轮毂铸造工序自制机械手

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1.问题的提出
山东滨州盟威戴卡轮毂有限公司铝合金轮毂铸造工序多为手动操作，如操作者需使用叉子将轮毂从托盘上挑起放至淬水提升机(提升机由气缸执行上下动作)，再操纵手动换向气阀将轮毂放入淬水箱执行淬水动作，淬水之后再次操纵手动换向气阀将轮毂从水中升起等。操作者劳动强度大，而且淬水时问凭经验控制，精度低，为此，自制机械手以提高生产过程的自动化程度(图1)。选用欧姆龙CPM2A-60CDT-D PLC，经济型东元伺服系统(rI1sB 1 3302B-3BTA伺服电机、TSTA75D驱动器)。整个机械手使用3台东元变频器(E318-401-H3 380V 0.75kW)，分别驱动左右托盘和丝杠。由于机械手是上下移动实现淬水动作，选用带刹车伺服电机，在伺服电机和传动系统中间加装30：1的VGM星形减速机(MF120xIJ2-30-K-19-1 10)，使机械手具有较大提升能力。在机械手调试过程中，优化PLC程序，重点是使机械手工
作节拍可调，如淬水时间控制在30～40s、托盘运转速度控制在0.3m/s、立柱上下运转和前后移动速度均控制在0.25m/s。操作者可根据T艺要求选择淬水前是否需要翻转(有些轮毂需要轮辐圃- 设备管理与维修 2014 Nol先淬水，有些则需要轮辐后淬水)。改进
程序使托盘在淬水箱上方时立柱不执行下移动作，防止压坏托盘。报警装置可及时通知操作者移走毛刺台上已经完成淬水工序的轮毂，避免出现机械手再次放置淬水完成的图1 轮毂铸造工序自制机械手轮毂时两个轮毂按压的情况。
2.自制机械手工作流程
变频器控制电机驱动，运行速度控制在0.3m/s，托盘进入铸造机将轮毂取出移至等待淬水位。操作者按动对应托盘淬水按钮，托盘由等待位沿导轨移至淬水箱上方，机械手得到托盘移至淬水箱正上方信号后，机械手由伺服电机驱动由原点下移将轮毂夹紧后上移至原点位置，之后托盘由淬水箱上方沿导轨返回等待淬水位，机械手夹持轮毂向下移动直到轮毂完全没入水中。淬水时间到达后，机械手上升至原点位置并将轮毂翻转180。(目的是将轮毂表面的残余水重新置入淬水箱，避免水到处洒落)。机械手由普通电机带动丝杠传动实现纵向移动，机械手移动至毛刺位后下移指定距离，夹爪松开将轮毂放置在毛刺架上，机械手返回原点再由丝杠传动作纵向移动至淬水箱上方等待下-循环动作。为完善淬水工艺，加装温控表和控水电磁阀，构成水温自动控制，使淬水箱内温度始终保持在工艺要求范围(45～60℃）。