我又來了丨彈簧分料裝配擺盤機分析--前半部分

每次一例

說在前面的話：其實前兩天也群發了一個消息，但是肯定很多人都沒看到，就是之前公眾號雖說也是一周一更，但是規律太隨性了（我自己都摸不清，哈哈哈），所以就把每周的發文時間定在周日的晚上22:00，如果有事情發不了的話，會跟大家提前請假，但是到時候一定要原諒我啊。

為了讓你看完，我就把模型放到最后了。

下面進入正題，看看今天要分析的設備是什么樣的：




可以看到，整個設備共有4個工序，組裝的產品如下：






雖然不知道這是個什么零件，但這并不重要，畢竟我們主要是學習它的機構。

整個設備的工作順序如下：


一、彈簧通過振動盤上料到中間的轉盤上；

二、然后跟著轉盤旋轉到工序二處；同時撥桿上料，和彈簧組裝在一起；

三、組裝后的產品跟隨轉盤到達壓緊工序，將撥桿和彈簧進行壓緊；

四、最后產品到達工序四處，由下料機構將產品進行下料擺盤。

然后，按照工序來分析一下這臺設備，注：還是將整個解析分成兩個部分，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，這個工序主要由上面幾個部分組成，先來說一下這些部分的工作順序，然后再更進一步的分析這些機構。

1、彈簧被倒入振動盤，然后依次出來到達理料機構；

2、通過理料機構，彈簧達到容易被抓取的狀態；3、搬運機械手抓取彈簧放到轉盤治具上。

接下來開始挨個分析這幾個機構：


一、機架

關于機架，我們就簡單提一下：





可以看到安裝板下面都是加了墊塊的，這些墊塊焊接在機架上，進行過熱處理后，再通過加工將墊塊加工成一個平面，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。（關于這個，其實在之前的文章里提到過，這里再給大家加深一下印象）


二、振動盤部分




彈簧倒入振動盤中，由振動盤將彈簧件按照固定的狀態震出來；而振動盤一般都要搭配直線振動器使用，直線振動器的作用是將從振動盤震出來的零件往前震動；可以看到，在直線振動器上的料道總共有4個，每個振動盤有2個。


三、理料機構

從振動盤出來的彈簧進入理料機構：




從上圖可以看到，左右兩側各一個理料機構，每一個對應兩個料道，機構和工作原理都是一樣的，所以我們就針對其中一個進行分析。


工作步驟如下：

1）彈簧從振動盤料道進入過渡板，穿過后進入旋轉機構；




2）旋轉機構旋轉90°，等待搬運機械手抓取彈簧：




繼續來分析一下具體的機構：


1、過渡板、擋料機構




彈簧穿過過渡板進入旋轉機構，這時擋料機構的雙軸氣缸伸出，擋料桿利用本身重力壓住第二根彈簧，防止它繼續向前，以上就是擋料機構的作用。

擋料桿沒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，同時還不會對它產生損壞，這個理念大家同樣可以運用在其他的設計中。


2、旋轉機構





1）通過傳感器檢測彈簧是否進入旋轉塊，我們可以看到旋轉塊的左右兩側各有一個槽，它們的作用是為傳感器檢測彈簧讓開位置。





2）當傳感器檢測到彈簧后，氣缸帶動齒條運動，然后驅動齒輪和旋轉塊旋轉，這里可以來看一下齒條是怎么安裝的：





齒條在底座上滑動，上面通過兩側的壓塊限位；氣缸和齒條通過柔性方式（如上圖）進行連接。


3）限位桿固定在旋轉機構的軸上，作用是在旋轉時進行限位，同時通過調節液壓傳感器還可以調節旋轉機構的旋轉角度，限位桿和軸是這樣固定的：





三、搬運機械手




這個機構也比較簡單，其實就是氣缸相互配合推來推去，我們就來說一下它的工作順序：


1、夾爪氣缸通過手爪夾住彈簧，然后縱向氣缸提起來；


2、橫向氣缸伸出，推動機構移到轉盤治具上方，同時變距氣缸推動右側手爪，這樣，手爪的間距就和轉盤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。


關于搬運機械手的夾爪，我始終沒看懂它是怎么工作的，我覺得實際手爪應該是這樣的（關于這個部分，如果我理解錯了，歡迎大家在評論區指出）：





四、轉盤部分



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的，旋轉的是轉盤連接的那部分（剛開始我以為中空部分是旋轉的，還納悶了好一會，所以提醒一下大家）。


工序二：撥桿上料





這個工序中的振動盤部分、理料機構其實和工序一中的是一樣的，所以這兩個部分，我們就不分析了，來聊聊其他機構。


一、搬運機械手




大家可以看到，其實這個機構和工序一中的搬運機械手基本是相同的，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+絲桿的傳動方式，之所以這么做是因為這個工序需要進行撥桿和彈簧的裝配，因此對高度方向有一定的要求。

既然說到了這里，我們就來看一下這個機構中的絲桿模組都由哪些組件組成：





以上就是一個常規絲桿+導軌模組機構的組成，順便說一下絲桿輸入扭矩和推力的關系：

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：傳動效率（滾珠絲桿的傳動效率一般為85%-95%）i：導程（這里的單位是m）


二、頂升機構、彈簧夾持機構




將這部分分成三個：彈簧夾持機構、擺放治具、頂升機構，這次我們先來分析這三種機構的工作原理，最后再說它們是怎么配合工作的。


1、彈簧夾持機構








可以看到，整個夾持機構是安裝在凸輪分割器中空部分上的，所以它是不會跟隨分割器旋轉的；

推送氣缸推動夾爪氣缸前進后退，而限位塊是在夾爪氣缸前進時起到調節停止位置的作用（注：在限位塊上安裝油壓緩沖器，就可以通過調節它，來決定夾爪氣缸前進時的停止位置）。

2、擺放治具

產品擺放塊和固定板是滑動配合關系，即產品擺放塊可以在固定板內上下滑動；彈簧導向桿處是有彈簧的，只是模型上沒有建模出來。

因此這個機構的工作原理如下：下面的頂升機構通過頂彈簧壓板，使產品擺放塊向上移動；而當頂升機構松開后，在彈簧的作用下，產品擺放塊降下。


3、頂升機構




機構的工作原理如下：

1） 氣缸縮回，拉著滑動塊沿滑動底座后退；


2）從上圖，大家可以看到滑動塊和頂升塊的斜面配合，所以當滑動塊向左移動時，會使頂升塊向上移動，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，還會壓縮彈簧放置位里的彈簧；


4）當氣缸伸出，滑動塊向右移動，這時頂升塊在彈簧的作用下就會向下移動。


三個機構的原理分析完了，咱們再來看一下它們是怎么配合工作的：


1）擺放治具旋轉到位后，彈簧夾持機構向前運動，然后夾住彈簧（其實并沒有夾住，夾爪和彈簧之間還有間隙，相當于夾爪起到的是限位作用），狀態如下圖（之所以需要夾住彈簧，是起到定位和固定作用）；

2）這時，搬運機械手抓取撥桿向下移動，使撥桿達到如下狀態：

3）最后，頂升機構頂起擺放治具，從而使彈簧套到撥桿上；

4）裝配完成后，彈簧夾爪松開退回，搬運機械手移開，擺放治具降下。

好了，以上就是彈簧分料裝配擺盤機前半部分的兩個工序，還是那句老話，分析時可能會有存在錯誤的地方，也歡迎大家在評論區指出，我們一起進步。

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


分析那么詳細，又有模型拿的公眾號哪里去找。

未來第一站

感謝分享。

曉昀

大俠寫文章有一手，原來也是工程高手！原來深藏不露，大贊！

zhufeng_hgp

感謝分享

劉相民lxm

好文

每次一例

曉昀 發表于 2020-6-16 22:26
大俠寫文章有一手，原來也是工程高手！原來深藏不露，大贊！

謝謝大俠的點評

順子93

分析的很細節，很好。

lgckksse987

感謝分享！

廣州粵研鐘彥華

這是社區里的活雷鋒，老鷹應該每次給你獎勵1000威望！社區里真的想學技術和交流技術的人應該大力支持這種文章

寰宇無人

贊，LZ厲害，學習，學習，辛苦了