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磁材磨削自动收料机研制

类别:公司动态   发布时间:2020-11-13 18:37:36   浏览:

  无心外圆磨是一种适用于大批量生产的磨削方法,该磨削易实现强力、高速和宽砂轮磨削,磨削圆度可达0.005-0.001mm,表面粗糙度可达Ra0.1-0.025um。要实现高效率磨削,在无心磨床上配置自动上下料系统是非常必要的,可以更加安全、可靠地实现设备自动化操作,提高设备利用率,减少操作工人数,降低工人劳动强度。以往的研究往往采用机械结构复杂的机械手和PLC电气控制系统,对于结构简单稳定性又能满足要求的研究较少。

  现场设备概况

  磁材磨削自动收料机研制(图1)

  如图1,某厂采用重庆磨床有限责任公司M1080C型号无心外圆磨床磨削圆柱磁性材料,在该磁材磨削生产线中,上料采用振动盘能够高效的实现有序上料。但下料配置,现有的磨床收料设备采用的是:采用角铁制作成一个倾斜的滑道,焊接于机床上,工件磨削完毕顺着滑道下滑。在角铁端部用不锈钢钣金搭建一个倾斜的支架平台,平台上面放置镂空收料盒,下滑的工件直接落入收料盒,切削液透过镂空收料盒沿着支架平台斜面、切削液回收管回收。

  经现场调研发现:第一,由于磁性材料非常脆,在滑下来落入收料盒的瞬间,磨料的端部磕碰而崩掉产生缺陷,现有的生产线废品率达10%。第二,工件下落位置固定,容易无序扎堆,需要人工去拨散,浪费人力资源,降低生产效率。第三,由于滑道倾斜角度固定,不能适应不同大小的工件,造成有些工件滑落速度过快,有些滑落过慢,甚至滑不动。

  为此,该改造项目的系统技术要求如下,磁材尺寸规格为:直径范围为φ2mm-φ30mm,长度为30mm。材料为脆性材质,密度为7.9g/mm^3。根据工厂要求,主要有三点:一是防止磁材磕碰,减少磁材端面崩坏,降低废品率;二是磁材有规律的放置于收料盒中;三是切削液的回收利用。

  机械机构设计及工作原理

  图2为自动磨削收料机的成品示意图,该设备的机构主要分为出料滑槽、收料盒托盘、移动平台、机架、滑槽安装架、风琴罩、电控箱等主要部件组成。

  磁材磨削自动收料机研制(图2)

  机械构造及整体外形尺寸根据缓冲、排序、回收切削液三点要求,设计整体机械结构如图3所示。工件运动轨迹规划如图3箭头所示。

  磁材磨削自动收料机研制(图3)

  缓冲设计主要从减小工件滑落时的速度以及吸收滑至端部的工件的冲击力两个角度来设计方案。通过改变引导槽的倾斜角度和折弯曲率来增加摩擦力,并适当的增加些辅助缓冲附件来减小冲击。采用如图4所示的装置能够很好的达到降低速度和吸收冲击的效果。

  磁材磨削自动收料机研制(图4)

  如图4,磨削完成的工件从滑轨的顶部开始下滑,顺着出料滑槽3滑动到达滑槽端部与缓冲垫7碰撞,工件的冲击力被缓冲垫吸收。光电开关6感应到工件到位,发信号给控制器,控制器输出使开门气缸5和阻挡气缸4动作,开门气缸5推动开门8打开,工件滑落,阻挡气缸伸长阻挡后面滑落的工件,形成节拍。

  前调节杆1和后调节杆2伸缩调节改变出料槽3的倾斜角度,使工件能够顺利滑下,但下滑速度处于一个合适的大小。

  排序厂家要求,工件应单层规则的平放于收料盒中,根据工件的规格特征,采用斜坡滚动排序法实现排序。具体,从出料滑槽经开门滚落的工件,落入放置于斜坡上的收料盒,沿着收料盒地面滚动排成一排,排完一排后,平台移动一个位置接着排第二排、第三排...直到排满整个收料盒为止。由于工件大小不一,滚动的速度存在差异,所以斜坡应设置成可调,具体如图5所示。

  磁材磨削自动收料机研制(图5)

 体育外围 如图5,收集工件的收料盒放置于斜坡盒上,斜坡盒可以绕合页铰链旋转,倾斜角度设计为可调,经计算摩擦角,以及现场实验测定,可调角度设计为5-10度能够满足现有生产各种规格的工件要求。带有滑槽的竖直支架1,滑块a2,滑块b3,斜坡托盘8构成双移动副四杆机构,带有滑槽的竖直支架1通过螺钉固定于移动平台7上,滑块a1可以移动副的形式在竖直滑槽上下自由滑动,滑块a2与滑块b3铰接,滑块b3可以在斜坡盒8的端部滑槽4自由伸缩移动,斜坡托盘8与移动平台7通过合页5铰接在一起。以强度、稳定性为设计准则,设计各个构件的尺寸,再加以校核直至满足设计要求。

  磁材磨削自动收料机研制(图6)

  如图6所示,步进电机、导轨、丝杠、移动平台、螺母等构成单轴移动模组,实现间歇运动。

  磁材磨削自动收料机研制(图7)

  如图7左所示收料盒滑杆围住三条边,第四条边开有缺口,收料篮子底部镂空,切削液往下漏,斜坡如图所示箭头流向排液口1,再经排液软管回收。如右所示更换收料盒示意图,当滑台走完一个行程,收料盒收集满棒料后,从左边抽离装满棒料的收料盒,同时右边送入新的的收料盒完成更换。

  电力控制部分

  步进电机采用57步进电机112mm/3A2.8n.m+配套驱动器DM542。驱动器采用交流伺服驱动器的电流环进行细分控制,电机的转矩波动很小,低速运行很平稳,几乎没有振动和噪音。高速时力矩也大大高于其它二相驱动器。控制器采用鸿达智控智能可编程单轴步进电机控制器HD1008。电气原理机接线图如8所示。

  磁材磨削自动收料机研制(图8)

  结束语

  本设备已投入使用,磁材的废品率从10%降为5%以内。磁材有序置于收料盒中,为后续检测带来便利,提高了生产效率。同时通过自动化,降低了工人劳动强度,从原来每台磨床配置3个工人到现在每台磨床只需配置1个功能,节约了人力成本,为企业带来了良好的经济效益。

  磁材磨削自动收料机研制(图9)


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