【文章內(nèi)容簡介】 盤，接受同步信號。 告警裝置 滿格口告警及計數(shù)顯示各格口處設(shè)有滿格口告警裝置與控制系統(tǒng)相接，控制系統(tǒng)根據(jù)郵件的重量，體積和件數(shù)來進行滿格口檢測。滿格口時系統(tǒng)自動鎖定格口并發(fā)出聲光告警。格口內(nèi)的郵件數(shù)量由監(jiān)控系統(tǒng)隨時更新顯示，滿格口告警和當(dāng)前計數(shù)值，可通過監(jiān)控畫面的復(fù)位按鈕解除和清零。 氣壓告警當(dāng)無氣壓時發(fā)出告警信號。 道岔告警在道岔的吸合口裝一個檢測開關(guān),當(dāng)?shù)啦響?yīng)該吸合而未吸合時，發(fā)出告警信號。 供包機告警在每一臺電機上裝一個同步盤，在相應(yīng)的同步盤上裝一個檢測開關(guān)，當(dāng)電機應(yīng)該轉(zhuǎn)動而無同步信號時，發(fā)出告警信號。 整機告警當(dāng)整機應(yīng)該運轉(zhuǎn)而無同步信號時，發(fā)出告警信號。，3 推塊式分揀機固定分揀道岔數(shù)學(xué)模型建立為了能準(zhǔn)確穩(wěn)定地完成動作 ,將采用氣動執(zhí)機構(gòu)作為動力源。固定分揀道岔的作用如前所述 ,就是控制進入道岔的推塊按設(shè)計給定的曲線軌跡移動。其中 ,由于推塊是套在鏈板上的 ,推塊始終有一個與鏈板同步的水平直線運動速度 ,所以構(gòu)造的道岔曲線應(yīng)保證在該方向上的動力參數(shù)為:； 首先 ,為了在高速狀態(tài)下推塊能平穩(wěn)地推動物件到相應(yīng)的分揀道口 ,我們當(dāng)然希望推塊進入固定分揀道岔后盡可能勻速 ,以減少沖擊 ,從而減小噪音 ,提高整機壽命。但在推塊剛進入以及離開固定分揀道岔時 ,由于存在運動方向的改變 ,必然會產(chǎn)生加速度 ,造成沖擊。而中間部分則可將其設(shè)計為直線段 ,保證推塊勻速運動。因此 ,我們可將固定分揀道岔曲線分為起始段、中間段和下線口段三段來進行動力分析。如圖31。其中,為了有效分揀 ,中間段 CD 為直線段 ,其斜度為分揀道口下線口角度α= 30176。 。圖31　固定分揀道岔曲線簡圖∵∴ 起始段的動力設(shè)計計算如圖31所示 ,起始段的A 端與水平直線道軌連接 ,C端與中間段連接 ,在y方向上速度由 0～1. 155m/s ,加速度由0～0 ,為了減小沖擊 ,就必須避免起始段曲線運動方向的突變 ,即運動速度與加速度應(yīng)連續(xù)變化 ,不應(yīng)出現(xiàn)躍變 ,如圖32。圖32　起始段速度、加速度曲線示意圖圖32初步分析看 ,固定分揀道岔起始段軌跡曲線至少應(yīng)該是四次曲線。通過粗略的運動分析 ,并進行方案的對比、優(yōu)化 ,對圖32所示的固定分揀道岔起始段的加速度曲線進行適當(dāng)?shù)男薷?,將其構(gòu)造為AB、 BC對稱的兩段來分析 ,如圖33 ,這樣既可滿足分揀要求 ,又可使道岔曲線的加工變得更加簡單可行。圖33　起始段加速度曲線示意圖由于氣動道岔執(zhí)行機構(gòu)安裝在起始段處 ,為了有效準(zhǔn)確地完成路向變更 ,并且前后推塊的導(dǎo)向輪與換向塊不能發(fā)生干涉 ,所以推塊走過起始段所需的時間 的選擇就非常關(guān)鍵。因為相鄰兩推塊導(dǎo)向輪的間距為 190. 5mm ,導(dǎo)向輪直徑為 40mm ,所以首先應(yīng)該使起始段在 x 方向上的投影距離小于 ,并且為了減小該段中的最大加速度 ,起始段在 x 方向上的投影距離越接近越好 ,但又考慮到氣動道岔執(zhí)行機構(gòu)響應(yīng)所需的時間 ,經(jīng)過數(shù)個方案的最優(yōu)化比較 ,最終選定 = 0. 06 s ,起始段在 x 方向上的投影距離為= 2 0. 06 = 0. 12 m = 120 mm。由此可得起始段的加速度曲線 ,如圖34。圖34　起始段加速度曲線圖其中 , AB段的動力設(shè)計從圖34分析可知 , （1） ∵ （2） （3）又 ∵t = 0時 , ，，將其及式(1)代入式(2) 、 (3)則有： （4） （5）另外： ∵ （6）將式(6)代入式(5) ,則有：， （7）由式(4) 、 (5) 、 (6)就可求得 B 點處的運動參數(shù),當(dāng) t = 0. 03s 時： （8） BC段的動力設(shè)計從圖34分析可知 , （9）將式(9) 、(6)及初始條件(8)式代入式(2) 、(3) ,可得 （10） （11） x ∈[0. 06 ,0. 12 ] （12） 由式(10) 、 (11) 、 (12)就可求得 C 點處的運動參數(shù) ,即當(dāng) t = 0. 06 s 時 , （13）由此可得到起始段 ABC的道岔曲線軌跡圖 ,如圖 35所示。 下線口段的動力設(shè)計計算與起始段ABC的動力分析原理相似 ,將下線口段曲線分為 DE、 EF對稱的兩段來分析 ,另外 ,通過對下線口處道岔與直線軌道交接處的結(jié)構(gòu)分析 ,以及盡可能減小沖擊的原則 ,最終選定下線口段的時建立第二坐標(biāo)系 UDV。圖 34 為下線口段加速度曲線。其中 圖35　下線口 加速度圖 DE段的動力設(shè)計與 ABC段的動力分析類似 ,從圖 35 分析 ,通過計算可得 圖36　固定分揀道岔曲線圖 ∵ ∴ 　 EF段的動力設(shè)計與 ABC段的動力分析類似 ,從圖 35 分析 ,通過計算則有 , ∵ ∴ 下線口段 DEF的道岔曲線軌跡圖 ,如圖36所示。 中間段的動力設(shè)計計算我們在前面已經(jīng)提到 ,為了有效分揀 ,中間段CD為直線 ,斜率為tg30176。 ,如圖36 ,其直線軌跡方程為： 其中 , x 下限的求法如下 ：,∵ 1. 1 tg30176。 = 0. 6351 m點 W 的縱坐標(biāo)為0. 85 0. 6351 = 0. 2149 m , CW 段在 x 軸上的投影長度為：∴點 W 的坐標(biāo)為 W(0. 4322 ,0. 2149) . D 點與 F點 y向坐標(biāo)之差為 0. 1732 0 = 0. 1732 = 0. 3 tg30176。 ,故點 E的x 向投影與 E′ 點重合 ,故 E點x 向坐標(biāo)值為1. 1 + 0. 4322 = 1. 5322 m ,故 D 點 x 向坐標(biāo)值為 0. 3 = 1. 2322 m ,D 點 y 向坐標(biāo)值為 0. 85 0. 3 tg30176。 = 0. 6768 m ,故 D 點坐標(biāo)為D(1. 2322 ,) .由以上分析,我們得到了固定分揀道岔的曲線方程及所在位置 ,圖36為其軌跡曲線圖。4 道岔執(zhí)行機構(gòu)方案設(shè)計 電磁式 圖41 電磁式道岔執(zhí)行機構(gòu)示意圖（導(dǎo)向輪 電磁鐵 固定道岔 直線導(dǎo)軌 ）如上圖所示,電磁式方案是利用電磁鐵通電時，產(chǎn)生的電磁力將推塊吸引到固定分揀道口。詳述如下：在固定分揀道岔的起始段以及其前面30mm到40mm的內(nèi)側(cè)為電磁鐵帶，其上附有數(shù)個電磁鐵，電磁鐵帶在x方向上的投影長度略大于推塊的長度，以保證在執(zhí)行路由變更時能準(zhǔn)確而又快速的將推塊吸引到固定分揀道岔中。推塊的導(dǎo)向輪是用鐵磁材料做成的，在電磁鐵得電時它將受電磁力作用，從而產(chǎn)生分揀的原動力。電磁鐵的布置十分講究，起始于固定分揀道口前面30mm到40mm處，終于固定道岔內(nèi)。電磁鐵的分布按照在y方向上的電磁吸引力均勻分布的原則，這樣才使得推塊在進入固定分揀道口時y方向上受力平衡，不會產(chǎn)生較大的加速度，從而保證整機性能。動作過程如下：當(dāng)待揀貨物到達固定分揀道岔起始段處時，電磁鐵得電，對鐵磁材料的導(dǎo)向輪產(chǎn)生電磁吸引力，導(dǎo)向輪帶動推塊將在y方向上產(chǎn)生加速度。當(dāng)導(dǎo)向輪在x方向上到達固定分揀道岔時，電磁鐵的吸引力將導(dǎo)向輪帶動到固定分揀道岔的起始段內(nèi)。當(dāng)導(dǎo)向輪完全進入到固定分揀道岔中后，電磁鐵失電，對導(dǎo)向輪在y方向的電磁吸引力消失，在x方向上保持原有的以2m/s的勻速直線運動，由于固定道岔的曲線作用，將使導(dǎo)向輪在y方向上產(chǎn)生一個分速度，帶動導(dǎo)向輪運動，從而推動推塊運動至固定分揀道口，完成分揀目的。本方案的優(yōu)點：采用電磁鐵作為原動力的產(chǎn)生源，控制簡單方便。電磁鐵帶形狀大小可靈活運用，他的布置范圍在固定分揀道岔的內(nèi)側(cè)，有效的利用了空間，至使整機空間布局美觀。只要將電磁鐵的線圈匝數(shù)繞的足夠多，電流加的足夠大，則電磁力就完全能滿足要求，執(zhí)行機構(gòu)響應(yīng)速度快，快速性好。方案缺點：1）本方案存在的一個致命的缺點，那就是，由于電磁鐵和鐵磁材料的推塊在空間位置上相差一個導(dǎo)板寬度。在對電磁鐵通電時，雖然可使電磁力是夠大，但作用在鐵磁材料的推塊上的吸引力將大打折扣，致使推塊反應(yīng)遲鈍，甚至?xí)狗謷鲥e，而達不到份分揀的目的，要補償這一缺點，唯一的辦法就是加大電流的同時，增加線圈匝數(shù)，但任何電磁鐵都有一個磁飽和的現(xiàn)象，且電流過大，發(fā)熱也將過大，物體熱變形現(xiàn)象明顯，能耗也高，這不是我們追求的。 2）同樣，由于采用了電磁鐵作用，在推塊導(dǎo)輪完成路由變更的整個過程中，都有電磁力的作用，且隨著導(dǎo)輪的運動，電磁吸引力不斷增加，致使在導(dǎo)輪實使路由變更時，將不可避免的在Y方向上產(chǎn)生一個大小不斷增加的加速度，這一加速度在與固定分揀道岔曲線而引起的加速度進行疊加，勢必產(chǎn)生沖擊，增大整機波動和噪音對整機性能將有很大的影響。 3）由于方案要求推塊必須采用鐵磁材料，這對推塊材料的要求比較高，加上鐵磁材料比重就大，致使質(zhì)量大，慣性大，在相同的加速度下，對機構(gòu)的沖擊更大，對整機性能和壽命都由不利地影響，且鐵磁材料加工也相對普通鋁合金困難，成本較高。 氣缸側(cè)推式總體方案如下圖：說明：本方案采用氣缸作為動力裝置，氣缸通過氣缸桿的前后伸縮運動而推動推塊的導(dǎo)向輪，使其進入固定道岔，從而實現(xiàn)分揀的路由變更。氣缸的布置采用水平布置在每一個固定分揀道岔的入口處都布置一個這樣的氣動裝置。當(dāng)待揀貨物所對應(yīng)的推塊導(dǎo)向輪到達固定分揀道岔口時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令使氣缸動作，氣缸桿伸出，換向塊到達指定位置，擋住直線導(dǎo)軌，迫使換向輪沿著固定分揀道岔運動，當(dāng)待揀貨物所對應(yīng)的全部推塊的導(dǎo)向輪都進入固定分揀道岔后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，氣缸動作，換向塊回到初始位置，準(zhǔn)備下一次分揀。當(dāng)導(dǎo)向輪到達固定分揀道岔中后，由于推塊套在水平鏈板上，將伴隨有x方向的勻速直線運動，由于固定分揀道岔的曲線模型作用，將在Y方向上產(chǎn)生一個分速度，且Y方向的運動完全由固定分揀曲線所決定，進行帶動推塊按照規(guī)定的運動方式將工件送至固定分揀道口，完成分揀動作。應(yīng)注意的是，換向塊的工作邊曲線模型非常重要，它應(yīng)該是固定分揀道岔的起始段的包絡(luò)線。本方案對氣缸由一定的要求，對氣缸的選擇主要是從氣缸活塞工作面大小來考慮，因為氣缸要推動推塊的導(dǎo)輪向Y方向運動，而推塊的運動將受工件的限制（在本議論中工件質(zhì)量在1到90kg）。則氣缸有可能將直接推動相當(dāng)于工件與推快質(zhì)量之和的的負載向y方向運動。則勢必要求氣缸的作用力要大，對氣缸也應(yīng)有撓度的要求。且在當(dāng)量負載發(fā)生變化的時候，將帶來很大的沖擊，對整機性能有一定的影響。方案的優(yōu)點：1）本方案采用氣缸作為動力源，由于氣動裝置本身具有動作迅速，反應(yīng)快，調(diào)節(jié)方便，維護方便，系統(tǒng)有故障是容易排除，等優(yōu)點。這些將直接反應(yīng)到本方案中。 2）氣缸的空間布置采用垂直于直線導(dǎo)軌的水平方式布置，空間布置較為緊湊，在每一個國定分揀道口都應(yīng)設(shè)置這樣一個氣動裝置，使得空間布置更為美觀。3）對氣缸的控制只需采用一個三位四通的電磁換向閥就能實現(xiàn)，所以控制簡單，方便。4）氣缸的直徑大小影響操作力，而且當(dāng)系統(tǒng)氣壓較大時，氣缸的作用力更大，這樣動作也就更快速，氣動系統(tǒng)的穩(wěn)定性也就越高，但對氣缸要求較為苛刻。方案的缺點：1）本方案有一個較大的缺點，由于氣動裝置采用水平布置，氣缸桿將要推動的不光是推塊，而是由推塊和工件組成的質(zhì)量相當(dāng)于推塊數(shù)倍的當(dāng)量負載。這樣氣缸的負載將比預(yù)計增加許多倍，因此對氣缸的要求就更苛刻了，同時對氣缸桿也必然有撓度方面的要求。更為重要的是，在推塊當(dāng)量負載發(fā)生突變的時候，將給分揀系統(tǒng)帶來很大的沖擊，這將直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。2）同樣由于氣動裝置采用水平布置，對系統(tǒng)的準(zhǔn)確性能也有較大的影響： 在固定道岔曲線的分析中，我們希望在y方向加速度盡可能的小，從而避免對系統(tǒng)產(chǎn)生較大的沖擊而影響整機性能。在本方案中將氣缸水平布置，當(dāng)待揀貨物所對應(yīng)的第一個推塊的換向輪進入固定分揀道岔口時，氣缸在控制系統(tǒng)的控制下動作，換向塊在y方向動作，將會推動推塊的導(dǎo)向輪，使其在y方