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摘要:近年來(lái)各生產(chǎn)廠(chǎng)家為了提高產(chǎn)品的技術(shù)性能，不斷優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，努力降低生產(chǎn)成本，并不斷開(kāi)發(fā)新的機(jī)械。為了解決產(chǎn)品中存在的問(wèn)題，例如使用傳統(tǒng)切斷機(jī)時(shí)損耗較大、工作效率低等等，開(kāi)發(fā)了智能化極針切斷機(jī)，實(shí)現(xiàn)了極針切斷機(jī)的自動(dòng)化控制，提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞:極針切斷機(jī)；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)研究

效益永遠(yuǎn)是生產(chǎn)企業(yè)追求的目標(biāo)。為了將企業(yè)效益最大化，本文針對(duì)目前原有的極針切斷機(jī)進(jìn)行分析改造，提高產(chǎn)品的產(chǎn)出率。針對(duì)原有的極針切斷機(jī)從送料的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行選擇、包括送料量的控制，以及切斷時(shí)極針位置的固定等等影響產(chǎn)品品質(zhì)的問(wèn)題著手考慮。除此之外，還要求設(shè)計(jì)的極針切斷機(jī)應(yīng)能多元化生產(chǎn)。例如在產(chǎn)品量能化以及形式化不同時(shí)，要求滿(mǎn)足小批量、多訂單、不同型號(hào)產(chǎn)品的要求。并且要求極針切斷機(jī)能以最快的速度進(jìn)行產(chǎn)品類(lèi)型的更換。面對(duì)如此諸多不同的要求，就需要企業(yè)對(duì)極針切斷機(jī)設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代。如果設(shè)備升級(jí)改造成功，企業(yè)可以降低操作人員的工作強(qiáng)度、同時(shí)獲得降低企業(yè)的成本，并提升產(chǎn)品的品質(zhì)，改善企業(yè)的工作環(huán)境。

1極針切斷機(jī)工作原理

圖1極針切斷機(jī)的工作原理圖切斷機(jī)作為制品生產(chǎn)制造上的設(shè)備，是制品生產(chǎn)線(xiàn)上的一種主要設(shè)備。它的用途是將極針切斷，并且具有一定的長(zhǎng)度。這種具有一定長(zhǎng)度的產(chǎn)品進(jìn)入下一道工序進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)。對(duì)于極針切斷機(jī)合理的設(shè)計(jì)，需要該類(lèi)型極針切斷機(jī)具有功能全面、效率更高、能耗較低、工作更加可靠，并且操作非常簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。極針切斷機(jī)由機(jī)架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、切刀機(jī)構(gòu)、控制柜等部件組成。對(duì)于自動(dòng)化要求高的設(shè)備主要用于極針的自動(dòng)切斷，還有一些手工上料的半自動(dòng)化極針切斷機(jī)。對(duì)于設(shè)備的工作原理，如圖1所示極針切斷機(jī)的工作原理圖。極針切斷機(jī)是用來(lái)將產(chǎn)品以一定的尺寸切成符合要求的產(chǎn)品。作為動(dòng)力的部分采用的是電動(dòng)機(jī)，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)整個(gè)動(dòng)力。選擇電動(dòng)機(jī)的主要原因是在啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)保持設(shè)備動(dòng)力部分的穩(wěn)定輸出。對(duì)于設(shè)備的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，從圖中看出液壓馬達(dá)供油時(shí)，這個(gè)階段切斷油缸并不進(jìn)行作業(yè)。也就是說(shuō)切斷油缸是與產(chǎn)品進(jìn)行同時(shí)作業(yè)的，從而達(dá)到切斷產(chǎn)品的功效。極針切斷機(jī)關(guān)鍵的動(dòng)作運(yùn)行，就是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行切斷作業(yè)。切斷的質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，針對(duì)產(chǎn)品的材質(zhì)問(wèn)題，切刀以及切斷方式都會(huì)發(fā)生變化。切斷的斷面是否光滑，是否有變形，這些都是在考察的范圍內(nèi)。因此，研究切斷形式是十分重要的。對(duì)于目前的極針切斷機(jī)其切斷方式如圖2、圖3、圖4所示。每種剪切方法的最根本的作用機(jī)理就是在于通過(guò)對(duì)圓形滾刀或者其他形式的滾刀施加外界壓力的作用，并對(duì)其進(jìn)行切入作業(yè)。由于其主切削運(yùn)動(dòng)是在滾刀壓力的作用下產(chǎn)生，這樣會(huì)使得產(chǎn)品產(chǎn)生塑性變形。但每種剪切方式，最終的目的是為了得到切口完美的樣品。如上所述，完美的樣品是由切口的形狀、切口的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行評(píng)判的。因此需要人們對(duì)極針切斷機(jī)的各個(gè)部位進(jìn)行研究，每個(gè)部分都或多或少的影響最終產(chǎn)品形式，因此不可忽視的每個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的作用。

2極針切斷機(jī)結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)

對(duì)某公司極針切斷機(jī)的產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)改造，即對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)中極針切斷機(jī)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。目的是為了滿(mǎn)足具體的技術(shù)要求，使設(shè)備具有自動(dòng)化效率，并且提高產(chǎn)品的產(chǎn)出率，給企業(yè)帶來(lái)巨大的效益。對(duì)極針切斷機(jī)改進(jìn)的主要部分是:首先對(duì)上料部分進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)對(duì)于某些部件或者控制的改進(jìn)對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的上料部分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化上料。其次是對(duì)切斷的改造，切斷后要保證產(chǎn)品的品質(zhì)要求，避免出現(xiàn)產(chǎn)次品或者因某些原因出現(xiàn)故障停機(jī)的現(xiàn)象。再次，是整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要求整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)要連續(xù)不斷的進(jìn)行產(chǎn)品產(chǎn)出，并且保證產(chǎn)品的合格率。最后，對(duì)整個(gè)極針切斷機(jī)進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化升級(jí)。綜上所述，就是對(duì)極針切斷機(jī)不符合智能化、影響自動(dòng)化要求進(jìn)行產(chǎn)品的升級(jí)改進(jìn)，以便適應(yīng)生產(chǎn)的需求。

2．1極針切斷機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化改造

對(duì)極針切斷機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)改造，以前極針切斷機(jī)的驅(qū)動(dòng)為用手轉(zhuǎn)動(dòng)輪盤(pán)進(jìn)行切斷動(dòng)作，為了提高企業(yè)的生產(chǎn)效率首先對(duì)MJ－SIDE極針切斷機(jī)驅(qū)動(dòng)方式由手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪盤(pán)切斷變更為氣動(dòng)自動(dòng)化切斷。與此同時(shí)，針對(duì)MJ－SIDE極針切斷機(jī)現(xiàn)有的作業(yè)方式，需要人工較多，并且對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量有一定的影響。針對(duì)這一手工切斷改為自動(dòng)切斷。對(duì)于切斷后的工序，需要手動(dòng)將金屬針撥出放入金屬針?biāo)芰虾兄校硗庖痪泶袛嗟慕饘籴槹惭b在固定支架上，也就是說(shuō)在進(jìn)行手動(dòng)切斷的同時(shí)還需手動(dòng)卷取金屬針的隔層紙帶，以滿(mǎn)足金屬針的供應(yīng)。這些手動(dòng)階段的工序都改為自動(dòng)，改造后理想的狀態(tài)是極針切斷機(jī)金屬針通過(guò)自動(dòng)卷取機(jī)自動(dòng)供料，極針切斷機(jī)自動(dòng)對(duì)金屬針進(jìn)行切斷，金屬針自動(dòng)供料裝置啟用現(xiàn)場(chǎng)其他產(chǎn)線(xiàn)的閑置品。自動(dòng)化改造的目的就是為了滿(mǎn)足無(wú)人稼動(dòng)，達(dá)到縮減人員目的，同時(shí)可以提高加工效率，以縮短加工時(shí)間，讓企業(yè)達(dá)到利潤(rùn)的最大化。

2．2極針切斷機(jī)存在問(wèn)題

該企業(yè)在閑置極針切斷機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)組裝，而整個(gè)切斷部則是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的閑置極針切斷機(jī)進(jìn)行改造，極針切斷機(jī)需要改造的包括以下內(nèi)容。首先是金屬針?biāo)歪樮壍赖母脑欤浯问墙饘籴槹崴筒康母脑欤詈笫墙饘籴樓袛嗯懦霾康母脑臁Ｒ驗(yàn)樵O(shè)備所使用的金屬針無(wú)論在厚度、寬度還是在極間距上都與MJ金屬針存在著一定的差異，所以原設(shè)備的整個(gè)設(shè)備軌道需要進(jìn)行更換，根據(jù)金屬針的寬度及厚度尺寸設(shè)計(jì)新的金屬針軌道及重新設(shè)計(jì)軌道安裝基座，以滿(mǎn)足軌道可以安裝在原設(shè)備基座上。

2．2．1極針切斷機(jī)送料設(shè)計(jì)

極針切斷機(jī)改造前的金屬針搬送機(jī)構(gòu)部件是一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)切斷部上升來(lái)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)一端的送料爪橫向動(dòng)作進(jìn)行送料，送料爪送料時(shí)嵌入金屬針連接帶上的定位孔中。因定位孔的直徑為0．7毫米，所以定位爪的先端也是比較單薄。由于這部分機(jī)構(gòu)會(huì)發(fā)生磨損，影響金屬針的送料量。鑒于前述原因，對(duì)該部位進(jìn)行改造。改造后的送料則改變了這種方式，首先是將送料的部件進(jìn)行改造，送料的部件發(fā)生變化，以前是送料爪，現(xiàn)在經(jīng)過(guò)分析選用定位針進(jìn)行送料。直接通過(guò)兩氣缸來(lái)使定位針右上左下的搬送循環(huán)動(dòng)作。在這個(gè)過(guò)程中，因金屬針較寬且搬送時(shí)有一定的阻力，實(shí)施起來(lái)有一定的困難，因此經(jīng)過(guò)計(jì)算后，選擇使用三根定位針進(jìn)行搬送。結(jié)果是三根定位針客服了固有的阻力達(dá)到了理想的效果。最后選擇的定位針型號(hào)為:SHAL1．6－30－P0．67－KC。另外發(fā)現(xiàn)送料到位經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題，不能準(zhǔn)確的達(dá)到指定位置，影響后續(xù)工作的進(jìn)行，因此決定在送料到位處追加一個(gè)近接傳感器GH－2S，目的是為了感應(yīng)距離，最小的感應(yīng)距離為0．02毫米，以保證每次搬送都能到位。加了個(gè)傳感器后，大大提高了送料位置的穩(wěn)定性改變了之前的缺陷。

2．2．2極針切斷機(jī)切斷部位的設(shè)計(jì)

MJ－SIDE的金屬針為兩端連端，先進(jìn)行遠(yuǎn)離搬送部一側(cè)針尖的橫向切斷，每次切斷八根，使金屬針與連接帶分離，再進(jìn)行搬送部連接帶的縱向切斷，這樣八枚金屬針靠搬送部的連接帶連在一起，由于該金屬針單PIN長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，為47．1毫米。因此，金屬針在軌道中就會(huì)存在一定的偏移現(xiàn)象。由于金屬針的橫向切斷和縱向切斷DIE為一塊部品，這樣很難將兩個(gè)切斷位置同時(shí)保證。所以對(duì)切斷部的切斷DIE進(jìn)行了改善，將原有的一塊部品分為兩塊，即金屬針針尖側(cè)的切斷部和搬送處連接帶的切斷部分開(kāi)，這樣就可以通過(guò)調(diào)節(jié)切斷部品的位置來(lái)同時(shí)滿(mǎn)足金屬針橫向和縱向的切斷位置，同時(shí)也節(jié)約了部品的損耗費(fèi)用，切斷部一處破損時(shí)則不需要整個(gè)部品進(jìn)行更換。

2．2．3極針切斷機(jī)產(chǎn)品排出的設(shè)計(jì)

極針切斷機(jī)經(jīng)過(guò)送料和切斷部位的改造后，對(duì)于產(chǎn)品的排出會(huì)出現(xiàn)一定的阻礙。因?yàn)榍袛嗪蟮慕饘籴樖峭ㄟ^(guò)前面待切斷的金屬針前進(jìn)時(shí)推出。由于改造后加工速度上升，會(huì)出現(xiàn)上一枚沒(méi)有排出就切斷的現(xiàn)象，這樣會(huì)造成金屬針的變形，所以在金屬針的排出部追加了一吹氣裝置，該吹氣裝置和切斷氣缸用供氣串聯(lián)，使切斷后氣缸上抬時(shí)可以將金屬針吹落入盛放容器中。這樣極大的解決了產(chǎn)品排出遇到的問(wèn)題，加快了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。極針切斷機(jī)經(jīng)過(guò)送料部位的改進(jìn)，切斷部位的改進(jìn)，以及由于送料和切斷的加快，產(chǎn)品排出問(wèn)題的改造后。極針切斷機(jī)的效率大大提高，改造前設(shè)備生產(chǎn)能力為每分鐘生產(chǎn)三十五個(gè)，改造后生產(chǎn)能力翻倍增長(zhǎng)，每分鐘能達(dá)到七十個(gè)，加工效率提高了100%。極針切斷機(jī)改造前需作業(yè)員手動(dòng)轉(zhuǎn)輪盤(pán)進(jìn)行切斷，改造后由氣缸自動(dòng)切斷，這樣減少作業(yè)員一人，并且降低現(xiàn)場(chǎng)了人員負(fù)荷，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)。這款極針切斷機(jī)可以滿(mǎn)足企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的需求，其穩(wěn)定性和可靠性較高，切斷精度能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。由于采用氣動(dòng)機(jī)械與電氣控制相結(jié)合，因而機(jī)器制造程度高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，動(dòng)作協(xié)調(diào)，具有能耗低、噪聲小、切斷誤差小，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。使用該機(jī)，可以提高產(chǎn)品的效率，同時(shí)可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，因而能大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3結(jié)語(yǔ)

面對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，自動(dòng)化對(duì)于工業(yè)制造又顯得尤為重要。人工的作坊工廠(chǎng)以及半自動(dòng)等產(chǎn)品都已經(jīng)不能顯示這個(gè)時(shí)代所具有的意義。由于目前我國(guó)關(guān)于極針切斷機(jī)設(shè)備方面有手工切斷和自動(dòng)切斷方式。為了提高產(chǎn)品的自動(dòng)化效率，追求企業(yè)的最大利潤(rùn)，通過(guò)對(duì)極針切斷機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，來(lái)說(shuō)明解放雙手，不但提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，減少了企業(yè)的用工成本，同時(shí)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量，例如加工精度的提高等都得到了飛躍。希望通過(guò)本文對(duì)案例的介紹，給今后人們?cè)谶M(jìn)行自動(dòng)化改造方面有一定的借鑒意義。

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作者：張磊 單位：上海杰世騰連接器有限公司