【導語】2016年1月28日，公司成功舉辦了“三維創新設計”比賽，參賽選手們在比賽中展示了豐富的創新設計作品，這些作品的設計靈感大都來自于解決公司日常生產工作中存在的問題，它們凝結了公司員工的智慧，為公司的生產技術改造貢獻了力量。本報將陸續展出比賽作品，敬請關注。
二等獎作品
表面車間的自動串料設備創新設計
先進仿真技術研究所 林志塤
長期以來，公司表面防護車間的工件都是通過人工操作方式將表面處理前、后的套圈串入或卸下料籃上的芯桿（如圖1所示），這種現象存在操作者人數多、體力耗費重、速度慢、效率低的問題。另外，操作者用手接觸套圈工件，不僅工件表面殘留的處理液會造成皮膚腐蝕或過敏，而且操作者手套上殘存的污跡會帶來工件表面的二次污染和腐蝕。
圖1 表面防護車間現場手工串料場景
為了減輕或消除以上生產問題，我們構思了一種自動串料設備（見圖2），實現由人工串料轉向機械自動串料的過程，該設備主要包含兩個部分：
其一為移料機構，將理料機喂送進來的套圈和隔料環，通過移料桿的機構運動實現挑起和旋轉一定角度，喂入串料桿。
其二為串料機構，將不斷送來的套圈和隔料環靠重力滑行逐步串入串料桿中；當物料串滿時，電控部分實現移料機構停機，串料輪盤旋轉45°，更換新的串料桿，然后繼續第二根串料；已串滿的料桿可由人工取下，并更換空料桿。
圖2 自動串料設備的效果圖
圖3 給出了移料機構的具體傳動機構圖。該部分的工作原理為電機通過鏈條帶動曲柄旋轉，從而使連桿帶動滑座沿導軌做水平左右滑動，此時滑座上的齒輪在固定齒條的反作用力推動下發生轉動。移料桿在滑座移動和齒輪轉動的驅動下，可實現固定角度（本設計取225°擺角）的往復旋轉，將套圈和隔料環穿入、挑起并最終轉移到串料桿上。其中，圖示A處的齒條的固定位置調節，可實現移料桿擺動角度的精確調節控制；圖示B處的螺母可在調節螺桿的驅動下變換位置，可實現連桿機構鉸接的滑座水平移動距離的調節。
圖3 移料機構的局部視圖
圖4為串料機構的機械傳動圖，其工作原理是：當串料桿堆滿了套圈和隔套后，電機接到感應開關的信號后啟動并開始工作，通過同步帶驅動槽輪機構實現間歇式轉動，串料盤轉過45°后電機立刻停止，此時二次循環串料開始。圖中A處所示的串料盤有八根串料桿，可實現間歇式的連續串料工作，提高設備的工作效率；B處的槽輪機構，主要實現串料桿轉盤做固定角度45°間歇式擺動，起到輪換串料的功效，便于人工卸下滿料桿和更換空料桿。
圖4 串料機構的局部視圖
綜上所述，本設計的自動串料設備結構相對簡單，機構運動可靠，電控實現容易操作，串料過程不需要人工干預，大大減輕了工人的勞動強度，提高生產效率。使用時，該設備需與理料機配合使用，當喂料道數增加，可在一次串料時實現多個套圈的串料動作，可成倍提高加工效率。當然，鑒于技術保密的需求，本設計著重闡述自動串料設備的工作原理，對設備結構的每一個零件并未做詳細設計，或多或少存在一些不足之處。所以，如需加工制造專機，需要對模型進行二次規劃和細部設計加以完善，這樣可降低零件的加工和制造難度，提高裝配精度，減少裝機調試可能遇到的問題。
三等獎作品
三工位裝配工裝設計
工藝與設備研究所 洪志鵬
三工位裝配工裝是針對某產品裝配時所遇到的問題而設計的。當前某產品裝配時，需要人工將內圈進行扶正后，再內圈沖壓入外模內球面里面。一旦操作員沒有扶正內圈進行沖壓，就會造成磕碰傷，因此該產品裝配時經常出現質量不穩定。操作員將手臂直接在放置在沖床沖頭下作業，一旦思想不集中或者操作疏忽，就有可能造成工傷事故，存在較大安全隱患。
針對存在的質量和安全問題，我們提出采用“上料——沖壓裝配——下料”三工位自動化裝配方式來解決上述問題。三個工位相互獨立：上料工位主要有兩個部分組成，一個是扶正限中合件，用于對內圈進行扶正限中；另一個是開合放置座合件，用于對外圈進行定位夾緊。沖壓裝配工位的壓裝臂與沖床沖頭相連，將內圈沖壓進入外圈內球面。下料工位的手輪一碰到開合輪，整個開合放置座合件就會打開，裝配后的產品就會掉入料筒中。三個工位又緊密銜接：實現三個工位緊密銜接的是自動化轉盤，該轉盤采用螺旋方式將沖床沖頭的直線運動轉換成轉盤的旋轉運動，轉動角度為120°。
這種自動化裝配方式能夠使生產效率大大提高，而且還能保證裝配質量，可謂前景廣闊。不僅僅如此，一旦有需要，可以將三工位裝配改造成“外圈上料——內圈上料——沖壓裝配——下料”四工位裝配實現完全自動化，完全解放勞動力。
閩公網安備 35060202000132號