第2章 上料自动化1

1、2022-3-19武汉理工大学机电学院1/40一、自动上料装置的类型和特点一、自动上料装置的类型和特点二、料仓式上料装置二、料仓式上料装置三、料斗式装置三、料斗式装置四、振动上料装置四、振动上料装置第二章第二章 上料自动化上料自动化五、上料机械手五、上料机械手2022-3-19武汉理工大学机电学院2/40人工上下料人工上下料 p 劳动强度大劳动强度大 ；p 容易产生工伤事故容易产生工伤事故 ；p 效率低效率低 ；p 不能满足大批量生产的需求不能满足大批量生产的需求 。使用自动上下料系统可以解决以上问题。使用自动上下料系统可以解决以上问题。2022-3-19武汉理工大学机电学院3/40 卷料自动

2、上料装置、棒料自动上料装置、卷料自动上料装置、棒料自动上料装置、板料自动上料装置、件料自动上料装置（本课板料自动上料装置、件料自动上料装置（本课程仅研究件料）程仅研究件料）一、自动上料装置的类型和特点一、自动上料装置的类型和特点料仓式上料装置料仓式上料装置料斗式上料装置料斗式上料装置 两大类两大类2022-3-19武汉理工大学机电学院4/40料仓式料仓式料斗式料斗式定义定义将人工整理好的零件（已定向状态）贮将人工整理好的零件（已定向状态）贮存于贮料器后进行供料的装置存于贮料器后进行供料的装置将零件杂乱地（未定向状态）贮存于将零件杂乱地（未定向状态）贮存于贮料器后，能使零件自动定向进行供贮料器后

3、，能使零件自动定向进行供料的装置料的装置特点特点工件靠人工定向排列，然后靠机构自动工件靠人工定向排列，然后靠机构自动送装到夹具送装到夹具工件成批地倒入料斗，从定向排列到工件成批地倒入料斗，从定向排列到送装至夹具地点全部自动完成送装至夹具地点全部自动完成适用适用范围范围用于产量大，但因重量、尺寸及几何形用于产量大，但因重量、尺寸及几何形状特点难于自动定向排列的工件状特点难于自动定向排列的工件 曲轴、连杆或单件工序时间长工件曲轴、连杆或单件工序时间长工件形状简单、重量不大、批量很大、生形状简单、重量不大、批量很大、生产率很高、工序时间很短的工件产率很高、工序时间很短的工件紧固件、轴承、仪表、五金等

4、紧固件、轴承、仪表、五金等件料自动上料装置的类型件料自动上料装置的类型2022-3-19武汉理工大学机电学院5/402022-3-19武汉理工大学机电学院6/40料仓与料斗料仓与料斗2022-3-19武汉理工大学机电学院7/402022-3-19武汉理工大学机电学院8/402022-3-19武汉理工大学机电学院9/40自动上料装置的组成自动上料装置的组成 表2-2 自动上料装置的组成名称主要作用料仓式料斗式1、装料容器存储散乱的坯件无有2、抓取定向机构使散乱的坯件定向排列无有3、二次定向机构对坯件进行补充定向无可能有4、料槽将坯件由料斗或料仓传送到上料机构有有5、料仓贮存已定向的坯件有可能有6

5、、上料机构将已定向的坯件按生产节拍送往机床夹具有有7、隔料器使坯件逐个地由料仓中放出有有8、搅拌器搅动坯件增加完成定向的机率和消除坯件堵塞可能有有9、剔除器将定向不正确或过多的坯件抛回料斗无可能有10、驱动机构为自动上料装置提供动力有有11、检测机构检测坯件状况，控制自动上料装置工作可能有可能有12、安全机构发生故障或供料过多时自动停车或消除堵塞可能有有装料容器装料容器存储散乱的坯件存储散乱的坯件2 2 抓取定向机构抓取定向机构使散乱的坯件定向排列使散乱的坯件定向排列3 3 二次定向机构二次定向机构对坯件进行补充定向对坯件进行补充定向4 4 料槽料槽 将坯件由料斗或料仓将坯件由料斗或料仓传送到

6、上料机构传送到上料机构5 5 料仓料仓 贮存已定向的坯件贮存已定向的坯件 6 6 上料机构上料机构 将已定向的坯件按生将已定向的坯件按生产节拍送往机床夹具件产节拍送往机床夹具件7 7 隔料器隔料器 使坯件逐个地由料仓使坯件逐个地由料仓中放出中放出8 8 搅拌器搅拌器 搅动坯件增加完成定向搅动坯件增加完成定向的机率和消除坯件堵塞的机率和消除坯件堵塞 9 9 剔除器剔除器 将定向不正确或过多的将定向不正确或过多的坯件抛回料斗坯件抛回料斗10 10 驱动机构驱动机构为自动上料装置提供动力为自动上料装置提供动力11 11 检测机构检测机构检测坯件状况，控制自动上检测坯件状况，控制自动上料装置工作料装置

7、工作 12 12 安全机构安全机构 发生故障或供料过多时发生故障或供料过多时自动停车或消除堵塞自动停车或消除堵塞 改进坯件自动上料的结构工艺性改进坯件自动上料的结构工艺性2022-3-19武汉理工大学机电学院11/40决定自动上料装置设计方案的主要因素决定自动上料装置设计方案的主要因素 1 1生产规模及自动化程度。生产规模及自动化程度。2 2坯件特点：坯件的形状、尺寸、重量、性质、坯件特点：坯件的形状、尺寸、重量、性质、表面质量表面质量 要求及加工时间。要求及加工时间。 机床布局及加工方法。机床布局及加工方法。 加工节拍加工节拍 工件品种调整工件品种调整 上料装置服务机床的数量上料装置服务机床

8、的数量3.3. 经济合理经济合理2022-3-19武汉理工大学机电学院12/40料仓式上料装置的组成：料仓式上料装置的组成：u料仓料仓u输料器输料器u隔料器隔料器u上料机构上料机构u卸料机构卸料机构根据坯件在料仓中输送的方式，料仓分为：根据坯件在料仓中输送的方式，料仓分为： 自重输送料仓自重输送料仓二、料仓式上料装置二、料仓式上料装置强制输送料仓强制输送料仓2022-3-19武汉理工大学机电学院13/40管式料仓管式料仓2022-3-19武汉理工大学机电学院14/40槽式料仓槽式料仓2022-3-19武汉理工大学机电学院15/40多杆式料仓多杆式料仓2022-3-19武汉理工大学机电学院16/

9、40单杆式料仓单杆式料仓2022-3-19武汉理工大学机电学院17/40工件存放于圆盘或端面上，圆盘作周期性间歇回转，工件存放于圆盘或端面上，圆盘作周期性间歇回转，与送料动作相配合与送料动作相配合转盘式料仓转盘式料仓2022-3-19武汉理工大学机电学院18/40贮存量大，适应于圆柱、圆盘、圆贮存量大，适应于圆柱、圆盘、圆环类零件环类零件斗式料仓斗式料仓2022-3-19武汉理工大学机电学院19/40工件在斗式料仓中整齐排列堆积时，常常会在内部相互挤压而形成拱工件在斗式料仓中整齐排列堆积时，常常会在内部相互挤压而形成拱桥，使下面的工件送出后，上部的工件被卡住不能下落。桥，使下面的工件送出后，上

10、部的工件被卡住不能下落。 设置搅拌器，破坏拱桥。设置搅拌器，破坏拱桥。齿形搅拌器齿形搅拌器杠杆式搅拌器杠杆式搅拌器菱形搅拌器菱形搅拌器凸块搅拌器凸块搅拌器电磁振动器电磁振动器斗式料仓斗式料仓2022-3-19武汉理工大学机电学院20/40斗式料仓斗式料仓工件在斗式料仓中整齐排列堆积时，常常会在内部相互挤压而形成拱工件在斗式料仓中整齐排列堆积时，常常会在内部相互挤压而形成拱桥，使下面的工件送出后，上部的工件被卡住不能下落。桥，使下面的工件送出后，上部的工件被卡住不能下落。 设置搅拌器，破坏拱桥。设置搅拌器，破坏拱桥。齿形搅拌器齿形搅拌器杠杆式搅拌器杠杆式搅拌器菱形搅拌器菱形搅拌器凸块搅拌器凸块搅

11、拌器电磁振动器电磁振动器2022-3-19武汉理工大学机电学院21/40 BZF+ZFB+TZF+LZF仓壁振动器料仓防闭塞装置 防止和消除料仓,料罐或料门内物料起拱,管壮通道,粘仓等闭塞现象的专用设备,以保证流料畅通 2022-3-19武汉理工大学机电学院22/40料仓的设计料仓的设计1 1料仓的容量料仓的容量 2 2料仓的截形料仓的截形3 3料仓的生产率料仓的生产率2022-3-19武汉理工大学机电学院23/40料仓的容量料仓的容量 料仓的贮料量应根据机床加工节拍及一次装料料仓的贮料量应根据机床加工节拍及一次装料保证机床连续工作的时间来决定。保证机床连续工作的时间来决定。n 一般对于大型坯

12、件一般对于大型坯件 一次装料应至少保证机床连续工作一次装料应至少保证机床连续工作101020 20 分钟。分钟。n 对于中、小型坯件对于中、小型坯件 约为约为 303060 60 分钟。分钟。 2022-3-19武汉理工大学机电学院24/40料仓的截形料仓的截形槽式料仓槽式料仓 坯件与料仓壁间有坯件与料仓壁间有合适的间隙合适的间隙 对于工作条件欠清洁的料仓对于工作条件欠清洁的料仓 min取取 IT7IT13 对于工作条件清洁的料仓对于工作条件清洁的料仓 取取 IT7IT8 minmin2022-3-19武汉理工大学机电学院25/40min最大间隙应满足条件：最大间隙应满足条件： 坯件在料仓中转

13、动的坯件在料仓中转动的极限位置角度极限位置角度 摩擦角摩擦角。22cosdll2022-3-19武汉理工大学机电学院26/40ldlldl222221cos在极限情况下：在极限情况下： d 坯件直径(mm)l 坯件长度（mm) 坯件与料仓壁间的摩擦系数。2022-3-19武汉理工大学机电学院27/40考虑到料仓宽度公差考虑到料仓宽度公差 和坯件长度公差和坯件长度公差 对对的影响，应用下式校核：的影响，应用下式校核：BlminBl2022-3-19武汉理工大学机电学院28/40料仓的生产率料仓的生产率maxQ 重力料仓的最大供料生产率重力料仓的最大供料生产率 受人工给料仓料装能力（一般一受人工给

14、料仓料装能力（一般一个中等劳动力每分钟能供料个中等劳动力每分钟能供料60 60 件）和坯件自由落入上料器时间的限制。件）和坯件自由落入上料器时间的限制。如不计坯件与料仓壁间的摩擦，重力料仓的最大生产率为：如不计坯件与料仓壁间的摩擦，重力料仓的最大生产率为：SgtQ21maxS 坯件自由落下的高度(通常等于坯件的直径或长度)，m； g 重力加速度，m/s2； t 坯件自由落下的时间，s。 2022-3-19武汉理工大学机电学院29/40送料机构送料机构u直线往复式送料器直线往复式送料器 u摆动式送料器摆动式送料器u 回转式送料器回转式送料器u连续式送料器连续式送料器作用：把坯件从料仓送到机床加工

15、位置。作用：把坯件从料仓送到机床加工位置。2022-3-19武汉理工大学机电学院30/40直线往复式送料器直线往复式送料器 结构特点：结构特点： 兼作隔料器，结兼作隔料器，结构简单，坯件输送可构简单，坯件输送可夹紧或不夹紧。上料夹紧或不夹紧。上料速度较低。速度较低。适用场合：适用场合： 适用于单工位机适用于单工位机床，中小型轴类坯件床，中小型轴类坯件上料。上料。2022-3-19武汉理工大学机电学院31/40摆动式送料器摆动式送料器 适用场合：适用场合： 适用于单工位机适用于单工位机床，盘、环、以及短床，盘、环、以及短轴类坯件上料。轴类坯件上料。结构特点：结构特点： 兼作隔料器，坯兼作隔料器，

16、坯件夹紧输送。上料速件夹紧输送。上料速度较高。占地少度较高。占地少2022-3-19武汉理工大学机电学院32/40回转式送料器回转式送料器 图示上料器中的圆盘朝一个方向连续旋转，毛坯从料仓送入圆盘的孔中，由圆盘带到加工位置。加工完毕后工件又被推出。圆盘式上料器的生产率较前两种高，广泛地应用于磨床上料，例如磨滚子或轴承环的端面。2022-3-19武汉理工大学机电学院33/40连续式送料器连续式送料器2022-3-19武汉理工大学机电学院34/40作用：将工件从料仓输送到上料机构中作用：将工件从料仓输送到上料机构中外部形状外部形状直线型直线型曲线型曲线型螺旋型螺旋型工件运动工件运动状态状态滚道式输

17、送滚道式输送滑道式输送滑道式输送 输料器的具体型式和结构，与工件的形状、尺寸以及上料输料器的具体型式和结构，与工件的形状、尺寸以及上料装置在机床上的配置情况有关。装置在机床上的配置情况有关。隔离式料槽隔离式料槽避免齿轮互相啮避免齿轮互相啮合而卡在料槽中。合而卡在料槽中。设计时，主要是确定料槽的宽度、侧设计时，主要是确定料槽的宽度、侧壁高度和倾斜角度。壁高度和倾斜角度。倾斜角度一般为倾斜角度一般为5-155-15输料器输料器2022-3-19武汉理工大学机电学院35/40滑道式输送滑道式输送V形输料槽形输料槽 管形输料槽管形输料槽轨道式输料槽轨道式输料槽输料器输料器2022-3-19武汉理工大学机电学院36/40 滑动输送时，为了克服摩擦阻力，保证可靠输送，应有较大的倾滑动输送时，为了克服摩擦阻力，保证可靠输送，应有较大的倾斜角，一般不小于斜角，一般不小于2525。如结构不允许，可采用辊道式输送。如结构不允许，可采用辊道式输送。2022-3-19武汉理工大学机电学院37/40作用：控制从输料槽进入送料器的工件数量。作用：控制从输料槽进入送料器的工件数量。在比较简单的上料装置中，其作用由送料器完成。在比较简单的上料装置中，其作用由送料器完成。利用直