柔性自动化生产线工件翻转装置的设计

柔性自动化生产线工件翻转装置的设计

0自动化翻转装置设计的必要性过去，由于生产工艺的滞后和分工的分散，工作完成的产品被分散，导致效率低下、工人强度高、产品不稳定、产品成本增加等问题。而采用自动化生产线加工制造机械零件,可以将所有生产环节融合,其中的工件翻转由自动化翻转装置完成,可大幅度减轻工人劳动强度,提高生产效益,改善生产环境,提高产品质量。工件翻转装置是自动化生产线的重要组成部分,其设计的好坏直接影响整个自动化生产线的工作水平,因而对工件翻转装置进行合理的设计就显得极为重要。自动化制造系统的类型很多,不同的制造系统,工件翻转的实现形式也不同,针对少品种、大批量生产的刚性自动线,由于各设备按一定的生产节拍生产,工件顺序通过各个工作位置,自动完成零件预定的全部加工过程和部分检验过程,因而对于工件的翻转也要求能够严格适应这种节奏,对此进行了研究。1工件翻转装置以潍柴动力股份有限公司WD615柴油机缸盖自动化生产线为例,由于缸盖在加工过程中要进行多面加工,因此要求对工件进行翻转。该生产线设计要求年生产加工柴油机缸盖30万件,设计的工件翻转装置要能够实现将工件夹紧,然后将工件翻转180°。其工作顺序如下:执行机构下降→夹紧工件→执行机构上升→将工件翻转180°→执行机构下降→松开工件→执行机构上升,一个循环完成,循环周期为20s。为满足以上要求,工件翻转装置拟采用齿轮齿条传动结合液压传动系统来实现上述工作循环。2机械结构设计2.1值结构设计根据零件特点,机械装置结构布局采用立式。总体结构如图1所示,执行机构1下降到预定位置,由夹紧液压缸(图中未画出)驱动夹紧工件,然后上升到一定位置,翻转液压缸(图中未画出)工作,即可将工件翻转。2.2剖视放大图工件翻转采用单杆活塞缸和齿轮齿条结构来实现。图2是图1执行机构1的剖视放大图。齿轮齿条传动是一种工业上应用非常广泛的机械结构,其中的齿条与翻转单活塞缸的活塞杆相连(也可加工成一体),活塞杆的直线运动可以通过齿轮齿条传动转化为圆周运动,从而实现对工件的翻转。3原油系统的设计3.1回油节流阀液压系统原理图如图3所示。三位四通电磁换向阀7、12、14分别控制升降缸9、夹紧缸10与翻转液压缸13的运动方向。单向节流阀8、11用于回油节流调速。执行机构由驱动升降的液压缸9,驱动夹紧松开的液压缸10和驱动翻转的液压缸13控制。单向节流阀8还用于平衡位置升降缸及其工作机构的自重,以防下滑。3.2接头故障的消除液压系统的工作原理简述如下:1)按下启动按钮,双联泵启动,电磁铁YA1得电、三位四通电磁换向阀7左位,此时夹紧装置下降。2)夹紧装置下降到预定位置后,碰到行程挡块,压下行程开关S2,电磁铁YA1断电,同时,电磁铁YA3得电,三位四通电磁换向阀12工作,实现对工件的夹紧。3)夹紧工件的同时,碰到行程挡块,压下行程开关S4,电磁铁YA3失电,电磁铁YA2得电,三位四通电磁换向阀7右位,夹紧装置上升。4)夹紧装置上升到预定位置,碰到行程挡块,压下行程开关S1,电磁铁YA2失电,三位四通电磁换向阀7中位,同时电磁铁YA5得电,三位四通电磁换向阀14左位,实现对工件的翻转。5)翻转完成同时,碰到行程挡块,压下行程开关S6,电磁铁YA5失电,三位四通电磁换向阀14中位,同时电磁铁YA1得电,三位四通电磁换向阀7左位,夹紧装置下降。6)夹紧装置下降到预定位置后,碰到行程挡块,压下行程开关S2,电磁铁YA1断电,三位四通电磁换向阀7中位,同时电磁铁YA4得电,三位四通电磁换向阀12右位,工件被松开。7)工件被松开同时,碰到行程挡块,压下行程开关S3,电磁铁YA3失电,三位四通电磁换向阀12中位,同时电磁铁YA2得电,三位四通电磁换向阀7右位,夹紧装置上升。8)夹紧装置上升到预定位置,碰到行程挡块,压下行程开关S1,电磁铁YA2失电,三位四通电磁换向阀7中位,同时电磁铁YA6得电,三位四通电磁换向阀14右位,夹紧缸活塞杆回位,当碰到行程开关S5时,一个循环完成。4表面织构的应用设计的该工件翻转装置经在潍柴动力股份有限公司WD615柴油机缸盖自动化生产线应用,达到了预期的设计要求。利用齿轮齿条传动结合液压传动系统,并与可编程控制器和计算机控制相结合,很好地实现了工件的翻转。使用两年来,加工缸