導語：沖壓機床自動下料系統結構設計研究一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對傳統沖壓機床采用人工方式下料、人工檢測，工作過程效率低，并可能存在潛在的作業危險等問題，對沖壓機床的下料工序過程中涉及的卸料、稱重、厚度檢測、打標等環節進行了研究。提出了一種沖壓機床自動下料的控制系統，其主要包括下料取料單元、稱重檢測單元、厚度檢測單元、自動碼垛單元、輸送單元，并對其各個單元的結構及工作原理進行了詳細的介紹。利用組態王軟件作為上位機監控軟件，實現對現場數據的采集和各功能單元的控制，并形成數據報表，便于生產操作和管理。研究結果表明，該系統替代了繁瑣的人工操作過程，節約了2個人力成本，可靠性高，提高了勞動生產率。

關鍵詞：沖壓機床；PLC；機械手工業生產中，沖壓機床

通過模具實現了板材的沖孔、成型、拉伸、擠壓件等功能，得到了廣泛的應用。目前，多數中小企業的沖壓機床生產加工工藝仍以人工操作方式為主，這種方式存在自動化程度低、生產效率低、工作人員勞動強度大等缺點，在批量生產中，很難保證產品的合格率和達到快速生產任務的目的［1－2］。本文對機床下料工藝過程進行了認真的研究，模擬人工操作過程，對原有沖壓機床進行了自動化的升級改造。設計了一套以PLC控制器為核心，綜合傳感器技術、伺服控制系統、機械手技術等技術，實現了下料工藝中包括打標工序、檢測工序、碼垛工序的全自動化運行，提高產品生產效率，節約了人工成本［3］。

1系統整體結構及工作原理

按照機床下料的工藝要求，其加工過程主要包括機床卸料、稱重檢測、標記打標、厚度檢測、碼垛等環節。整體結構圖如圖1所示。由圖1中可以看出，系統主要有卸料機械手1、稱重托盤機構2、打標機構3、厚度檢測機構4、碼垛機械手5、傳送機構6構成。其工作過程：壓機工作完成后，卸料機械手從壓機中取料，并放置到物料托盤上，物料托盤安裝在導軌滑塊上，導軌滑塊由伺服電機帶動滾珠絲杠做水平移動，實現工藝過程的定位控制。在導軌滑塊的帶動下，依次實現稱重、打標、厚度檢測、碼垛工藝過程。

2主要工作機構設計

2．1打標機構設計。打標機構是用于完成對成品產品制作產品標識的，其機構圖如圖3所示。由圖3可以看出，打標機構主要由模組1、打標機2、底座3、連接板4、固定架5構成。由于產品的規格不同，各種規格產品的厚度也不同，應用過程中，由產品的高度而定，需要對打標機的上下位置進行調整。本文選用TZ3BPH模組，其移動范圍300mm，用于實現調整打標機的高度。此外，考慮到實際應用需求，對不同規格的產品打標位置也不盡相同，有的需要在中間位置，有的需要在兩邊位置，因此機械結構設計為可旋轉機構，通過調整底座3和連接板4連接孔的位置以及固定架5的安裝位置，可使打標機實現±30°旋轉。2．2厚度檢測機構。產品的厚度是評定產品的合格指標之一，在厚度檢測上，本文采用左、中、右三點同時檢測，分前、中、后三個區域進行測量的方案。厚度檢測機構如圖4所示。導軌和滑塊用于動態調整厚度傳感器的位置，導軌分為水平導軌和垂直導軌，本文調整范圍設計為400mm。距離檢測傳感器采用Panasonic公司的紅外反射傳感器，其型號為HG－C1030，檢測范圍±5mm，即檢測厚度為10mm，檢測基準位置為30mm。工件任一點的厚度dx由其上下兩個垂直的傳感器檢測值d1和d2來確定，公式（1）為厚度轉換公式。dx＝hx－［30*2－（d1－5）－（d2－5）］（1）公式中，dx為厚度，hx為上下兩個傳感器的高度。

3監控系統設計

上位機監控軟件主要用于實現對下位機設備的信號監視、參數設置、數據報表等功能［4－5］。本文選擇組態王7．5SP2版本組態軟件實現系統的遠程監控。監控系統畫面主要包括手動操作畫面、數據監控畫面、參數設置畫面、數據報表畫面等，數據監控畫面和參數設置畫面如圖5和圖6所示。

4結束語

本研究對傳統沖壓機床行業提出了一種自動化下料系統。運用Solidworks三維制圖軟件設計了系統主要的機械結構，應用上位機軟件實現對設備的操作和監控，完成了下料、檢測、碼垛等生產工藝過程，替代原有的人工操作，降低了勞動成本，提高了生產效率。本研究對生產企業提升設備自動化水平，具有較高的實用和推廣價值。

參考文獻

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［3］李大偉．真空熱壓裝置液壓加載平臺控制系統設計［J］．機電工程，2020，37（12）：1535－1539

［4］陳赟．煤礦鉆孔測斜設備承壓性能試驗裝置的開發［J］．液壓與氣動，2020（3）：119－123

［5］張巍，駱昕，林家春．基于PLC的標準布氏硬度機的自動控制系統［J］．機電工程，2020，37（2）：211－215

作者:李大偉 單位: 1.遼寧裝備制造職業技術學院 2.遼寧廣播電視大學