第二章 工序自动化(2)

2.1.6料斗装置与自动定向方法自动定向料斗装置机械传动式料斗装置振动式料斗用抓取法定向的料斗装置用槽隙定向的料斗装置用型孔选取法定向的料斗装置用重心偏移法定向的料斗装置直槽式振动料斗圆盘式振动料斗一、机械传动式料斗装置1、机械传动式料斗装置的定向方法机械传动式料斗装置的定向方法抓取法槽隙定向法型孔选取法重心偏移法(1)、用抓取法定向的料斗装置1链带；2链带轮；3料斗；4销子；5输料槽；工作原理利用运动着的定向机构抓取工件的某些表面，如孔、凹槽等，使之从成堆的杂乱工件中分离出来并定向排列。常用的定向机构有杆、销、钩子等，适用于带孔的套状、碗状和环状零件。装着销4的链带1在连续运动时，堆放在料斗3中的工件被销子4挂住后被带向上，顺次进入输料槽5。当输料槽中料充满后，链带1上的销子仍带着工件向输料槽中挤入，于是输料槽弯曲部分的弹簧盖门被压开，多余的工件落入另外的料箱中。。(2)、用槽隙定向的料斗装置在这种料斗中，用专门的定向机构搅动工件，使工件在不停的运动中落进沟槽或缝隙实现定向。定向机构可以作直线往复运动、摆动运动或回转运动。这一类料斗可用于螺钉、螺帽、片状、圆环以及各种带头部的工件。滑块式料斗实例1侧盖板；2联接板；3双轨式料槽；4滑块；5曲柄；6连杆；7摩擦离合器；8皮带轮；9料斗；10剔除器。(3)、用型孔选取法定向的料斗装置在这种料斗中，利用定向机构上一定形状和尺寸的孔穴对工件进行筛选，只有位置和截面相应于型孔的工件，才能落入孔中而获得定向。这种定向机构大多都作连续的回转运动。旋转管式料斗实例1料斗；2料斗架；3齿轮轴；4定向管；5搅动器；6软管；D1带轮；D2带轮；Z1圆锥齿轮；Z2圆锥齿轮；(4)、用重心偏移法定向的料斗装置对于一些在轴线方向重心偏移的工件，可以利用这一特性，使重端倒向一个方向。对于某些重心偏移不太明显的工件，则在料斗中用一些简单的构件人为地造成重心偏移，借以使之定向。5、卸料机构1弹簧夹头；2卸料杆；3弹簧；4螺母；5工件；工作原理卸料杆2装在弹簧夹头1内。当上料杆（或机械手）将工件5送入夹头时，便强行将卸料杆2向内推入并压缩弹簧3。当夹头夹紧工件后，在整个加工过程中弹簧3一直处于压缩状态。加工完毕后夹头一经松开，卸料杆便在弹簧3的作用下将工件顶出。螺帽4用以限制卸料杆伸出后的位置。弹簧式卸料杆的结构一般比较简单，但是工件在弹簧力的冲击下推出夹头时，一方面势必撞击在其他部件或接料容器上，同时也不易保证工件在卸下后保持正确的定向。所以当工件的表面不允许碰伤时，卸料杆的弹簧力不宜过大或最好不采用这种方式卸料；如果在自动线中要求工件卸下后保持一定的方向运送到下一台机床去时，也不宜采用这种方式卸料。2、振动式料斗装置振动式料斗装置的类型直槽式振动料斗圆盘式振动料斗振动式料斗装置的优点：（1）送料和定向过程中没有机械的搅拌、撞击和强烈的摩擦作用，因而工作平稳。对于已经精加工的工件，以及薄壁、弹性、脆性的工件用这种料斗是很合适的。所以在自动装配过程中，对一些小型零件自动送料，绝大多数都采用这种料斗。（2）结构简单，易于维护，比较耐用。（3）通用性强。对于一般小型工件都能适用，对于形状特性不同的工件，只有定向元件不同，其它结构都能通用。送料速度也可以较方便地调节。振动送料的原理还可用于工件的输送、提升等装置。振动式料斗装置的缺点：（1）工作中有噪声，特别当工件较大或结构参数设计得不合理时噪声尤大，以致扰乱周围的工作环境。因此必须合理地设计和调整，使之减小和避免噪声，同时，这种料斗对于尺寸和重量较大的工件不甚适合。（2）必须保持料斗中洁净的工作条件。当工件表面染有油污或料道上有灰屑油污时，将显著影响送料速度和工作效果。直槽式振动料斗的结构1工件2滑道3板弹簧4铁芯和线圈5衔铁6底座直槽式振动料斗的工作原理以半波整流为例，整流电流与时间关系如图受力分析一22a当，电磁力逐渐减小，当弹簧力＞电磁力时，在弹簧力作用下滑台带着工件以加速度a1从左下方向右上方升移，受力情况如图。)]sin(cos[111mamgNFsin)cos(1mgmasin)cos(11mgmaF)sin(cos11mamgN摩擦力：向左下方合力：当时，静摩擦力使sin)cos(11mgmaF工件与滑台保持相对静止，一起向右上方运动。当时，工件相对滑台向左下方滑移。21BBB2B1受力分析二当电流从，电磁力逐渐增大，当弹簧力＜电磁力时，在电磁力作用下滑台带着工件以加速度a2从右上方向左下方移动，受力情况如左图。252)sin(cos22mamgNi）当N20时，即向右上方的合力：)sin(cos2mamg)]sin(cos[222mamgNFsin)cos(2mgma①当时，工件相对于滑台向右上方滑移，；②当时，工件相对于滑台静止，一起与滑台向左下方移动，仍在B1位置。sin)cos(22mgmaF312BBsin)cos(22mgmaFB2B1B31ⅱ）当即时，工件跳起来，根据跳起的高度，落下时相对滑台位置有三种情况：①工件腾空时间等于滑台下降时间，则工件再次与滑台接触时，向前移一大步，B2B32；②工件腾空时间小于或大于滑台下降时间，则工件再次与滑台接触时，向前移一小步，B2B33；③工件腾空时间等于滑台往复时间，则工件再次与滑台接触时，落在原位；)sin(cos2mamg02N示意图B2B33B32二、振动上料器平稳工作的条件：要求：平稳前移，尽可能快，不要跳起，影响定向。a）电磁力弹簧力时，要求工件随滑台移动，即sin)cos(11mgmaFsin)cos()]sin(cos[11mgmamamg)sin()cos()sincos(1gab）电磁力弹簧力时，要求工件不跳起并尽可能前移。i）工件不跳起：ii）工件前移：)sin(cos2mamg)sin(cos2gasin)cos(22mgmaF)]sin(cos[sin)cos(22mamgmgma)sin()cos()cos(sin2ga圆盘式电磁振动上料器的组成底盘支座料斗1.槽体部分2.激振部分3.减振部分4.供电部分1.4零件的整列1.3零件的定向动画演示2.1.4装卸料机械手机械手类型专用机械手通用机械手架空式输送机械手专用机械手运动自由度一般较少，结构不复杂；通用机械手具有较多的运动自由度，结构复杂；架空式输送机械手不仅能自动装卸工件，而且担负着工位间的传送工作。机械手组成机械手手部腕部臂部真空吸盘式机械式电磁式机械式夹爪的几点基本要求：（1）应具有足够的夹紧力；（2）应具有一定的开闭角度，便于抓取和退出工件；（3）应保证工件能准确地定心或定位，使之能顺利地安装到机床夹具中；（4）尽可能使结构紧凑，重量轻，有利于减轻臂部的负载。作业1、试述机械传动式料斗装置的定向方法。2、试推导直槽式振动上料器正常工作应满足的条件。