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1、浅析自动上料装置摘要：自动上料装置通常由供料器、隔离机构、分路机构、合路机构、上料机构及机构等所 组成。其中，供料器、隔离机构及上料机构是其最基本的三个组成部分。各机构之间的连接 通常使用料道或其它输送机构。在实际应用中，上述各机构往往不是彼此独立的，有时一个 机构既能将工件隔离又能将其分路，或既能将T件隔离又能上料。本文从H动化机械入手, 举例供料器、隔离机构、上料机构的一些实例和分析，以及国民生产中几个创新性实用性极 高的白动上料机械以供学习交流。1引言工件机械加工的自动化可分为半自动、全自动、完全自动三种形式，半自动 是指工件的装卸利用人工操作，只有加工过程自动化；全自动话是以手工将工件
2、 填装入滑槽或料仓，装卸、加工全部自动化的机械；完全自动化是用有工件整理 能力的进料器、料斗等对滑槽或料仓供给工件，而且可一次对进料器供给大量工 件。以前设计机械，只需要满足机能，成本低廉即可，先进为了提高生产效率， 还必须考虑自动化程度，设计成可自动化供给，在设计中工序越少越好。虽然自 动供给方式有众多优势，但并不是所有零件都适用，工件产量少、种类多、不允 许外观有划痕破损等情况都不适合用自动供给装置，但可考虑半自动化。2供料器2.1振动式供料器振动式进料器是漏斗式进料器中最常见的形式，其原理是给电磁铁通脉冲电 压，电磁铁使旋涡盘振动，振动弹簧与旋涡盘配合实现垂直轴周围的角振动，工 件借助与
3、轨道的摩擦力和间歇性的振动过程实现工件的运送。振动式供料器在工 件进料器中通用性最大；动作平稳，工件划伤程度低且易调整工件供给速度图1与图2是两种种振动式供料器的举例，图3是振动供料器的一种直接应用, 即电磁振动筛，常用于药片（锭状物）的筛分。只需要将需筛选物大量投入料斗, 将会自动从料斗下端依次流出进行筛分。2. 3往复式供料器往复式供料器是通过机构的往复运动，将工件分离出来，再通过一定形状的 滑槽，运送至加工机械，以下是两种往复式供料器。图6为推上式供料装置，一 带斜槽的垂直板在料斗内升降，工件由倾斜轨道带至最高处通过滑槽流出，适于 圆筒状、环状、球状工件。图7为掏上式供给装置，圆弧板以一
4、点为中心上下往 复运动，其他原理同推上式。往复式供料器损伤少于旋转式，但也不能避免划伤。图6推上式供料装置图7掏上式供料装置以上介绍了三种常见供料器，另外还有喷气式、升降式、柱塞式等等，不再 过多赘述。3隔离机构在自动上料装置中，自动排列整齐的工件在前往加工机械或装配机械时，需 要工件的隔离过程，对各种形状工件自由进行隔离并非易事，必须依工件的形状、 材质、重量等多方面进行设计。3.1利用分度台的隔离装置图8侧向分度台隔离装置图9纵向分度台隔离装置上图为利用分度台的工件隔离装置，图8是从侧向，图9是从上方进行隔离供给。侧向供给时, 工件的移动是借助滑槽内工件重量推入分度台，纵向供给工件也是利用
5、丁件的重力供料。3. 2锚形隔离装置图10饼状工件隔离装置图11带凸台轴类工件隔离装置工件在滑槽中并列时，工件间若需要间隙，很适合锚形装置，锚的前指放开T件，后指 阻扌当示血的T件；前指阻扌当工件时，后指放开补充，周期性的逐个分离工件，还可改变锚的 设计用以隔离2个或多个工件，其驳动设备可以是电磁、凸轮、气缸等。3. 3利用往复台的隔离装置图12拉臂型往复隔离装置图13板弹簧往复隔离装置拉臂型往复台隔离装置，拉臂上的分离槽运动至料仓下方时，工件嵌入分离 槽中，往复运动，实现工件的隔离。可修改分离槽的深度以适应每次分离工件的 个数。图13所示装置通过搬运台的分离槽将工件拉出，板弹簧的作用是防止后
6、续 工件流出，不需再另做分离剪，简单实用。隔离装置的设计也有许多种，夹指型、蜗杆型、皮带型等等，根据不同的工 件形态、要求有千千万万中设计，在这里着重介绍以上三种。4上料机构工件的上料通常是指将定向排列好的工件装入加工机械夹具中的作业，是自动上料装置小最为复杂的一环。丄料机构的设计，关键在于根据工件的形状、重 量、特性及加工机械的夹具等选择最适当的上料方法。下面介绍两种种典型的上 料机构。4. 1顶杆式上料机构图14为滑板顶杆式上料机构，滑板的端部较接有带承料槽的托板，当料仓中 的工件落入承料槽时，托板可沿逆时针转动微小角度，故冲击力不直接作用在滑 板上。随着滑板向前运动，承料槽中的工件与料仓
7、中的其他工件分离，同吋托板 在弹簧片的作用下复位；半工件被送至上料位置后，顶杆将其推入弹簧夹头中。图14滑板顶杆式上料机构图15为摇块顶杆式上料机构，半摇块顺吋针摆动使其上的槽口对准料道出口 吋盖板将压板顶开，一个工件落入槽内。半摇块逆吋针摆动吋，隔料圆弧将后续 工件扌当住，同吋压板在弹簧的作用下将槽中工件夹紧；摇块摆至上料位置，顶杆 由气缸驱动将工件推入弹簧夹头中。由于工件在槽内被夹紧，故摇块能以较高速度摆动。图15摇块顶杆式上料机构4. 2机械手式上料机构下图为一种机械手式上料机构示意图，H的为向分度转台上料，机械手逆吋 针、向下运动，抓取工件，谈后上提，顺时针转动，到限位点向下，将工件安
8、装 在分度盘上。这种上料方式机构稳定，定位十分准确。限位杆图16机械手式上料机构每一种不同的工件都可以为其设计对应的上料机构，以上两类极为常用。除 了这两类，还有推杆式、滑块式、真空吸盘式、凸轮驱动式等等，在这里不再一 一概述。5生产中自动上料装置设计前而介绍了自动上料装置的三个重要组成部分，下面介绍几种在实际生产中 创新性和实用性很强的几例上料装置。5. 1椰子剥衣机自动上料机构手工剥除椰衣效率低，危险性大，椰子剥衣机自动上料的实现提高了生产效 率，降低了生产成本。该椰子剥衣上料机构由传送机构、机械手、扫板机构组成。 机械手的作用是夹持拖动椰子，扫板机构用来清除剥下来的椰皮。其结构简图如1椰
9、了 2.传送机构侧挡板3.传送带4.信号发射器5.传送机构后挡板6.电动机7.传送机构前挡板&椰了剥衣机9.扫板机构10.机械手11.气动控制侧挡板图17上料机构正视简图椰子经过人工初选，大小一致的运送到传送带，由传送带带动椰子前进。在 遇到传送机构后挡板5吋被挡住，等待挡板打开。在传送机构后挡板5和前挡板 7Z间（称为待剥区）有一个待剥的椰子，将由一对机械手10抓取并运送至传送 带正前方的椰子剥衣机8的托盘上。当该椰子被放置于托盘上吋由压力传感器产 生信号使传送机构后挡板5快速开启闭合，允许下一个椰子通过并进入待剥区。 在剥衣机托盘丄被剥完的椰子由扫板机构9的扫板扫入置于剥衣机左右两侧的 收
10、集箱中。1.机械手运动纵导轨2.机械手3.气动控制侧描板4.信号接收器5.信号发射雅6.机械手运动横导轨7椰子剥衣机8.扫板机构图18上料机构俯视简图该设计解决了某种椰子剥衣机的椰子上料环节因人工送料而带来的效率不 高，自动化程度低等问题，带来了很高的经济效益，值得推广。5. 2禽蛋自动上料装置为了打开国际市场，我们应该对禽蛋进行色插清洗、品质检测、分级、色装 等工序在内的商品化处理。现有一由弯道料斗、滑道和落蛋隔离机构组成的禽蛋 自动上料装置。结构简图如图19所示：1.可调双头螺柱2.料斗支架3.料斗4.料斗门5.滑道6.落蛋平台7.禽蛋&落蛋隔离机构9.落蛋口 10.分级机输送带图19禽蛋
11、自动上料装置简图先在滑道中依次放置、布满禽蛋，启动主分级机，当蛋托上的禽蛋随输送带通过接近开关时，接近开关产生感应电信号，经集成定吋器组成的单稳态触发器 进行脉冲整形和定吋控制，再输出信号启动推拉电磁铁动作，将落料口打开，滑 道最右端落料口上的禽蛋便准确地落到输送带的蛋托上，进行下一步的分级操作; 电磁铁失电，落料口迅速关闭。落下一个蛋后,滑道上的禽蛋在自重和后续推力作 用下，沿水平方向依次向右滚动i个蛋的短轴距离料斗底部最下端的禽蛋在压力 作用下从岀蛋口滚到滑道上，以等待下一步运作,完成一个上蛋循环。其中应注意几点：丄料前应在滑道内布满禽蛋，防止禽蛋因碰撞碎裂；一个 料斗没有禽蛋了后应立即更
12、换装满禽蛋的料斗。另外，为了避免堵蛋、碰撞、滞蛋情况的产生，将料斗及溜道、滑道做了以 下设计：图20 （a）料斗及溜道（b）溜道上截面（c）滑道设计该设计利用禽蛋本身的物理特性、运动学特性设计的自动上料装置，实现了 上料自动化，值得推广。6结论当今工业发达国家，自动上料装置在各类制造业中比比皆是，生产过程的口 动化不仅大大提高了生产率，把人们从繁重的劳动中解脱出来；而且对提高产品 质量，降低成本、促进产业结构的合理化起到了积极的作用。在学习了机械制造 自动化机构及其应用这门课程后，更是对自动化机构的设计产生了浓烈的兴趣， 在生活中也有许多实用、巧妙的口动化装置值得去发现，去学习，也有很多问题 等待我们去解决。总之，在这门课程中，兴趣多多，收获多多。希望口己将来能 够在这个方面为社会创造价值。参考文献1 黄越平，徐进.自动化机构设计构思实用图例.北京：铁道岀版社，19932 姜文炳译.自动化机构图例.北京：北京工业大学出版社，19763 谢逸泉.一套自动上料机构.现代机械,2001； (2)4 日本.口动上料机械资料51王锐，樊军庆.椰子剥衣机自动上料机构的设计J食品与机械.2012, 28(5):144-1466陈红，陈伟，文有先.禽蛋自动上料装置的研究J.粮食加工与食品机 械.2003,7:66-68
