周明1 王林2
1.2.江苏双禾机器人自动化有限公司 1.身份证号码：32098119900310****
摘要：三聚氰胺甲醛树脂粉又称密胺粉料，是密胺制品的主要加工原料。市场现有热固成型机的状况仍然依靠人工，由于涉及粉料加工过程中的污染及有毒物质，招工成为当前企业痛点之一，自动化的实现势在必行。现基于原有的热固成型机，利用机器人，开发一种适用于密胺行业，实现一模多件自动上料的端拾器。不仅大大提高生产效率，同时也为行业内普遍的招工困难提供解决方案。文中主要介绍密胺制品自动化的端拾器设计，供相关人员参考借鉴。
关键词：密胺；自动化；设计；
密胺制品是人们生活中常见的日用品，密胺制品生产已经日益趋于集中，是否拥有更高效的密胺制品自动化生产线决定了企业的竞争力。密胺制品工艺中主要包括密胺粉称重、精粉称重、预热、热压、清洗、贴花、去飞边、打磨等工艺环节，而工艺链的实现就需要端拾器在各个环节中实现稳定的物料的转移。现有热固成型机要实现自动化痛点包括:
1)更换不同模具带来中心距的变化；
2)适应一模一件，一模两件，一模四件；
3)转移过程中的粉饼检测有无；
本设计旨在使用机械手带动端拾器实现热固成型机的快速上料，并准确适应模具，检测有无料以提高密胺制品自动化整体的生产效率。
1.方案介绍
1.1 工位整体设计
热固成型机结构主要由机架、合模装置、控制系统、安全保护等组成。
密胺制品端拾器整体方案：考虑应用工况、负载、节拍、自由度需求，选用3轴模组机器人，端拾器预估重量小于16kg。机器人利用端拾器将完成称重的粉料盒从称重单元取走，放入预热机预热成饼状，端拾器将粉饼取走，准确的放入下模腔内中心；上下合模，完成上料动作。
1.2 端拾器设计技术难点预估
.png)
根据密胺制品工艺的经验和总体方案中的构想，端拾器设计可能需要匹配以下难点要求：
1)不同型号模具间距会不同，端拾器需要具备调整距离的功能实现快速换型；
2)根据产品不同，模具会有一模一件，一模两件，一模四件不同的情况，端拾器需要实现不同工位的抓取；
3)粉饼上料过程中需要保证准确的放入下模中心内，除了机器人动作编程以外，结构上需要增加辅助单元。
2.端拾器设计
2.1变幅组件设计
端拾器支架：整个支架由方管型材焊接而成，右侧安装板用作机器人执行端固定连接整个端拾器，型材中部安装板主要集成横向变幅机构。
横向变幅机构：应用了一个对向变幅机构。中间为正反丝杠配合两端轴承座，形成对向变幅的结构，两组直线导轨安装于型材基准面，两组滑块为纵向变幅预留安装接口，由伺服电机驱动丝杠回转带动正反螺母移动实现变距；横向变幅可实现自适应变幅。
纵向变幅机构：由结构件与上述横向变幅对接，采用气缸与直线导轨结构形式驱动；基座上集成U型限位槽将加工带有刻度的限位结构件与其集成，刻度尺可在U槽内移动，指针安装于基座中心位置。将位置反馈传感器安装在基座上。换模时通过标尺实现纵向变幅，实际应用中抓取位间的距离等于模具的中心距离。
2.2抓取组件设计
抓取结构总体：整个抓取结构分为左右两个抓取模块，分别安装与纵向变幅的每个基座中心。抓取模块由旋转气缸组件，料盒抓取机构，粉饼抓取机构，推出机构，检测机构组成。
夹爪：单只料盒的抓取主要依靠带弹簧的夹爪从两侧平行夹住料盒底部，在自由状态下，夹爪在弹簧作用下为闭合状态，一组轴承用于推出机构打开夹爪；同样的一组粉饼夹爪对称设计，在弹簧作用下为闭合状态，一组轴承用于推出机构打开夹爪；将这样的一组结构安装与回转气缸组件，气缸实现180°回转形成两个位置，对应的工况为料盒抓取与粉饼抓取。推出机构为锥形结构，气缸作用下推出，随着移动轴承在锥面撑开，通过模拟计算得出锥面角度，气缸的推出力大于弹簧力。
传感器检测：多工位抓取过程中，需要检测各抓取位确定有料；采用光纤传感器判断，集成安装于纵向变幅基座，优点在于尺寸精巧、响应迅速；
抓取工位布局：对称四工位布局可以将整体结构做到紧凑，模块化设计，每个抓取单元都可以单独快速的拆卸安装，利于后续维护保养，换型时能够做到快速响应。
3 结束语
企业的招工和用人成本一年高于一年，人才供需市场已发生转变，普遍的招工困难正在我们身边发生，企业向自动化转变成为必然的趋势，尤其对于劳动高密集性产业，是否拥有更高效的自动化生产线决定了企业的竞争力。
参考文献
[1]熊勇新.机械自动化技术在机械制造应用研究[J].江苏科技信息，2017（2）
[2]张建民，工业机器人.北京：北京理工大学出版社，1988
[3]冯辛安， 机械制造装备设计 机械工业出版设 2004年
[4]沈春梅.检测技术在自动化机械制造系统中的应用研究[J].电子世界，2017（7）
[5]成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2005