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1、1.自动上料机构的应用 1）自动上料机构的实用意义 2）基本条件和基本类型 2.料仓式上料机构的主要组成 料仓与输料槽 上料器与隔料器 驱动装置 送料分路与合路 3.典型结构 直线往返式送料 摆动式送料 回转式送料 上次课程主要内容: 31/01 1 4.3 定向自动料斗 功能：将零散堆放的工件作有序排列，并 按一定速率输出。 1.基本类型（P127表4-1） 运动形式分四类： 旋转运动、往返摆动、直线往返运动、振动 供料方式三类： 单件供料、成批供料、连续供料 31/02 2 （1）单钩式（图1） 工件：带孔短圆柱形 原理：旋转的弯钩， 在大量工件中移动， 穿过工件中孔将其送 入出料管内。
2、成功率？ 31/03 3 （2）圆盘式（图2、3、5） 适用各类形状复杂的工件。 原理：旋转底盘成一 定倾角，工件积于低侧， 底盘旋转时凹槽带出工 件，由选择器去除位置 不正确工件。 利用形状特点定向。 31/04 工件 4 利用重心偏置排列： 不对称工件的重 心与形心不重合，利 用重心偏置来进行定 向。（如图） 最常用方式之一。 料盘结构问题： 动盘、定盘支持及相 对运动的实现； 定心、摩擦问题 定向机构设计 31/05 工件 K向展开 错位1错位2 5 小型细长轴类工件： 倒锥形料斗内安装 旋转搅拌器（或料斗旋 转），不断运动过程部 分工件落入出料槽。 关键问题： 如何根据工件外形设 计搅
3、拌器形状。 尺寸、角度、位置 等 31/06 工件仓 6 （3）往复升降式（图4） 31/07 工件1工件2 一定条件下， 槽类提升板在料堆 中上下移动将嵌入 槽内的部分工件送 进输出槽。 用于不对称工 件时，设计相应的 剔除装置进行定向。 升降部分运动规律？ 移动副设计？ 7 （4）振动料斗（图6） 电子制造业中应用最 广泛的一类专用设备。 通过对料盘、滑道、 整理等结构的改型设计， 能适应各种形状工件。 设备特点： 稳定性好 工作效率高 31/08 8 2. 定向方法与过程 31/09 自动定向料斗实现有序定向排列的过程 包括排列和剔除（纠正）两个重要环节。 （1）排列装置 动力源：机械、
4、电磁、气动、液动等 执行部分：驱动工件进入预定通道 根据动力及工件形状、特点，驱动执行 方式可为机械、电磁、气动、液动等。 9 （2）剔除或纠正 运动中判断工件在排列后位置的正确性。 此类装置有机械、光电感应等形式，由于 实际应用中多以形状、尺寸、重心位置 为判断条件，因此一般采用机械装置；工件结 构复杂时还可设置多处剔除。 料槽中设置特殊段 料槽合适点安装定向装置 31/10 颜色识别 ？ 10 例1：垫片排列、定向 动力源 振动电磁铁，弹簧力 剔除方式 通道缺口，不正确工件回落 31/11 电磁振动盘上料 落回料仓进工作位 11 例2：盖类中空零件（电磁振动盘） 限制板纠正 通道底部R形凸
5、肩 31/12 工件 凸肩 限制板 前进方向 进工位 电磁振动盘纠正、剔除机构 12 31/13 其他形状实例 缺口、限制板 13 31/14 动力：电磁振动 利用重心位置纠正： 孔口朝上下料 进料方向 根据试验结果，在阶 梯部分还需增设其他辅助 结构，减少失误率。 14 3. 送料率及防堵装置 （1）平均送料率 Q平均 式中：Z定向机构中取料构件数 P每取料构件抓取的工件数 n取料构件每分钟循环数 KQ取料构件的充满系数 充满系数KQ反映了具体装置的定向概率， 数值大时设备工作性能稳定。 31/15 15 （2）排满防堵装置 一般生产线需保持稳定的生产速率，而 自动上料装置受定向概率影响，工
6、件供应的 速率不稳定（一般取平均速度）。 实际应用中，上料装置平均上料速度必 须大于生产线速度，必然存在堵塞问题。 上料过多时段（排满堵塞）： 暂停送料 关闭送料入口 31/16 利用各类感应开关，控 制动作元件实现自动控 制。 16 4.4 电磁振动料斗 利用电磁铁高频率地吸合与放松，造成 送料系统的振动而实现连续送料。 电磁振动料斗适用于 小、微型不同形状、尺寸 的元件，是电子制造行业 生产线应用最为广泛的自 动上料机构。 31/17 料盘 衔铁 线圈 板簧 底座 胶垫 主要组成部分： 螺旋槽料盘 支撑弹簧 电磁振动器 17 特点： 无需机械传动装置 工件之间无搅拌、碰撞、摩擦，上料平稳
7、易于使用及维护，故障少，可靠性高 适用范围广，送料速率高 易于标准化、系列化、通用化 存在较大的工作噪声 不易输送尺寸和重量大的工件 不适合有油污、水渍的工件 31/18 18 1. 振动料斗的工作原理 31/19 振动器：半波脉动电压、线圈铁芯、衔铁 由于装置参数、安装的影响，工件的料 槽上出现不同的效果。 原理图 常见布置图 19 （1）工件运动状态分析 半波高频交流电（或半波脉动电压）通过线圈： 电流从零到最大的1/4周期内衔铁吸 引力逐渐增大，料盘整体下移； 电流最大到零的1/4周及零电压半周， 衔铁放松，料盘上弹； 由此循环，不断产生往返振动。 31/20 交流或脉动电压 半波交流或
8、脉动电压 I/vI/v 20 g = ay；t0 = t ay ay g ay；t0 t ay gay 1）工件运动分析 工件随料盘振动 上升、下降。在下降 时料盘垂直分加速度 ay 与工件重力加速度 g之 比判断工件运动状态。 当 g = ay为临界， 只有当g ay时工件离 开料盘轨道底面，有向 前运动趋势。 31/21 21 2）基本假设 工件在盘中受力十分复杂，分析时可在一 定假设的前提下进行： 1）忽略工件之间、工件侧壁之间的碰撞影响 2）与料盘相比忽略工件质量，并视为质点 3）料槽在激振力作用下作简谐运动 4）忽略工件跳跃回落碰撞对传输的影响 工件在重力、支承力、摩擦力、惯性力、
9、其他干扰力等共同作用下，有四种状态。 31/22 22 （2）工件的四种基本运动形态 1）相对静止：受静摩擦作用，无相对运动 2）正向滑移：动滑动摩擦作用沿料槽向前运动 3）反向滑移：动滑动摩擦作用沿料槽向后运动 4）跳跃运动：受惯性力和重力向前抛物线运动 31/23 正向滑移 ay 23 （3）工件不同运动基本条件 1）向上运动 设：如图工件在盘内料槽上作向上运动 受力方程： 31/24 向上运动的条件 ： 其中Fa为惯性力，有： 即最小加速度 ： 4-1 h v 滑道倾角 振动升角 作用力 24 2）向下运动 设：如图工件在盘内料槽上作向下运动 受力方程： 31/25 向下运动的条件 ：
10、惯性力仍等于 ： 最小加速度： 4-2 h v 滑道倾角 振动升角 25 3）跳跃运动 设：如图工件在盘内料槽上作跳跃运动， 要求法向惯性力大于工件上的法向合力。 即： 31/26 其中惯性力： 最小加速度：4-3 h v 滑道倾角 振动升角 26 4）相对料槽静止 上述三种状态都不满足时即为静止状态。 5）整理表达式 4-1、4-2、4-3 设： 向前运动条件： 31/27 向后运动条件 ： 跳跃条件： 4-6 4-4 4-5 27 相关结论分析： 令： 31/28 考虑实际应用条件，显然有：BC1； 若设 则有： 静止状态： 向前运动： 向前向后并存： 向前向后跳跃并存： 28 （3）.电
11、磁振动盘设计 上料设备应实现有效地对工件进行单向 输送，上述除静止状态外，其余三种情形皆 可以实现。 1）基本条件 振动频率f=50Hz； 机械振幅很小，约2-5mm； 工件非匀速运动 由于振动过程工件运动、受力都十分复 杂，送料速度通常仅用平均速度描述。 31/29 目前常用电磁振动上料 进给平均速度为1-5m/min， 根据工件尺寸合理选择。 如：工件尺寸10mm，进给 量200件/min，则上料平均 速度选择2.5-3.0m/min为宜。 应考虑的问题： 上料成功率；过量堵塞 29 2）理论分析与计算 理论分析是具体参数设计的基础，重 点考虑输送速度与平稳性。 参阅教材P135-137及实验P155-156。 3）参数选择依据 1）优先考虑 该条件送进平稳，但速度受限制 2）选择 或 送进速度可大幅提高，但干扰冲击大。 31/30 30 作业： P156:6 31/31 31
