我又来了丨弹簧分料装配摆盘机分析--前半部分

每次一例

说在前面的话：其实前两天也群发了一个消息，但是肯定很多人都没看到，就是之前公众号虽说也是一周一更，但是规律太随性了（我自己都摸不清，哈哈哈），所以就把每周的发文时间定在周日的晚上22:00，如果有事情发不了的话，会跟大家提前请假，但是到时候一定要原谅我啊。

为了让你看完，我就把模型放到最后了。

下面进入正题，看看今天要分析的设备是什么样的：




可以看到，整个设备共有4个工序，组装的产品如下：






虽然不知道这是个什么零件，但这并不重要，毕竟我们主要是学习它的机构。

整个设备的工作顺序如下：


一、弹簧通过振动盘上料到中间的转盘上；

二、然后跟着转盘旋转到工序二处；同时拨杆上料，和弹簧组装在一起；

三、组装后的产品跟随转盘到达压紧工序，将拨杆和弹簧进行压紧；

四、最后产品到达工序四处，由下料机构将产品进行下料摆盘。

然后，按照工序来分析一下这台设备，注：还是将整个解析分成两个部分，这篇是前半部分，在最后我把三维模型附上。


工序一：弹簧上料




如上图，这个工序主要由上面几个部分组成，先来说一下这些部分的工作顺序，然后再更进一步的分析这些机构。

1、弹簧被倒入振动盘，然后依次出来到达理料机构；

2、通过理料机构，弹簧达到容易被抓取的状态；3、搬运机械手抓取弹簧放到转盘治具上。

接下来开始挨个分析这几个机构：


一、机架

关于机架，我们就简单提一下：





可以看到安装板下面都是加了垫块的，这些垫块焊接在机架上，进行过热处理后，再通过加工将垫块加工成一个平面，这样就可以做到在较低成本的情况下保障安装板安装面的平整度。（关于这个，其实在之前的文章里提到过，这里再给大家加深一下印象）


二、振动盘部分




弹簧倒入振动盘中，由振动盘将弹簧件按照固定的状态震出来；而振动盘一般都要搭配直线振动器使用，直线振动器的作用是将从振动盘震出来的零件往前震动；可以看到，在直线振动器上的料道总共有4个，每个振动盘有2个。


三、理料机构

从振动盘出来的弹簧进入理料机构：




从上图可以看到，左右两侧各一个理料机构，每一个对应两个料道，机构和工作原理都是一样的，所以我们就针对其中一个进行分析。


工作步骤如下：

1）弹簧从振动盘料道进入过渡板，穿过后进入旋转机构；




2）旋转机构旋转90°，等待搬运机械手抓取弹簧：




继续来分析一下具体的机构：


1、过渡板、挡料机构




弹簧穿过过渡板进入旋转机构，这时挡料机构的双轴气缸伸出，挡料杆利用本身重力压住第二根弹簧，防止它继续向前，以上就是挡料机构的作用。

挡料杆没有和气缸做成硬连接的方式，其原因就是利用挡料杆自身的重量去压住弹簧，同时还不会对它产生损坏，这个理念大家同样可以运用在其他的设计中。


2、旋转机构





1）通过传感器检测弹簧是否进入旋转块，我们可以看到旋转块的左右两侧各有一个槽，它们的作用是为传感器检测弹簧让开位置。





2）当传感器检测到弹簧后，气缸带动齿条运动，然后驱动齿轮和旋转块旋转，这里可以来看一下齿条是怎么安装的：





齿条在底座上滑动，上面通过两侧的压块限位；气缸和齿条通过柔性方式（如上图）进行连接。


3）限位杆固定在旋转机构的轴上，作用是在旋转时进行限位，同时通过调节液压传感器还可以调节旋转机构的旋转角度，限位杆和轴是这样固定的：





三、搬运机械手




这个机构也比较简单，其实就是气缸相互配合推来推去，我们就来说一下它的工作顺序：


1、夹爪气缸通过手爪夹住弹簧，然后纵向气缸提起来；


2、横向气缸伸出，推动机构移到转盘治具上方，同时变距气缸推动右侧手爪，这样，手爪的间距就和转盘治具上的弹簧间距一样了；


3、纵向气缸伸出，夹爪将弹簧放到治具上。


关于搬运机械手的夹爪，我始终没看懂它是怎么工作的，我觉得实际手爪应该是这样的（关于这个部分，如果我理解错了，欢迎大家在评论区指出）：





四、转盘部分



上图中的凸轮分割器是DT型中空的，也就是中间的中空部分是不旋转的，旋转的是转盘连接的那部分（刚开始我以为中空部分是旋转的，还纳闷了好一会，所以提醒一下大家）。


工序二：拨杆上料





这个工序中的振动盘部分、理料机构其实和工序一中的是一样的，所以这两个部分，我们就不分析了，来聊聊其他机构。


一、搬运机械手




大家可以看到，其实这个机构和工序一中的搬运机械手基本是相同的，所以它们的工作顺序也是一样的，唯一不同的是：在这里，纵向用的是伺服电机+丝杆的传动方式，之所以这么做是因为这个工序需要进行拨杆和弹簧的装配，因此对高度方向有一定的要求。

既然说到了这里，我们就来看一下这个机构中的丝杆模组都由哪些组件组成：





以上就是一个常规丝杆+导轨模组机构的组成，顺便说一下丝杆输入扭矩和推力的关系：

F=（2*π*T*n）/iF：丝杆推力（单位：N）

T：丝杆输入扭矩（单位N·m）

n：传动效率（滚珠丝杆的传动效率一般为85%-95%）i：导程（这里的单位是m）


二、顶升机构、弹簧夹持机构




将这部分分成三个：弹簧夹持机构、摆放治具、顶升机构，这次我们先来分析这三种机构的工作原理，最后再说它们是怎么配合工作的。


1、弹簧夹持机构








可以看到，整个夹持机构是安装在凸轮分割器中空部分上的，所以它是不会跟随分割器旋转的；

推送气缸推动夹爪气缸前进后退，而限位块是在夹爪气缸前进时起到调节停止位置的作用（注：在限位块上安装油压缓冲器，就可以通过调节它，来决定夹爪气缸前进时的停止位置）。

2、摆放治具

产品摆放块和固定板是滑动配合关系，即产品摆放块可以在固定板内上下滑动；弹簧导向杆处是有弹簧的，只是模型上没有建模出来。

因此这个机构的工作原理如下：下面的顶升机构通过顶弹簧压板，使产品摆放块向上移动；而当顶升机构松开后，在弹簧的作用下，产品摆放块降下。


3、顶升机构




机构的工作原理如下：

1） 气缸缩回，拉着滑动块沿滑动底座后退；


2）从上图，大家可以看到滑动块和顶升块的斜面配合，所以当滑动块向左移动时，会使顶升块向上移动，从而将上面摆放治具的弹簧压板顶起；


3）顶升块在上升的同时，还会压缩弹簧放置位里的弹簧；


4）当气缸伸出，滑动块向右移动，这时顶升块在弹簧的作用下就会向下移动。


三个机构的原理分析完了，咱们再来看一下它们是怎么配合工作的：


1）摆放治具旋转到位后，弹簧夹持机构向前运动，然后夹住弹簧（其实并没有夹住，夹爪和弹簧之间还有间隙，相当于夹爪起到的是限位作用），状态如下图（之所以需要夹住弹簧，是起到定位和固定作用）；

2）这时，搬运机械手抓取拨杆向下移动，使拨杆达到如下状态：

3）最后，顶升机构顶起摆放治具，从而使弹簧套到拨杆上；

4）装配完成后，弹簧夹爪松开退回，搬运机械手移开，摆放治具降下。

好了，以上就是弹簧分料装配摆盘机前半部分的两个工序，还是那句老话，分析时可能会有存在错误的地方，也欢迎大家在评论区指出，我们一起进步。

我把模型放在公众号里了，大家在公众号聊天界面回复：弹簧，就可以拿到下载链接了。


分析那么详细，又有模型拿的公众号哪里去找。

未来第一站

感谢分享。

晓昀

大侠写文章有一手，原来也是工程高手！原来深藏不露，大赞！

zhufeng_hgp

感谢分享

刘相民lxm

好文

每次一例

晓昀 发表于 2020-6-16 22:26
大侠写文章有一手，原来也是工程高手！原来深藏不露，大赞！

谢谢大侠的点评

顺子93

分析的很细节，很好。

lgckksse987

感谢分享！

广州粤研钟彦华

这是社区里的活雷锋，老鹰应该每次给你奖励1000威望！社区里真的想学技术和交流技术的人应该大力支持这种文章

寰宇无人

赞，LZ厉害，学习，学习，辛苦了