第2章 上料自動(dòng)化1

1、2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院1/40一、自動(dòng)上料裝置的類型和特點(diǎn)一、自動(dòng)上料裝置的類型和特點(diǎn)二、料倉式上料裝置二、料倉式上料裝置三、料斗式裝置三、料斗式裝置四、振動(dòng)上料裝置四、振動(dòng)上料裝置第二章第二章 上料自動(dòng)化上料自動(dòng)化五、上料機(jī)械手五、上料機(jī)械手2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院2/40人工上下料人工上下料 p 勞動(dòng)強(qiáng)度大勞動(dòng)強(qiáng)度大 ；p 容易產(chǎn)生工傷事故容易產(chǎn)生工傷事故 ；p 效率低效率低 ；p 不能滿足大批量生產(chǎn)的需求不能滿足大批量生產(chǎn)的需求 。使用自動(dòng)上下料系統(tǒng)可以解決以上問題。使用自動(dòng)上下料系統(tǒng)可以解決以上問題。2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院3/40 卷料自動(dòng)

2、上料裝置、棒料自動(dòng)上料裝置、卷料自動(dòng)上料裝置、棒料自動(dòng)上料裝置、板料自動(dòng)上料裝置、件料自動(dòng)上料裝置（本課板料自動(dòng)上料裝置、件料自動(dòng)上料裝置（本課程僅研究件料）程僅研究件料）一、自動(dòng)上料裝置的類型和特點(diǎn)一、自動(dòng)上料裝置的類型和特點(diǎn)料倉式上料裝置料倉式上料裝置料斗式上料裝置料斗式上料裝置 兩大類兩大類2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院4/40料倉式料倉式料斗式料斗式定義定義將人工整理好的零件（已定向狀態(tài)）貯將人工整理好的零件（已定向狀態(tài)）貯存于貯料器后進(jìn)行供料的裝置存于貯料器后進(jìn)行供料的裝置將零件雜亂地（未定向狀態(tài)）貯存于將零件雜亂地（未定向狀態(tài)）貯存于貯料器后，能使零件自動(dòng)定向進(jìn)行供貯料器后

3、，能使零件自動(dòng)定向進(jìn)行供料的裝置料的裝置特點(diǎn)特點(diǎn)工件靠人工定向排列，然后靠機(jī)構(gòu)自動(dòng)工件靠人工定向排列，然后靠機(jī)構(gòu)自動(dòng)送裝到夾具送裝到夾具工件成批地倒入料斗，從定向排列到工件成批地倒入料斗，從定向排列到送裝至夾具地點(diǎn)全部自動(dòng)完成送裝至夾具地點(diǎn)全部自動(dòng)完成適用適用范圍范圍用于產(chǎn)量大，但因重量、尺寸及幾何形用于產(chǎn)量大，但因重量、尺寸及幾何形狀特點(diǎn)難于自動(dòng)定向排列的工件狀特點(diǎn)難于自動(dòng)定向排列的工件 曲軸、連桿或單件工序時(shí)間長工件曲軸、連桿或單件工序時(shí)間長工件形狀簡單、重量不大、批量很大、生形狀簡單、重量不大、批量很大、生產(chǎn)率很高、工序時(shí)間很短的工件產(chǎn)率很高、工序時(shí)間很短的工件緊固件、軸承、儀表、五金等

4、緊固件、軸承、儀表、五金等件料自動(dòng)上料裝置的類型件料自動(dòng)上料裝置的類型2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院5/402022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院6/40料倉與料斗料倉與料斗2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院7/402022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院8/402022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院9/40自動(dòng)上料裝置的組成自動(dòng)上料裝置的組成 表2-2 自動(dòng)上料裝置的組成名稱主要作用料倉式料斗式1、裝料容器存儲(chǔ)散亂的坯件無有2、抓取定向機(jī)構(gòu)使散亂的坯件定向排列無有3、二次定向機(jī)構(gòu)對(duì)坯件進(jìn)行補(bǔ)充定向無可能有4、料槽將坯件由料斗或料倉傳送到上料機(jī)構(gòu)有有5、料倉貯存已定向的坯件有可能有6

5、、上料機(jī)構(gòu)將已定向的坯件按生產(chǎn)節(jié)拍送往機(jī)床夾具有有7、隔料器使坯件逐個(gè)地由料倉中放出有有8、攪拌器攪動(dòng)坯件增加完成定向的機(jī)率和消除坯件堵塞可能有有9、剔除器將定向不正確或過多的坯件拋回料斗無可能有10、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為自動(dòng)上料裝置提供動(dòng)力有有11、檢測機(jī)構(gòu)檢測坯件狀況，控制自動(dòng)上料裝置工作可能有可能有12、安全機(jī)構(gòu)發(fā)生故障或供料過多時(shí)自動(dòng)停車或消除堵塞可能有有裝料容器裝料容器存儲(chǔ)散亂的坯件存儲(chǔ)散亂的坯件2 2 抓取定向機(jī)構(gòu)抓取定向機(jī)構(gòu)使散亂的坯件定向排列使散亂的坯件定向排列3 3 二次定向機(jī)構(gòu)二次定向機(jī)構(gòu)對(duì)坯件進(jìn)行補(bǔ)充定向?qū)ε骷M(jìn)行補(bǔ)充定向4 4 料槽料槽 將坯件由料斗或料倉將坯件由料斗或料倉傳送到

6、上料機(jī)構(gòu)傳送到上料機(jī)構(gòu)5 5 料倉料倉 貯存已定向的坯件貯存已定向的坯件 6 6 上料機(jī)構(gòu)上料機(jī)構(gòu) 將已定向的坯件按生將已定向的坯件按生產(chǎn)節(jié)拍送往機(jī)床夾具件產(chǎn)節(jié)拍送往機(jī)床夾具件7 7 隔料器隔料器 使坯件逐個(gè)地由料倉使坯件逐個(gè)地由料倉中放出中放出8 8 攪拌器攪拌器 攪動(dòng)坯件增加完成定向攪動(dòng)坯件增加完成定向的機(jī)率和消除坯件堵塞的機(jī)率和消除坯件堵塞 9 9 剔除器剔除器 將定向不正確或過多的將定向不正確或過多的坯件拋回料斗坯件拋回料斗10 10 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為自動(dòng)上料裝置提供動(dòng)力為自動(dòng)上料裝置提供動(dòng)力11 11 檢測機(jī)構(gòu)檢測機(jī)構(gòu)檢測坯件狀況，控制自動(dòng)上檢測坯件狀況，控制自動(dòng)上料裝置工作料裝置

7、工作 12 12 安全機(jī)構(gòu)安全機(jī)構(gòu) 發(fā)生故障或供料過多時(shí)發(fā)生故障或供料過多時(shí)自動(dòng)停車或消除堵塞自動(dòng)停車或消除堵塞 改進(jìn)坯件自動(dòng)上料的結(jié)構(gòu)工藝性改進(jìn)坯件自動(dòng)上料的結(jié)構(gòu)工藝性2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院11/40決定自動(dòng)上料裝置設(shè)計(jì)方案的主要因素決定自動(dòng)上料裝置設(shè)計(jì)方案的主要因素 1 1生產(chǎn)規(guī)模及自動(dòng)化程度。生產(chǎn)規(guī)模及自動(dòng)化程度。2 2坯件特點(diǎn)：坯件的形狀、尺寸、重量、性質(zhì)、坯件特點(diǎn)：坯件的形狀、尺寸、重量、性質(zhì)、表面質(zhì)量表面質(zhì)量 要求及加工時(shí)間。要求及加工時(shí)間。 機(jī)床布局及加工方法。機(jī)床布局及加工方法。 加工節(jié)拍加工節(jié)拍 工件品種調(diào)整工件品種調(diào)整 上料裝置服務(wù)機(jī)床的數(shù)量上料裝置服務(wù)機(jī)床

8、的數(shù)量3.3. 經(jīng)濟(jì)合理經(jīng)濟(jì)合理2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院12/40料倉式上料裝置的組成：料倉式上料裝置的組成：u料倉料倉u輸料器輸料器u隔料器隔料器u上料機(jī)構(gòu)上料機(jī)構(gòu)u卸料機(jī)構(gòu)卸料機(jī)構(gòu)根據(jù)坯件在料倉中輸送的方式，料倉分為：根據(jù)坯件在料倉中輸送的方式，料倉分為： 自重輸送料倉自重輸送料倉二、料倉式上料裝置二、料倉式上料裝置強(qiáng)制輸送料倉強(qiáng)制輸送料倉2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院13/40管式料倉管式料倉2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院14/40槽式料倉槽式料倉2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院15/40多桿式料倉多桿式料倉2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院16/

9、40單桿式料倉單桿式料倉2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院17/40工件存放于圓盤或端面上，圓盤作周期性間歇回轉(zhuǎn)，工件存放于圓盤或端面上，圓盤作周期性間歇回轉(zhuǎn)，與送料動(dòng)作相配合與送料動(dòng)作相配合轉(zhuǎn)盤式料倉轉(zhuǎn)盤式料倉2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院18/40貯存量大，適應(yīng)于圓柱、圓盤、圓貯存量大，適應(yīng)于圓柱、圓盤、圓環(huán)類零件環(huán)類零件斗式料倉斗式料倉2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院19/40工件在斗式料倉中整齊排列堆積時(shí)，常常會(huì)在內(nèi)部相互擠壓而形成拱工件在斗式料倉中整齊排列堆積時(shí)，常常會(huì)在內(nèi)部相互擠壓而形成拱橋，使下面的工件送出后，上部的工件被卡住不能下落。橋，使下面的工件送出后，上

10、部的工件被卡住不能下落。 設(shè)置攪拌器，破壞拱橋。設(shè)置攪拌器，破壞拱橋。齒形攪拌器齒形攪拌器杠桿式攪拌器杠桿式攪拌器菱形攪拌器菱形攪拌器凸塊攪拌器凸塊攪拌器電磁振動(dòng)器電磁振動(dòng)器斗式料倉斗式料倉2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院20/40斗式料倉斗式料倉工件在斗式料倉中整齊排列堆積時(shí)，常常會(huì)在內(nèi)部相互擠壓而形成拱工件在斗式料倉中整齊排列堆積時(shí)，常常會(huì)在內(nèi)部相互擠壓而形成拱橋，使下面的工件送出后，上部的工件被卡住不能下落。橋，使下面的工件送出后，上部的工件被卡住不能下落。 設(shè)置攪拌器，破壞拱橋。設(shè)置攪拌器，破壞拱橋。齒形攪拌器齒形攪拌器杠桿式攪拌器杠桿式攪拌器菱形攪拌器菱形攪拌器凸塊攪拌器凸塊攪

11、拌器電磁振動(dòng)器電磁振動(dòng)器2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院21/40 BZF+ZFB+TZF+LZF倉壁振動(dòng)器料倉防閉塞裝置 防止和消除料倉,料罐或料門內(nèi)物料起拱,管壯通道,粘倉等閉塞現(xiàn)象的專用設(shè)備,以保證流料暢通 2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院22/40料倉的設(shè)計(jì)料倉的設(shè)計(jì)1 1料倉的容量料倉的容量 2 2料倉的截形料倉的截形3 3料倉的生產(chǎn)率料倉的生產(chǎn)率2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院23/40料倉的容量料倉的容量 料倉的貯料量應(yīng)根據(jù)機(jī)床加工節(jié)拍及一次裝料料倉的貯料量應(yīng)根據(jù)機(jī)床加工節(jié)拍及一次裝料保證機(jī)床連續(xù)工作的時(shí)間來決定。保證機(jī)床連續(xù)工作的時(shí)間來決定。n 一般對(duì)于大型坯

12、件一般對(duì)于大型坯件 一次裝料應(yīng)至少保證機(jī)床連續(xù)工作一次裝料應(yīng)至少保證機(jī)床連續(xù)工作101020 20 分鐘。分鐘。n 對(duì)于中、小型坯件對(duì)于中、小型坯件 約為約為 303060 60 分鐘。分鐘。 2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院24/40料倉的截形料倉的截形槽式料倉槽式料倉 坯件與料倉壁間有坯件與料倉壁間有合適的間隙合適的間隙 對(duì)于工作條件欠清潔的料倉對(duì)于工作條件欠清潔的料倉 min取取 IT7IT13 對(duì)于工作條件清潔的料倉對(duì)于工作條件清潔的料倉 取取 IT7IT8 minmin2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院25/40min最大間隙應(yīng)滿足條件：最大間隙應(yīng)滿足條件： 坯件在料倉中轉(zhuǎn)

13、動(dòng)的坯件在料倉中轉(zhuǎn)動(dòng)的極限位置角度極限位置角度 摩擦角摩擦角。22cosdll2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院26/40ldlldl222221cos在極限情況下：在極限情況下： d 坯件直徑(mm)l 坯件長度（mm) 坯件與料倉壁間的摩擦系數(shù)。2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院27/40考慮到料倉寬度公差考慮到料倉寬度公差 和坯件長度公差和坯件長度公差 對(duì)對(duì)的影響，應(yīng)用下式校核：的影響，應(yīng)用下式校核：BlminBl2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院28/40料倉的生產(chǎn)率料倉的生產(chǎn)率maxQ 重力料倉的最大供料生產(chǎn)率重力料倉的最大供料生產(chǎn)率 受人工給料倉料裝能力（一般一受人工給

14、料倉料裝能力（一般一個(gè)中等勞動(dòng)力每分鐘能供料個(gè)中等勞動(dòng)力每分鐘能供料60 60 件）和坯件自由落入上料器時(shí)間的限制。件）和坯件自由落入上料器時(shí)間的限制。如不計(jì)坯件與料倉壁間的摩擦，重力料倉的最大生產(chǎn)率為：如不計(jì)坯件與料倉壁間的摩擦，重力料倉的最大生產(chǎn)率為：SgtQ21maxS 坯件自由落下的高度(通常等于坯件的直徑或長度)，m； g 重力加速度，m/s2； t 坯件自由落下的時(shí)間，s。 2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院29/40送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)u直線往復(fù)式送料器直線往復(fù)式送料器 u擺動(dòng)式送料器擺動(dòng)式送料器u 回轉(zhuǎn)式送料器回轉(zhuǎn)式送料器u連續(xù)式送料器連續(xù)式送料器作用：把坯件從料倉送到機(jī)床加工

15、位置。作用：把坯件從料倉送到機(jī)床加工位置。2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院30/40直線往復(fù)式送料器直線往復(fù)式送料器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 兼作隔料器，結(jié)兼作隔料器，結(jié)構(gòu)簡單，坯件輸送可構(gòu)簡單，坯件輸送可夾緊或不夾緊。上料夾緊或不夾緊。上料速度較低。速度較低。適用場合：適用場合： 適用于單工位機(jī)適用于單工位機(jī)床，中小型軸類坯件床，中小型軸類坯件上料。上料。2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院31/40擺動(dòng)式送料器擺動(dòng)式送料器 適用場合：適用場合： 適用于單工位機(jī)適用于單工位機(jī)床，盤、環(huán)、以及短床，盤、環(huán)、以及短軸類坯件上料。軸類坯件上料。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 兼作隔料器，坯兼作隔料器，

16、坯件夾緊輸送。上料速件夾緊輸送。上料速度較高。占地少度較高。占地少2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院32/40回轉(zhuǎn)式送料器回轉(zhuǎn)式送料器 圖示上料器中的圓盤朝一個(gè)方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)，毛坯從料倉送入圓盤的孔中，由圓盤帶到加工位置。加工完畢后工件又被推出。圓盤式上料器的生產(chǎn)率較前兩種高，廣泛地應(yīng)用于磨床上料，例如磨滾子或軸承環(huán)的端面。2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院33/40連續(xù)式送料器連續(xù)式送料器2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院34/40作用：將工件從料倉輸送到上料機(jī)構(gòu)中作用：將工件從料倉輸送到上料機(jī)構(gòu)中外部形狀外部形狀直線型直線型曲線型曲線型螺旋型螺旋型工件運(yùn)動(dòng)工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)狀態(tài)滾道式輸

17、送滾道式輸送滑道式輸送滑道式輸送 輸料器的具體型式和結(jié)構(gòu)，與工件的形狀、尺寸以及上料輸料器的具體型式和結(jié)構(gòu)，與工件的形狀、尺寸以及上料裝置在機(jī)床上的配置情況有關(guān)。裝置在機(jī)床上的配置情況有關(guān)。隔離式料槽隔離式料槽避免齒輪互相嚙避免齒輪互相嚙合而卡在料槽中。合而卡在料槽中。設(shè)計(jì)時(shí)，主要是確定料槽的寬度、側(cè)設(shè)計(jì)時(shí)，主要是確定料槽的寬度、側(cè)壁高度和傾斜角度。壁高度和傾斜角度。傾斜角度一般為傾斜角度一般為5-155-15輸料器輸料器2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院35/40滑道式輸送滑道式輸送V形輸料槽形輸料槽 管形輸料槽管形輸料槽軌道式輸料槽軌道式輸料槽輸料器輸料器2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院36/40 滑動(dòng)輸送時(shí)，為了克服摩擦阻力，保證可靠輸送，應(yīng)有較大的傾滑動(dòng)輸送時(shí)，為了克服摩擦阻力，保證可靠輸送，應(yīng)有較大的傾斜角，一般不小于斜角，一般不小于2525。如結(jié)構(gòu)不允許，可采用輥道式輸送。如結(jié)構(gòu)不允許，可采用輥道式輸送。2022-3-28武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院37/40作用：控制從輸料槽進(jìn)入送料器的工件數(shù)量。作用：控制從輸料槽進(jìn)入送料器的工件數(shù)量。在比較簡單的上料裝置中，其作用由送料器完成。在比較簡單的上料裝置中，其作用由送料器完成。利用直