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    本文介紹的罐蓋送料機(jī)構(gòu)依靠曲柄搖桿滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，由安裝在“滑塊”上端的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成易拉蓋的送料工藝動(dòng)作。對(duì)于該送料機(jī)構(gòu)，只要選擇了合理的曲柄半徑和搖桿長(zhǎng)度便可以確保送料的平穩(wěn)性及供送質(zhì)量。

    1  機(jī)構(gòu)工作原理   

    送料機(jī)構(gòu)的工作任務(wù)是將罐蓋平穩(wěn)準(zhǔn)確地送至定位工位，本文中蓋的形狀為圓形，定位機(jī)構(gòu)為環(huán)形機(jī)械手。蓋的提供方式為成摞疊放在儲(chǔ)料倉(cāng)中。儲(chǔ)料倉(cāng)由四根限位立柱組成，其下限位由兩塊限位塊依靠壓縮彈簧的彈力將蓋限制在要求的zui低限位。蓋的供送為水平供送，儲(chǔ)料倉(cāng)正下方為送料槽，當(dāng)蓋落人送料槽后，送料機(jī)構(gòu)做水平直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)將蓋送至定位機(jī)械手中。送料機(jī)構(gòu)主要包括送料滑板、隔料叉及棘爪。供料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。隔料叉及棘爪固定在送料滑板上，隔料叉的前端部分完成隔料工作，其結(jié)構(gòu)為兩側(cè)突出的插刀。隔料叉后端部分實(shí)現(xiàn)蓋的推料送料，與蓋接觸部位為與蓋的邊緣同半徑的弧形，確保蓋在送料過(guò)程中保持平穩(wěn)，不偏移。   
 

    送料滑板做水平直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)蓋的供料?；鍨榍靶『蟠蟮耐馆喰螤?，其中中間一小段為過(guò)渡部分?；逖貙?dǎo)軌向前運(yùn)動(dòng)，隔料叉前端的插刀首先接觸到儲(chǔ)料倉(cāng)中的蓋，并插入zui底層的兩個(gè)蓋之間，滑板繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑板的過(guò)渡部分到達(dá)儲(chǔ)料倉(cāng)的限位塊方位時(shí)，由于滑板形狀由小變大，將兩塊限位塊向兩側(cè)頂開，zui底層的蓋失去支撐，落人料倉(cāng)正下方的送料槽中，滑板繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，隔料叉將推動(dòng)送料槽中的蓋向前移動(dòng)。當(dāng)滑板一個(gè)推程完畢，該蓋停留在位置一。

    滑板退回原位，限位塊依靠壓縮彈簧的彈力復(fù)位，支撐住儲(chǔ)料倉(cāng)中的蓋。緊接著滑板進(jìn)行下一個(gè)推程，推動(dòng)下一個(gè)蓋向前移動(dòng)，固定在滑板上的棘爪同時(shí)向前移動(dòng)，棘爪的支撐為圓柱壓縮彈簧，當(dāng)棘爪隨滑板向前移動(dòng)超出固定在送料槽上的棘爪擋板時(shí)，棘爪依靠彈簧的彈力頂出，為滿足推程需要，設(shè)定棘爪彈出位置剛好位于位置一蓋的邊緣位置，當(dāng)滑板繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，棘爪推動(dòng)位置一的蓋向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)該工作行程完成時(shí)，前一個(gè)蓋送至位置二即定位機(jī)械手中，而下一個(gè)易拉蓋則停留在位置一上，這樣周而復(fù)始，循環(huán)工作。在該供料裝置中，一個(gè)易拉蓋的供送需要送料機(jī)構(gòu)的兩次推程完成，當(dāng)上一個(gè)蓋實(shí)現(xiàn)后期供料時(shí)，下一個(gè)蓋已經(jīng)進(jìn)行前期供料，這樣的設(shè)計(jì)可以縮短送料時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 

    2  機(jī)構(gòu)送料行程的確定  

    由以上送料執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理，送料機(jī)構(gòu)的行程與罐蓋外徑、隔料叉尺寸以及棘爪的外形尺寸有關(guān)，具體確定如下：  

    當(dāng)送料機(jī)構(gòu)開始推程運(yùn)動(dòng)時(shí)，隔料叉首*行隔料，在隔料叉的推料部位未到達(dá)蓋落料處前，隔料叉不推動(dòng)落料槽中的蓋，可認(rèn)為這一段推程對(duì)于蓋本身的推程為空推程，不包括在蓋的送料推程中。為使機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，蓋的推程應(yīng)從隔料叉的推料部位開始接觸蓋的邊緣開始計(jì)算。由于蓋分兩次推送到達(dá)定位位置，故設(shè)定當(dāng)隔料叉的推料部位接觸蓋邊緣時(shí)，棘爪彈出送料槽水平面，開始對(duì)前一個(gè)停留在位置一的易拉蓋進(jìn)行送料。當(dāng)確定了棘爪的尺寸后，便可據(jù)此確定出蓋的zui小推程。而送料機(jī)構(gòu)的推程應(yīng)在易拉蓋的推程上增加隔料動(dòng)作的推程，運(yùn)動(dòng)尺度圖如下圖所示：   
 

    圖中，d1為送料機(jī)構(gòu)的隔料推程，d2為送料機(jī)構(gòu)的一次總行程，d3為易拉蓋從儲(chǔ)料倉(cāng)到達(dá)定位機(jī)械手的總行程，三者有如下關(guān)系：   
 

    3  機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式分析 

    蓋送料機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)，在蓋的送料機(jī)構(gòu)傳動(dòng)上采用這類機(jī)構(gòu)，適當(dāng)?shù)倪x擇曲柄搖桿參數(shù)便可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)送料動(dòng)作。其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理圖如下圖所示：   
 

   可看出，送料機(jī)構(gòu)由兩部分組合而成，一部分為搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，另一部分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)滑塊的行程、行程變化系數(shù)以及曲柄半徑、搖桿桿長(zhǎng)確定后，即可按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系確定出該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連桿及機(jī)架的桿長(zhǎng)。

    送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可分解為曲柄搖桿運(yùn)動(dòng)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。

    曲柄搖桿運(yùn)動(dòng)的分析通過(guò)建立直角坐標(biāo)系，以曲柄支點(diǎn)為原點(diǎn)，曲柄支點(diǎn)到搖桿支點(diǎn)之間的方向?yàn)閤軸方向，利用機(jī)構(gòu)位置向量封閉這一條件，可寫出方程：   
 

    l1、l2、l3、l4分別為曲柄、連桿、搖桿及支點(diǎn)間機(jī)架的桿長(zhǎng)，對(duì)上式分別對(duì)坐標(biāo)x、y軸進(jìn)行投影、求導(dǎo)可得到搖桿角位移Φ3、角速度ω3、角加速度a3與曲柄轉(zhuǎn)角Φ1之間的關(guān)系，在此不做詳細(xì)推導(dǎo)。 

    搖桿滑塊的運(yùn)動(dòng)分析以搖桿支點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，滑塊移動(dòng)方向?yàn)閤軸方向建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)搖桿滑塊之間的幾何關(guān)系，由搖桿的運(yùn)動(dòng)推算出滑塊的運(yùn)動(dòng)關(guān)系式。在該機(jī)構(gòu)中，可將搖桿與滑塊間的連桿演化為滑塊開槽，搖桿在滑塊的槽中做相對(duì)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)的形式。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。由此可知，滑塊的運(yùn)動(dòng)與搖桿頂端與滑塊接觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式相同，只要確定了搖桿的長(zhǎng)度，滑塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律便可用關(guān)系式表達(dá)：   
 

    式中，s、v、a分別為滑塊的位移、速度及加速度；l為搖桿的桿長(zhǎng)；a為兩坐標(biāo)系之間的夾角。   

    下面以馬口鐵鋁塑易拉蓋的成型設(shè)備中應(yīng)用的送蓋機(jī)構(gòu)典型例子進(jìn)行分析：

    該機(jī)構(gòu)中，易拉蓋的外徑尺寸為137mm，其行程分析確定為312mm，送料機(jī)構(gòu)的行程為216mm，當(dāng)確定了曲柄長(zhǎng)度90mm，連桿長(zhǎng)度576．3mm，與連桿相連的搖桿部分桿長(zhǎng)180mm，與送料執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連的搖桿桿長(zhǎng)210mm，由上式推導(dǎo)的公式可得執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)線圖如下所示：   
 

    該送料機(jī)構(gòu)在馬口鐵-鋁塑易拉蓋成型機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中獲得了較滿意的效果。以上分析雖是對(duì)易拉蓋成型機(jī)而言，但該機(jī)構(gòu)的應(yīng)用不僅于此，還可應(yīng)用于其他容器的送料，容器的形狀也可多樣化，不于圓形。對(duì)于不同的送料對(duì)象，其工作原理及分析方法都可通用。 

   4  結(jié)論   

   （1)該送料機(jī)構(gòu)用于罐裝容器產(chǎn)品的送料上，能達(dá)到傳送平穩(wěn)可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊的效果。 

   (2)在應(yīng)用該送料機(jī)構(gòu)的設(shè)備中，確定供送對(duì)象的送料行程是提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。 

   (3)在設(shè)計(jì)和制造該送料機(jī)構(gòu)時(shí)，合理地選擇曲柄半徑及搖桿桿長(zhǎng)是一項(xiàng)*的工作，合理的傳送機(jī)構(gòu)尺寸可以提高機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性及供送質(zhì)量。