yùn)送機(jī)構(gòu)插料組裝至卷線機(jī)。

2.2線架運(yùn)送組裝機(jī)構(gòu)

線架運(yùn)送組裝機(jī)構(gòu)主要包括支撐機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和抓料機(jī)構(gòu)。支撐機(jī)構(gòu)包括底架、支撐架和支撐板，支撐架設(shè)置在底架的一側(cè)，支撐板固定在支撐架上。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在所述底架上，驅(qū)動(dòng)端固定在支撐架的底部;第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在支撐板上。抓料機(jī)構(gòu)包括架頭、真空吸料管和卡料端頭，架頭與第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)端固定連接，真空吸料管固定在所述架頭上;一端開有吸料孔，卡料端頭設(shè)置在真空吸料管開有吸料孔的一端，并且吸料孑L均勻分布在卡料端頭的周圍。線架運(yùn)送組裝機(jī)構(gòu)如圖4所示。

線架運(yùn)送過程中，卡料端頭插料會(huì)發(fā)生位置偏移，導(dǎo)致線架組裝至卷線機(jī)時(shí)，發(fā)生位置偏移，導(dǎo)致線架損傷，甚至導(dǎo)致卷線機(jī)卷線針斷，為了徹底解決線架運(yùn)送過程組裝卷線機(jī)時(shí)發(fā)生位置偏移的問題，特對線架運(yùn)送組裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行防呆設(shè)置，重新設(shè)計(jì)卡料端頭，增加線架卡槽和真空吸料管，如圖5所示。

2.3自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)

下料機(jī)構(gòu)包括搬料機(jī)構(gòu)和存料機(jī)構(gòu)。存料機(jī)構(gòu)包括存料架和取料架，存料架固定在設(shè)備的前側(cè)，存料架上設(shè)置有存料桿，取料架設(shè)置在設(shè)備的后側(cè)，取料時(shí)，設(shè)備停止，拉出存料架至取料位置，取料架上設(shè)置有卡料套。搬料機(jī)構(gòu)包括搬料架和吹料管，搬料架上設(shè)置有卡接柱，卡接柱分割為兩部分并且之間設(shè)置有彈性件，吹料管設(shè)置在搬料架上，吹料管的吹風(fēng)口朝向存料架，徹底解決了下料速度快導(dǎo)致卷線組銅線碰撞而發(fā)生工件損壞的問題。自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)如圖6所示。

3控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，由三菱PLC FX3G和威綸觸摸屏MT8100IE組成。設(shè)備操作分手動(dòng)調(diào)整模式和自動(dòng)模式，運(yùn)用威綸觸摸屏對各組裝點(diǎn)獨(dú)立控制和延時(shí)補(bǔ)正。手動(dòng)調(diào)整模式是為卷線針更換后或設(shè)備故障調(diào)機(jī)及設(shè)備初始調(diào)整使用。設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控線架自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、線架運(yùn)送組裝機(jī)構(gòu)、自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)的物料情況，并監(jiān)控線架壓人端子有無，線架無壓入端子時(shí)，卷線工作無法實(shí)施，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致卷線機(jī)針斷裂，造成設(shè)備故障。

4設(shè)備測試及解決的關(guān)鍵技術(shù)

4.1設(shè)備運(yùn)行測試

自動(dòng)卷線機(jī)的實(shí)際測試步驟：

（1）接通機(jī)器的電，并檢測系統(tǒng)氣壓0.45MPa以上;

（2）通過觸摸面板系統(tǒng)設(shè)置確認(rèn)相應(yīng)參數(shù);

（3）線架、銅線部件安裝準(zhǔn)備;

（4）自動(dòng)卷線組OK品按照各號位區(qū)分放置;

（5）完成一定數(shù)量，關(guān)閉設(shè)備記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

實(shí)測結(jié)果如表1所示。

4.2解決的關(guān)鍵技術(shù)

本項(xiàng)目在實(shí)施過程中主要解決了以下關(guān)鍵點(diǎn)。

（1）自動(dòng)分料振動(dòng)盤通過獨(dú)特分料機(jī)構(gòu)，解決了上料過程中發(fā)生的疊料、卡料等問題，通過整個(gè)上料機(jī)構(gòu)的結(jié)合，在運(yùn)行過程中確保了供料穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）線架自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)單獨(dú)等距搬用線架，一次上料6個(gè)線架，解決了線架搬用中因卡料后的線架斷裂導(dǎo)致無法成功上料的問題，進(jìn)而影響設(shè)備運(yùn)行。

（3）對線架運(yùn)送組裝機(jī)構(gòu)增加線架端子檢測，解決了線架無端子時(shí)造成卷線機(jī)針斷的問題，影響整體自動(dòng)卷線機(jī)的運(yùn)行，避免設(shè)備停機(jī)，浪費(fèi)時(shí)間。

（4）自動(dòng)卷線時(shí)，線架運(yùn)送組裝機(jī)構(gòu)增加頂住線架柱子，解決了自動(dòng)卷線時(shí)線架發(fā)生位置偏移造成的自動(dòng)卷線不良的問題。

（5）對自動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)增加排料后吹氣，避免卸料時(shí)發(fā)生卡料而導(dǎo)致后續(xù)卸料擠壓出現(xiàn)問題。

5結(jié)束語

通過本設(shè)備的線架自動(dòng)上料、線架運(yùn)送組裝、卷線組卸料設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了微型步進(jìn)馬達(dá)線圈組自動(dòng)卷線機(jī)的設(shè)備設(shè)計(jì)。目前市場上有眾多自動(dòng)卷線機(jī)，適用于微型步進(jìn)馬達(dá)專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備還需深入研究，各行業(yè)自主研發(fā)設(shè)備推動(dòng)著電子產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精密生產(chǎn)和批量生產(chǎn)。最重要的是可以有效地緩解勞動(dòng)力短缺，改善工人的工作環(huán)境;模組化的設(shè)備設(shè)計(jì)，為后續(xù)整體微型步進(jìn)馬達(dá)智能產(chǎn)業(yè)化奠定了一定基礎(chǔ)，同時(shí)自動(dòng)卷線機(jī)的研發(fā)促使高技能人才不斷地成長，全自動(dòng)化（無人）產(chǎn)業(yè)鏈的全面應(yīng)用成為后續(xù)奮斗的目標(biāo)。