机械自动化装配技术
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4.2.6 振盘的出料速度调节

(1)振盘的技术要求

在设计自动机械的过程中,当需要对某些工件采用振盘来自动送料时,通常是先与振盘的专业供应商商讨采用振盘自动送料的可能性。由于工件的形状千差万别,并不是任何一种工件都能够实现振盘自动送料,只有确认对方能够解决振盘的设计与制造后再正式签订配套合同,同时向对方提出振盘的各种技术要求。通常需要向对方提出的振盘主要技术要求包括:出料时工件的姿态方向;最大出料速度(单位为件/min、件/h);料斗方向(顺时针方向或逆时针方向);尺寸(输料槽长度、料斗直径及高度等);噪声指标。此外,还需要向振盘制造商提供以下资料与实物:工件的详细图纸;一定数量的工件实物。在上述各项要求中,以下两项要求是至关重要的。

①出料时工件的姿态方向 振盘制造商将根据工件的形状、尺寸、出料方向来设计专门的螺旋轨道、定向机构及输料槽,根据出料速度与工件质量来确定合适的振动本体。工件实物是专供试验、调试用的,经过试验、设计、调试、修改等工作,达到了买方提出的技术要求后即可按合同要求验收。

在上述技术要求中,出料时工件的姿态方向是根据自动化专机或自动化生产线的装配过程来确定的,工件出料姿态方向必须与机器取料时所需要的姿态方向一致。工件在输料槽出口既可能是由气动机构直接推入装配位置完成装配,又可能是由机械手末端的气动手指抓取或吸盘吸取后送入装配位置,还可能是工件在振盘或直线送料器的驱动下自动进入取料缺口,但工件在取料位置的姿态方向都是固定的,否则将无法进行抓取及装配动作。因此,一旦自动化专机或自动化生产线的总体设计方案确定后,工件的出料姿态方向就确定了,不能随意更改,否则必须修改总体设计方案。

②最大出料速度 振盘的工件出料速度是与机器的节拍时间密切相关的。因为振盘自动送料是整台机器各种循环动作之一,直接影响机器的生产效率或节拍时间,因此振盘的工件出料速度必须能够满足机器的节拍时间需要。所以,振盘的配套方案(工件出料姿态方向、出料速度)是与总体设计方案同时或提前进行的,只有确定振盘的技术方案后,机器的总体设计方案才能最后确定。

(2)振盘的出料速度要求

①机器的节拍时间 振盘的出料速度是振盘技术要求中最重要的项目,它是在整台自动化专机的节拍设计分析基础上提出的。节拍时间是指机器或生产线每生产完成一件产品所需要的时间间隔。

②振盘出料速度设计原则 正常使用条件下振盘的出料速度必须大于机器对该工件的取料速度,在满足机器节拍时间的前提下还必须具有足够的余量,这样才不会出现因为振盘送料速度跟不上要求而导致机器自动暂时停机、等待供料的情况。振盘的出料速度通常要比机器的取料速度高20%以上。

[例4-2] 假设一台自动化专机用于某产品的自动化装配,在装配过程中确定对某个工件采用振盘来自动送料。假设该专机的节拍时间为1.5s/件,问该工件的振盘出料速度至少应该为多少?

[解] 该专机的节拍时间为1.5s/件,表示机器每间隔1.5s需要抓取一次工件,抓取工件的频率为

1 × 60/1.5=40 (件/min)

振盘出料的速度必须在满足机器节拍时间的前提下具有足够的余量,如果按照机器取料频率的1.2倍选取,振盘的出料速度至少应该为

1.2 × 40=48 (件/min)

通过本例可以看出,振盘的出料速度必须能满足机器的节拍时间并具有一定的余量,以保证不会影响机器的生产。

(3)振盘的出料速度调节

振盘的出料速度并不是一个固定值,而是可以调节的,振盘都带有一个类似图4-18所示的控制器,控制器或者安装在振盘本体上,或者安装在机器的其他部位。振盘控制器上,除设有普通的启动及停止开关外,还设有一个振盘速度调节旋钮。

图4-18 振盘控制器

改变振盘速度的方法通常为改变振幅,因振幅与激振力成正比,而激振力与外加电压的平方成正比,与线圈匝数的平方成反比,所以改变外加电压及线圈匝数就能调节振幅。其中改变线圈匝数来调节激振力比较简单,但不能实现无级调节,因此实际上振盘一般都是通过可控硅调节电压来改变振幅值,从而达到调节振盘出料速度的目的。在正常工作条件下,振盘的出料速度一般并不调节到最大值,因为出料速度越高,要求振盘的振幅越大,工作时的噪声也越大,会降低振盘的工作寿命。因此一般将振盘的速度调节到适当的水平,既能满足机器的节拍时间要求,又不致使振动幅度过大。