小型自动盖章机的设计.pdf

第2 9 卷第2 期 2 0 1 6 年3 月 机电产品开发与剀新 D e v e l o p m e n t I n n o v a t io no fM a ch in e r y E l e ct r ica lP r o d u ct s V 0 1 2 9 N o 2 M a r 2 0 16 文章编号 1 0 0 2 6 6 7 3 2 0 1 6 0 2 0 2 6 0 2 小型自动盖章机的设计 薛梅 王皑 北京电子科技职业学院 北京1 0 0 1 7 6 摘要 为满足现代化企业大量单据盖章自动化的要求 设计了一种由P L C 控制的气动盖章机 该盖章 机安装方便 成本低 提高了工作效率 关键词 盖章机 P L C 控制 气缸 中图分类号 T B 4 7文献标识码 A d o i l O 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 2 6 6 7 3 2 0 1 6 0 2 0 1 0 D e s ig n in go fS m a l lA u t o m a t icS t a m p in gM a ch in e X U E M e i W A N GA i B e ij in gP o l y t e ch n ic B e r in g1 0 0 1 7 6 C h in a A b s t r a ct I no r d e rt om e e tt h er e q u ir e m e n t so ft h ea u t o m a t io no fal a r g en u m b e ro fd o cu m e n t ss t a m p e d ap n e u m a t ics t a m p in gm a ch in e co n t r o l l e db yP L Cisd e s ig n e d T h es t a m p in gm a ch in eh a st h ea d v a n t a g e so fco n v e n ie n tin s t a l l a t io n l o wco s t a n dim p r o v e dw o r ke f f icie n cy K e yw o r d s s t a m p in gm a ch in e P L Cco n t r o l l in g p n e u m a t iccy l in d e r 0 引言 在银行系统 现代化生产企业以及服务业中 经常需 要对各种各样的单据进行盖章 且盖章工作量非常巨大 而传统的手工盖章有盖章速度慢 盖章位置不精确 人工 劳动强度大等缺点 难以满足现代办公自动化的需求 虽 然市场上有通用盖章机销售 但难以满足企业一些特定 的业务要求 为了满足一些企业特定业务需求 很多企业 选择与技术单位合作开发本单位专用设备 以提高工作 效率 减轻劳动强度 笔者曾在世界机械五百强的跨国公司实习 公司营 业部每天大量的产品元件出厂发往世界各地 大量元件 清单需要盖章 工作人员劳动强度大 工作简单重复 从 节省人力成本 提高工作效率的角度出发 希望能设计一 台自动盖章设备 完成自动盖章功能 减轻工人劳动强 度 笔者和公司的技术人员设计了一种P L C 控制 电磁 气缸驱动的小型自动盖章机 可代替人工盖章 减轻工人 劳动强度 提高工作效率 1 机械结构设计 盖章机机械结构如图l 所示 机械部分按功能可分 为 机架 定位部分 送纸部分 盖章部分4 个子部分 机 修稿日期 2 0 1 6 0 2 2 0 作者简介 薛梅 1 9 7 0 女 副教授 研究方向 机电一体化 架主要由支撑架 支撑杆 安装板组成 其余三部分都安 装在机架上 考虑到该装置的灵活性 体积应尽量小 结 构要紧凑 定位部分由纸盒和印台组成 平行分布 送纸 部分由真空吸盘 吸盘安装件 升降气缸 水平气缸组成 安装板 盖章气幻 支撑杆 印台 图1 盖章机装配图 F ig 1S t a m p in gm a ch in ea s s e m b l yd r a w in g 完成两个纸盒间的吸纸 送纸 放纸动作 盖章部分主要 盖章气缸 印章安装件 水平气缸组成 完成盖章 升降 平移动作 2 系统工作原理 该系统主要由空气压缩系统 P L C 控制系统 电磁换 向阀 磁感应气缸 真空吸盘及机械部件等组成 各运动 气缸都装有磁感应开关 控制气缸动作与位置 一上电 童一 茸 架撑 支 盒 纸 轧iii 产品与市场 系统重新校正各部分的定位 P L C 控制系统发出初始化 信号 控制各气缸到达初始位置 为下一步工作准备好 工作原理如图2 所示 图2 盖章机工作原理 F ig 2S t a m p in gm a ch in ew o r k in g p r in cip l e 开始工作时 打开压缩空气源 P L C 控制系统接受 信息发出指令给盖 章气缸 控制盖章 气缸实现印章的横 向定位 从而将印 章移动到预定位 置 控制升降气缸 带动真空吸盘移动 到规定位置 完成 后 P L C 控制系统 控制气缸动作 盖 章气缸带动印章下降伸出到纸盒1 为纸盒1 内的单据 盖章 完成后盖章气缸返回 升降气缸带动真空吸盘下降 到纸盒l 吸纸 升降气缸上升返回 水平气缸伸出 带动 升降气缸到达纸盒2 上方 升降气缸下降 真空吸盘将盖 好章的单据放人纸盒2 升降气缸上升返回 水平气缸缩 回 返回初始位置 这样盖章机完成了一次盖章动作 如此 循环运行 各气缸自动进行盖章 吸纸 移动 放纸等动 作 直至最后一页 3P L C 控制系统 P L C 控制系统程序自成体系 采用人机交互方式 具 有可随时监控 操作厂 翮 厂习 方便的特点 P L C 控 制系统程序框图如图 3 所示 4 结束语 图3P L C 程序框图 F ig 3 P L Cp r o g r a mf l o wch a r t 该盖章机已经在气动元件生产厂家使用 由于该厂 家采用气动自动化生产线 所以建有压缩空气动力站 因 此本盖章机不需单独配置空气压缩机 节约了成本 该装 置结构简单 安装方便 成本较低 可推广使用 参考文献 1 林凯宏 基于有限状态机的专用盖章机设计与实现叨 机械设计与 制造 2 0 1 0 6 2 晏德沂 全自动电脑盖章机的研制叨 山东科学 1 9 9 1 1 2 3 武卫 全自动打标装置的研制叨 机电工程 2 0 0 2 1 上接第4 9 页 风雨棚横向出现窜动 应设置无间隙的 横向导向机构 同时该机构应能承受横向风压产生的载荷 4 移动风雨棚设计时的其它关键点的处理 在对门架进行设计时 大量计算表明 采用等截面门 架计算时 门架上每个点的应力情况不同 为了合理的设 计截面 下面以某型移动风雨棚在第二种工况下受力为 例 介绍各关键点应力情况 如图6 所示 其中序号1 2 表示柱子在肩部的截面节点 3 4 表示顶结构在肩部的 截面节点 5 表示棚顶部截面节点 由应力对比表可以看 出整个门架受载荷最大时 两个肩部转折部位的应力为 5 各点弯曲应力 8 1 M l w l8 2 3 1 6 7 8 5 M P 8 8 2 M 2 w l 11 9 0 5 7 8 M P a 8 3 M 3 w 28 2 3 1 6 7 8 5 M P a M M 4 w 2 I1 9 0 5 7 8 M P a 8 5 M 5 w 22 4 4 1 8 7 0 9 M P a 图6 风雨棚门架各关键节点应力对比 最大 应力较小的位置在门架顶部 故在初步设计时 若 采用实腹结构 可以考虑采用变截面梁设计 即将l 2 3 4 节点处梁高采用基准高度 必要时转角处采用加强处 理 而在5 节点采用减小梁高处理 然后再通过有限元分 析 来计算各处变形量 若变形过大 则应对截面高度进 行相应调整 对于桁架结构风雨棚同样可以参考实腹结 构的应力分布情况 在5 节点采用较小抗弯截面模量的 结构 可以有效的减小整个结构的自重 5 结论 通过对移动风雨棚结构部分的合理设计 可以减轻 结构重量 降低造价 同时随着整体结构重量的减轻 使 得走轮轮压降低 直接的结果就是土建部分成本的降低 但是风雨棚作为一种可以行走的设备 为了确保其行走 的稳定性 避免爬轨和行走振动 必须保证风雨棚整体结 构的刚性 因此要对风雨棚结构在满足整体刚度基础上 做最优化设计 同时 通过行走机构的合理化设计 可以 保证走轮跟轨道的接触 减少驱动轮的数量 同样可以降 低整个设备的制造成本 参考文献 l G B 5