上蓋砂芯在線位置對中找正裝置探討

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摘要：針對鑄造廠聯(lián)體缸蓋底盤和上蓋砂芯在線自動化生產(chǎn)線上底盤芯和上蓋芯在運(yùn)輸過程中相對托盤位置不統(tǒng)一，不能實(shí)現(xiàn)自動化組芯的情況研發(fā)了對中找正裝置，該裝置解決了聯(lián)體缸蓋底盤芯和上蓋芯在輸送托盤上在線位置對中找正和定位，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動化組芯，具有一定的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：聯(lián)體缸蓋；組芯；對中找正

近年來隨著生產(chǎn)工藝要求不斷提高，技術(shù)工種用工短缺的現(xiàn)象不斷加劇，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造，加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。工業(yè)機(jī)器人和專用機(jī)械在鑄造行業(yè)廣泛應(yīng)用，要在鑄造廠聯(lián)體缸蓋底盤芯和上蓋砂芯在線實(shí)現(xiàn)自動化組芯，必須對聯(lián)體缸蓋底盤和上蓋芯組芯前進(jìn)行在線位置對中找正定位，及保證砂芯相對托盤位置在組芯前位置一致。聯(lián)體缸蓋砂芯經(jīng)過機(jī)器人浸涂轉(zhuǎn)運(yùn)和烘干爐烘干轉(zhuǎn)運(yùn)相對托盤位置已經(jīng)發(fā)生變化，必須對其位置進(jìn)行對中找正。本設(shè)備針對聯(lián)體缸蓋底盤芯和上蓋芯進(jìn)行位置對中找正，能夠滿足機(jī)器人合上蓋工藝需求。

1在線位置對中找正結(jié)構(gòu)

聯(lián)體缸蓋底盤芯和上蓋砂芯在線位置對中找正系統(tǒng)如圖1所示，由伺服提升單元、對中找正外支架、四導(dǎo)柱升降單元、砂芯寬度方向?qū)χ姓艺⑸靶鹃L度方向?qū)χ姓艺⑼斜P定位裝置氣動單元等組成。

1.1伺服提升單元

通過伺服電機(jī)驅(qū)動電動缸上下運(yùn)行，可以快速響應(yīng)精確控制升降高度，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，通過PLC控制伺服驅(qū)動器參數(shù)實(shí)現(xiàn)升降高度在規(guī)定范圍內(nèi)任意可調(diào)，用于兼容不同品種砂芯工藝需求，升降重復(fù)精度±0.1mm。

1.2四導(dǎo)柱升降單元

升降單元采用四導(dǎo)柱形式（如圖2），設(shè)備剛度好形變小，導(dǎo)向精準(zhǔn)而且運(yùn)行平穩(wěn)。

1.3砂芯寬度

長度方向?qū)χ姓艺撗b置砂芯寬度方向（圖3）對中找正運(yùn)動范圍是310mm～470mm，可以兼容砂芯寬度尺寸320mm～460mm內(nèi)不同品種砂芯，該裝置砂芯長度方向（圖4）對中找正運(yùn)動范圍是540mm～1180mm，可以兼容砂芯長度尺寸550mm～1160mm內(nèi)不同品種砂芯。其對中找正公共部分包括（1）驅(qū)動氣缸、（2）直線滑塊、（3）夾具、（4）齒條、（5）齒輪，寬度對中齒條安裝在腹板支架上，長度方向?qū)χ姓艺X條利用自身配合導(dǎo)向輪組運(yùn)行。

1.4托盤定位裝置氣動單元

托盤定位裝置氣動單元如圖5所示，有（1）氣動支架、（2）管路調(diào)壓器、（3）三位五通中封電磁閥、（4）節(jié)流調(diào)速閥、（5）三軸氣缸、（6）原點(diǎn)定位輥輪支架、（7）輥輪組成，通過管路調(diào)壓器調(diào)整氣缸壓力，電磁閥結(jié)合控制單元實(shí)現(xiàn)動作，節(jié)流調(diào)速閥調(diào)整氣缸伸出收回速度。

2工作過程

在自動化組芯機(jī)器人前輸送輥道單獨(dú)設(shè)置一個單工位，該段輥道采用變頻控制，在到達(dá)定位位置前先進(jìn)行變頻減速，實(shí)現(xiàn)托盤慢速到達(dá)定位位置實(shí)現(xiàn)托盤初始粗定位，再有定位裝置對托盤進(jìn)行定位。托盤定位完成后，系統(tǒng)收到反饋信號由伺服電動缸運(yùn)行將四導(dǎo)柱升降單元下降到預(yù)定高度并反饋給PLC系統(tǒng)，高度到位后底盤芯和上蓋芯寬度方向?qū)χ姓艺龤飧淄瑫r動作，利用齒輪齒條進(jìn)行相對運(yùn)動，將工件中心強(qiáng)制限定在齒輪中心上。寬度對中找正運(yùn)行完成后，底盤芯和上蓋芯長度方向?qū)χ姓艺龤飧淄瑫r動作，利用齒輪齒條進(jìn)行相對運(yùn)動，將工件中心強(qiáng)制限定在齒輪中心上。經(jīng)過寬度和長度方向?qū)χ姓艺螅ぜ庑沃行暮妄X輪中心重合，實(shí)現(xiàn)底盤芯和上蓋芯在托盤上位置對中找正。實(shí)際生產(chǎn)如圖6所示，在60盤／h的高使用頻率情況下穩(wěn)定可靠。

3結(jié)論

（1）該氣聯(lián)體缸蓋底盤芯和上蓋砂芯在線位置對中找正的結(jié)構(gòu)，設(shè)備構(gòu)造簡單可靠，使用維護(hù)方便，滿足下一步自動化組芯對砂芯位置精度的要求。（2）設(shè)備兼容性強(qiáng)，在規(guī)定范圍內(nèi)的砂芯實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整降低勞動強(qiáng)度。為其他類似需要對中找正的情況提供參考。

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作者：韓圣杰 丁超豪 范虎楠 單位：中國電子工程設(shè)計(jì)院有限公司河南分公司 濰柴動力股份有限公司