【正文】 動送到指定加工位置，下料是利用料道將已經(jīng)完成工序加工的工件自動放在傳輸裝置上。通常在兩道工序之間，前一道工序的下料裝置就是后一道工序的上料裝置。機床上料裝置有兩種，人工上料和自動上料裝置。 自動上下料裝置，是自動機床和自動線設(shè)計中復(fù)雜程度高而且難度較大的重要組成部分之一。 自動上下料裝置所完成的工作，是將散亂的工件經(jīng)過定向機構(gòu)，實現(xiàn)定向排列，然后順次地把它安裝到機床夾具上，并在加工完成后從夾具中卸下工件。自動上下料裝置還可用于將工件定向整理后送至裝配位置。自動上下料裝置中，自動上料裝置發(fā)展很快，已 成為一個獨立的部分，通常又稱為自動供料器。 自動上料裝置的結(jié)構(gòu)形式在很大程度上取決于工件的毛坯形式及其原材料。毛坯有卷料，板料，棒料和件料等多種形式，故自動上料裝置也是多種多樣的。 自動上料裝置大致可以分為料倉式，料斗式和工業(yè)機械手（機器人）上料裝置。 料倉式上料裝置是一種半自動上料裝置，是將已經(jīng)整理好的工件放在儲料器中進行上料的裝置，需要人工定期將一批工件按規(guī)定的方向和位置依次排列在料倉里，有送料器自動地將工件送到機床夾具中。這種上料裝置雖然需要人工來完成工件的定向整理，但其結(jié)構(gòu)簡單，且工作可靠性較高。它 使用于批量較大且因重量、尺寸及幾何形狀特殊等原因而難于進行自動定向整理的工件，或者使用于單件工序時間較長，人工定向整理一批工件可供機床加工很長時間的場合。 料斗式上料裝置，工人將一批工件到入料斗中，料斗的定向機構(gòu)能將雜亂無章的工件自動定向，按照規(guī)定的方位整齊排列有序，以一定的生產(chǎn)節(jié)拍自動送到加工位置上。因此能進一步減輕工人的勞動強度，便于多機床管理。這種上料裝置多用于工件形狀簡單，體積和重量不大，而且工序時間短，要求頻繁上料的情況。 工業(yè)機器手（機器人）是模仿人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓 取工件送到加工位置上、工業(yè)機器手上料裝置比料斗或料倉靈活，適應(yīng)與體 17 積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的單件毛坯或勞動條件惡劣的場所、廣泛應(yīng)用于柔性制造系統(tǒng)。 本設(shè)計采用槽式料倉式上料機構(gòu)，主要考慮其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等優(yōu)點。但是這種結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生“雙料”故障，因此下面將分析起故障的成因然后采取有效措施加以避免這種故障。 上料機構(gòu)“雙料”故障的成因和預(yù)防 軸承磨床在磨削過程中常見的故障之一是在上、下料是往往出現(xiàn)一次上兩個料（工件）的現(xiàn)象，即前面一個工件尚未磨削第二個工件就掉到磨削區(qū)域了。這種現(xiàn)象我們稱之為“雙料”故障，為 排除這種故障，首先必須分析，產(chǎn)生“雙料”的原因，才能采取預(yù)防措施。 落料的靜態(tài)分析過程 軸承磨床的床頭采用的是電磁無心夾具，其上下料的工作原理圖如圖 31 所示： 圖 31 當一個工件加工完畢后，發(fā)出送料信號，上下料氣缸動作，帶動下料推桿右移，把工件推入下槽中。然后左上料推桿左移把一個待加工工件送往磨削位置后復(fù)位。然后左上料推桿又在氣缸 的帶動下?lián)Q向左移。當左上料推桿越過料槽下方時，后續(xù) 18 一個工件將降落的一個工件在支撐板上等待下一次送料。 推料桿左移時，工件與推料桿的位置變化過程如圖 32 所示，由圖可知，在這一過程中，料槽內(nèi)的后續(xù)待磨工件雖然發(fā)生一次先向下后向上震蕩，但不可能出現(xiàn)“雙料”故障，因為被送工件和推料相繼地支撐住了料槽內(nèi)的其他工件。 圖 32 被送工件到位后，推料桿換向左移。若由于某些設(shè)計參數(shù)選擇或調(diào) 整不當，在這個推料桿左移過程中，就會出現(xiàn)“雙料”故障。為了說明在該過程中可能出現(xiàn)的非常情況和便與后面的計算，特別把推料桿移動時經(jīng)過的幾個特殊位置繪制成圖 33 19 圖 33 圖 中 （ 1）為工件開始降落的位置，工件與推料桿水平表面相切與棱角 D。該位置可以作為工件下落過程計算的時間和位移的起點。 （ 2）為工件與推料桿斜面相切與棱角 D，工件下移距離為：Δ h=d(1cosγ )/2 （ 3）為工件與推料桿斜面相切與棱角 C，工件下移量為：Δ h=d(1cosγ )/2﹢（ h1h2） 此時，工件軸線可能已略低于料槽上壁平面，即工件不再與料槽垂直壁面相切，除非 h2 ﹥ h dcosγ /2. (4)為工件脫離料槽前的極限位置，即料槽；棱角 A到推料桿棱角 C 間的距離等于工件直徑 d。此時下工件中心偏在料槽中心線以右，即： 1a =b/2[d2(hh2)2]1/2/2 而相鄰的上工件對下工件中心在料槽中心線左側(cè)（ bd） /2 處，這就使得上工件對下工件的作用力有指向右側(cè)的分量。此時推料桿點對工件的作用力的水平也是向右的。這兩個分力使下工件在下落的同時更加向右移動。（ 5）為工件與推料桿的端面相切并滑落在支撐板的凹槽內(nèi)，工件中心在料槽中心線左側(cè)，則： 20 2a =(bd)/2[d2c(hh2)2]1/2 這時如果支撐板上無凹槽或凹槽過小，工件停不穩(wěn)，則上工件繼續(xù)將下工件擠向右方，直至上工件相繼落在支撐板上，形成多料故障。反之，若凹槽過寬，上工件落入凹槽后過分向右，則后續(xù)工件由于自身的重力產(chǎn)生積壓力也回將落入槽中的工件再向右擠出，形成“雙料”故障。所以在凹槽深度給定的情況下，起寬度應(yīng)有個合適的范圍，不可過大或過小。 落料的動態(tài)分析 上面做的分析，屬于靜態(tài)分析，即認為推料桿的右移運動足夠的緩慢，以至與圖 所示的落料過程中工件始終保持與推料桿相接觸。但實際情況并非如此。一方面推料桿的速度很快，而且這個速度是變化的，中間速度比較高，在兩邊比較低。另一方面，工件在料槽內(nèi)是靠重力下落的，考慮到摩擦因素等問題，下落的加速度總是小于 g 的。也就是說它下落的時候速度不是很快以至于跟不上推料桿的移動。 它們的差值Δ h=h1gt2/：有可能使工件與推料桿相碰的時刻推遲到 A 點與 C 點的距離大與工件直徑之后，而造 成雙料事故。 防止“雙料”故障的措施 從靜態(tài)分析中得知，支撐板上的凹槽尺寸應(yīng)該選擇合適，不可以過大或者過小。當槽深選定后問題就是要確定合適的槽寬。槽寬尺寸下限應(yīng)由工件表面順利接觸底槽的條件來確定，尺寸上限應(yīng)由相鄰工件的擠壓力與凹槽斜面的反力所形成的力矩的方向不得為順時針方向來確定。 以直徑為 42mm 的為例，并凹槽深度為 2mm，邊緣倒角為 30176。見圖 34 21 圖34凹槽尺寸 則槽底半寬下限為： a左 min=a2+dtan(30176。 /2)/2=a2+21? tan15176。 = 式中 a2系按（ 4）式計算。槽寬上限為： a左 max=d(1+tan30176。 /2)/2(bd)/2=21? (1+tan15176。 )(bd)/2= 實際上應(yīng)在下限附近取值，以免工件在動態(tài)過程中易向左滑出。建議取： a左 =a 左 min= 其相應(yīng)的槽頂寬度： b左 =a 左 +K/tanα =a 左 +K/tan30176。 = 對于右半槽 ，取倒角 45176。，所以： a右≥ (dtan45176。 /2)/2=(42? 1/2)/2= 取 a 右 =11mm 所以： b右 =a 右 +k=11+k=13mm 從動態(tài)分析及圖 4 的計算實例來看，工件在下落過程中很可能發(fā)生與推料桿碰撞的現(xiàn)象，但只要時間τ不是過分小，碰撞總是發(fā)生在 A 點和 C 點的間距變到大于工件直徑之前，沒有大的危害。我們的注意力應(yīng)集中在防止過晚的碰撞，特別要注意保證料槽內(nèi)壁十分光滑，不能有任何妨礙工件運動的毛刺，確保工件快速下落。 在送料時推料桿在不 與上滾輪相碰撞的前提下，盡量加大 2h ,以減小按式（ 3） 22 和（ 4）計算的偏心量 1a 和 2a ，并推遲 AC距離大于 d 的時刻。 將推料桿起、停位置調(diào)整到使其端面與料槽內(nèi)側(cè)壁對齊或略為犏右，切不可偏左，出現(xiàn)雙料故障。 圖 4 是工件在下落過程中，其下緣點距支承板高度隨時間變化的計算事例。計算的近似假設(shè)：（ 1）當忽略摩擦力和空氣阻力時，則工件自由下落的加速度為 g；（ 2）當推料桿按 正弦規(guī)律運動，即相對于行程中點的位移： 1X = 2sin t???????1t S/2 (5) 式中 S為行程， τ 為推料桿往返一次的總時間。計算中的已知參數(shù)為： 工件直徑： d=42mm( 軸承內(nèi)圈 ) 料槽寬度： b=45mm 推料槽高度： h=45mm 推料桿 高度： h1=42mm 推料桿端面高度： h2=27mm 推料桿斜面傾角： α=30176。 ； 推料桿行程： s=80 推料桿行復(fù)時間： τ= ； τ= ； 以圖 3(a)位置為計算時間 t和推料桿位移 x 的原點，則有 1x =x+0x ,1t =t+0t 由 （ 5） 式得 ： X=sin[360176。/ τ (t+0t )]S/2 0x (6) 式中若再假設(shè)推料桿的右極限位置為推料桿端面與料槽右側(cè)壁平面重合，則： 0x =S/2[bd/2+(h 2h )/tanx]。 (7) 0t =(τ /360176。)sin1(20x /S) (8) 對于從圖 3（ a）位置到（ b）