保險(xiǎn)管裝配機(jī)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

黎宴林

[摘? ? 要]氣壓傳動(dòng)具有安全可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、動(dòng)作迅速平穩(wěn)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)在送料設(shè)備中已廣泛應(yīng)用。文章設(shè)計(jì)了一套氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保險(xiǎn)管自動(dòng)組裝機(jī)。

[關(guān)鍵詞]保險(xiǎn)管;穿絲機(jī)構(gòu);氣動(dòng)設(shè)計(jì);選用氣缸

[中圖分類(lèi)號(hào)]TG95 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）02–00–03

Design of Pneumatic Drive System for Fuse Assembly Machine

Li Yan-lin

[Abstract]This article mainly expounds the design of a pneumatic drive system for an enterprise's fuse automatic assembly machine. Pneumatic drive has the advantages of safety and reliability， compact structure， convenient maintenance， rapid and stable action， and low cost. Pneumatic drive has been widely used in feeding equipment.

[Keywords]insurance tube; threading mechanism; aerodynamic design; selection ofcylinder

某企業(yè)需設(shè)計(jì)1臺(tái)保險(xiǎn)管穿絲焊帽一體的自動(dòng)化組裝機(jī)。在分析裝配工藝后設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：組裝機(jī)的穿絲和焊帽機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)，設(shè)備的結(jié)構(gòu)布局，功能的實(shí)現(xiàn)方式和控制設(shè)計(jì)等。其中裝配工序分析是自動(dòng)化裝配設(shè)計(jì)中其余設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重要依據(jù)。本保險(xiǎn)管裝配工藝劃分為7道工序，如圖1所示。

（1）輸送保險(xiǎn)管：把待穿絲保險(xiǎn)管送到穿絲位置。

（2）穿絲：設(shè)計(jì)一套穿絲機(jī)構(gòu)，細(xì)直保險(xiǎn)絲穿過(guò)保險(xiǎn)管內(nèi)孔。

（3）左折絲：把保險(xiǎn)絲彎折左邊伸出部分彎折在保險(xiǎn)管左端。

（4）切絲：切絲機(jī)構(gòu)執(zhí)行切絲動(dòng)作。

（5）右折絲：把保險(xiǎn)絲彎折右邊伸出部分彎折在保險(xiǎn)管右端。

（6）輸送組件：確保三個(gè)待裝配零件送到焊帽位置，定位要求準(zhǔn)確。

（7）焊帽：將已穿好絲的保險(xiǎn)管和左右兩個(gè)保險(xiǎn)帽裝配在一起。

1 總機(jī)裝配布置

該保險(xiǎn)管總機(jī)方案設(shè)計(jì)應(yīng)用了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的送絲裝置和可提高整機(jī)的工效及自動(dòng)控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，使總機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，功能增多，可靠性提高，操作簡(jiǎn)便。總機(jī)結(jié)構(gòu)布置如圖2所示。

驅(qū)動(dòng)裝置是自動(dòng)穿絲機(jī)構(gòu)的重要設(shè)計(jì)部分，根據(jù)動(dòng)力源的不同，驅(qū)動(dòng)方式可以有液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等4種選擇。液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)來(lái)傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)具有驅(qū)動(dòng)力大，移動(dòng)位置易控制，可實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。氣壓傳動(dòng)則具有安全、低成本、維修方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、氣源無(wú)污染、動(dòng)作迅速、平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)而在機(jī)械制造業(yè)廣泛應(yīng)用。綜合考慮以上因素，本設(shè)計(jì)中送絲裝置選擇氣壓驅(qū)動(dòng)。

自動(dòng)穿絲機(jī)構(gòu)綜合應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，操作簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試和維護(hù)方便，如圖3所示，其工作過(guò)程為：應(yīng)用氣缸實(shí)現(xiàn)壓絲，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（曲柄、連桿和滑塊）實(shí)現(xiàn)送絲，氣缸固定在滑塊上，應(yīng)用兩組氣缸（左折絲氣缸和左彎絲氣缸、右折絲氣缸、右彎絲氣缸）實(shí)現(xiàn)左右折彎絲，應(yīng)用氣缸實(shí)現(xiàn)切絲，再由氣缸作用向焊帽機(jī)構(gòu)方向送保險(xiǎn)管;該自動(dòng)送絲設(shè)備由

2 氣動(dòng)系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)

該自動(dòng)穿絲機(jī)構(gòu)中的送絲、切絲和彎絲的主要?jiǎng)恿ρb置都選用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。氣動(dòng)是“氣壓傳動(dòng)與控制”的簡(jiǎn)稱(chēng)。氣動(dòng)技術(shù)是以空氣壓縮機(jī)為動(dòng)力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進(jìn)行動(dòng)力和能量傳遞的工程技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)控制、自動(dòng)控制的重要手段之一。氣動(dòng)傳動(dòng)裝置一般由動(dòng)力回路和控制回路兩部分組成。動(dòng)力回路指操作執(zhí)行元件的回路，又稱(chēng)主回路。控制回路又叫輔助回路，相對(duì)于控制動(dòng)力回路的輔助回路而言，按行程聯(lián)動(dòng)的控制方式，即一個(gè)氣缸移動(dòng)一定距離后發(fā)出信號(hào)，控制另外的氣缸動(dòng)作。這種氣缸動(dòng)作的控制方式稱(chēng)為行程程序控制。圖4所示為自動(dòng)穿絲機(jī)構(gòu)三維示意圖，總共使用了7個(gè)氣缸，分別用于壓絲、切絲、折彎絲和推穿絲保險(xiǎn)套管等。

本氣動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有氣動(dòng)控制回路，所有氣缸的運(yùn)動(dòng)及先后順序都由PLC控制。如圖5所示，當(dāng)二位五通電磁換向閥1.1得電時(shí)，閥1.1左位工作，由氣源0.1供給的壓縮空氣→氣動(dòng)三聯(lián)件（過(guò)濾器、減壓閥、油霧器）0.2→閥1.1（進(jìn)氣口1流向出氣口2）→單向節(jié)流閥的單向閥→壓絲氣缸1.0的無(wú)桿腔進(jìn)氣（有桿腔的氣體→單向節(jié)流閥的節(jié)流閥→閥1.1（氣口4流向排氣口5）→氣缸1.0伸出→實(shí)現(xiàn)壓絲，反之，當(dāng)二位五通電磁換向閥1.1失電時(shí)，氣缸1.0縮回，實(shí)現(xiàn)松絲。同理，當(dāng)2.1、3.1、4.1、5.1、6.1、7.1分別得電時(shí)，氣缸2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0分別伸出，反之縮回。送絲機(jī)構(gòu)各氣缸動(dòng)作順序與電磁鐵得失電見(jiàn)表1。

3 氣缸的選用

根據(jù)前面的送絲、切絲及推管機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、組成、功能提出了比較詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求。最終的實(shí)現(xiàn)還需要選擇合適的相關(guān)執(zhí)行元件——?dú)飧讈?lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在市場(chǎng)上的氣缸種類(lèi)繁多，為了使氣缸能夠滿足使用要求，達(dá)到滿意的效果，首先要根據(jù)裝配整機(jī)的設(shè)計(jì)要求，并對(duì)氣動(dòng)原件做分析和研究，結(jié)合實(shí)際需要，根據(jù)上述設(shè)計(jì)的氣動(dòng)回路和運(yùn)動(dòng)分析，對(duì)氣缸等執(zhí)行元件的選擇理論給出研究和分析。具體內(nèi)容是根據(jù)氣缸的速度特性、輸出力、工作條件，合理地預(yù)選氣缸的缸徑、行程、品種、安裝方式，然后驗(yàn)算緩沖能力、塞桿的長(zhǎng)度，選擇磁性開(kāi)關(guān)和選擇活塞桿端部接頭等工作。

本設(shè)計(jì)的所選氣缸完成各個(gè)動(dòng)作只要求伸出和縮回2個(gè)狀態(tài)，所以選擇二位五通換向閥控制即可滿足要求，氣缸的進(jìn)出口回路各設(shè)置一個(gè)單向節(jié)流閥來(lái)控制運(yùn)動(dòng)速度。氣缸的選型應(yīng)根據(jù)工作要求和條件，在本設(shè)計(jì)中，從安裝方式、推桿長(zhǎng)度、速度等考慮，切刀、左折絲、右折絲氣缸均采用SMC的標(biāo)準(zhǔn)氣缸，型號(hào)如表2所示，該類(lèi)氣缸體積小、輕巧，耐橫向負(fù)載能力強(qiáng)，耐扭矩能力強(qiáng)，不回轉(zhuǎn)精度高，安裝方便，雙面接管位置可供選擇。

4 結(jié)論

介紹了保險(xiǎn)管自動(dòng)裝配機(jī)自動(dòng)穿絲機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，包括氣動(dòng)回路、電磁鐵得失電表和氣缸的選型等。該保險(xiǎn)管自動(dòng)穿絲機(jī)構(gòu)由PLC控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穿絲和裝配功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，組裝靈活，操作方便。

參考文獻(xiàn)

[1] 田效伍.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.