精密机械自动上料机构
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上次课程主要内容：
1.槽轮机构运动特性分析 1）槽轮运动输出的计算机辅助运算 求解矢量三角：S、V、A、τ、ω、ε 2）机构参数与最大角加速度的关系
2.槽轮机构应用 1）齿轮副联用 2）凸轮副联用 3）电磁离合器联用 4）微动开关、传感器联用
3.空间转位凸轮近似设计
25/01
第4章 自动上料机构
§4.1 概述 1. 实用价值和意义
自动上料装备根据生产线需求 设计，是实现自动化生产的基础。
(1)缩短辅助时间，提高生产率； (2)稳定产品质量; (3)改善环境条件和劳动强度
电磁振动盘上料机构
25/02
常用自动上料系统
工主件倾要1工斜组件刮进板成入：动振皮力动带振提部盘垂动回升多通直盘转分工道上通动位、道力回输转倾台送斜刮部工板机分件械1手
多工位回转台 倾斜刮 板
永久磁 铁
工件 圆柱形
工工工件件至件工置2加2件通工分道位选定位工排件列纽定定扣位向形工排落工件U列形料件进工入排件列
工件定位排列
25/03
至加工位 置通道
2.自动化上料基本条件
自动化上料对产品外形有标准、统一的 要求，为提高运行稳定性，输送对象还应满 足部分基本条件。
（1）设计工件结构的对称化 （2）在工件上适当部位作定向标记或平面 （3）工件结构不易相互缠绕，容易分离 （4）必要时可多件成组处理上料
25/04
3.上料机构的基本类型 上料装置适用于绝大多数作业场合，根据
输送对象属性的不同，结构有很大差异。
（1）粉、液料自动上料机构 （2）管、棒料自动上料机构 （3）卷料（丝、带料）自动上料机构 （4）独立件料自动上料机构
1）料斗式自动上料机构 2）料仓式自动上料机构
25/05
§4.2 料仓式自动上料机构
机构的主要组成：
●料仓 ●输料槽 ●上料器 ●隔料器 ●驱动装置 1. 料仓（包括输料槽） 用以储存和输送已定向的工件。 料仓结构形式根据输送的传动方式设计， 可分为两类： ●利用工件自重送料 ●增加外部动力强制送料。
25/06
（1）工件自重及动力送料料仓
1）槽式料仓
●滑动式和滚动式
料 仓
料 仓
矩形工件 重力上料
25/07
料 仓
柱形工件 动力上料
重力、动 力组合上 料
●直线形和曲线形 工件输送过程包含曲线。
25/08
●开式和闭式结构
自由式运送 （开式）
转盘导轨式运送 （半开式）
25/09
封闭式
2）通道槽式料仓参数
料仓分滚动式与滑动式两类。
●滚动式
动通道设计的主要参数有槽宽度和倾 角两项，与工件参数、精度有关。
宽度：B=L+e （滑动摩擦系数μ）
间隙取值：emin＜e＜emax 阶梯滚道 emin——基本尺寸为L，IT7-11
emax——
L2 D2
1 2
L
25/10
滚道最小倾素角较实α为际复通杂道，设宽计度时、影最响小因倾
根据实际角 量应应 ；用考滚经虑道验工精，件度滚精、道度表倾、面斜表质角面量可质 ；分精 密、一般两环个境等湿级度，等同；时曲与线被输输送送时工还件的精 度有关： 应考虑最小半径等。 精密——工件精度、滚道表面质量较好：
α=5°-7°
一般：工件精度、滚道表面质量一般：
α=7°-11°
25/11
●滑动式
滑动式导槽参数设计与滚动式类似， 区别在于：
最小鞍形倾通角道以工件自由滑动的槽最形大通静道摩 擦角为不选同滑择道依摩据擦，系一数般μ不大同于25°；
曲线传动时弯道负半压径进料与长度有关。 相关气压参通数道选择按高简压单出料的几何公式计算， 并根据精度、表面粗糙度进行修正上。挂通道 见P118：图4-8
25/12
（2）外力主动送料料仓
1）特点
●料仓形状、参数与送料方式有关 ●送料方向、速度稳定可控； ●送料动力形式多样（机、电、液、气） ●需专门动力系统，结构复杂，尺寸较大
2）常用类型
●机械：拨杆机构、弹簧、摩擦 ●其他：电磁、气动
25/13
主动料仓注意的问题：
●刚性送料方式，运动节拍与主机同步
印刷机械：单张或带状被印刷物送进的节拍
必须与印模同步，输送的距离误差要 设计专门补偿结构消除。
包装机械：枕型、圆形方便面包装，采用链条
上料，数量速度等于主机包装节拍。 ●柔性送料方式，节拍大于主机节拍
如：电磁振动上料（多余工件自动排除）
25/14
2. 上料器 上料器是将已定向的工件，按一定的生
产节拍和方位送至机器工作位置的装置。
基本动作：夹紧和传送 夹持方法：机械、电磁、真空、粘附 传送方法：
直线往返、摆动往返、旋转、复合
动力选择：
机械、电气、气动、液压、联动
25/15
（1）直线往返式上料器
多用连杆、滑杆等机构，结构简单，由于
往返速度存在较大的冲击，上料速率不能太高，
适用于较大工件单工位生产。
杠杆式上料器
摇杆式上料器
气缸
气缸
25/16
（2）摆动往返式上料
摆动杠杆形式，由于存在摆动中心，上 料较直线往返速度快，冲击相对小，但一般 也仅用于单工位生产。
重力式 储料仓
夹具
摆动 装置
摆动 装置
25/17
推料 装置
（3）旋转式上料器 回转上料器运行速度高，工作平稳，但
结构相对复杂，上料器与料仓的匹配性要求 高。适合小型工件多工位生产。
25/18
（4）复合运动上料器
对特殊的上料需求，上料路径可能是复
杂曲线，通常采用机构组合实现。
此类机构较复杂，速度较慢，需根据实
际需求设计。
连杆系2
攫板（输送工件）
凸轮组
连杆系1
25/19
攫板运 动规律
3. 隔料器 控制工件从料仓进入上料器或直接送到
隔
工作位置的机料构。 隔料器是正设计 确上料的保障，工作节拍与
上料器同步，的常其形状、运动方式取决于工件、 料仓、上料器见形等因素。
由于隔料与式 送料紧密相连，通常由一个构 件实现，两功能合一。
25/20
（1）直线往返式
气缸直线运动 高压气直接吹动
隔料送料 一体装置
高压气源
隔料送料 一体装置
隔料送料 分离装置
25/21
（2）摇摆式隔离 此类机构相对直线式效率高，工作节奏
可达到约200件/min。
装置1
装置2
25/22
装置3
（3）旋转式隔料
机构通常采用匀速（或间歇）回转循环， 工作平稳，工作速度高，输送小型工件的工 作节奏可超过200件/min。
进料方式2
进料通道
进料方式1 回转盘
出料通道
回转盘
25/23
出料通道
4.分路器、合路器
生产线中单台送料机供多台主机；多 台送料机供单台主机等情况，都需要需要 分路、合路功能。
二一合分一三方方案案
一分二方案
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作业：
P156: 2、3
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1.槽轮机构运动特性分析 1）槽轮运动输出的计算机辅助运算 求解矢量三角：S、V、A、τ、ω、ε 2）机构参数与最大角加速度的关系
2.槽轮机构应用 1）齿轮副联用 2）凸轮副联用 3）电磁离合器联用 4）微动开关、传感器联用
3.空间转位凸轮近似设计
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第4章 自动上料机构
§4.1 概述 1. 实用价值和意义
自动上料装备根据生产线需求 设计，是实现自动化生产的基础。
(1)缩短辅助时间，提高生产率； (2)稳定产品质量; (3)改善环境条件和劳动强度
电磁振动盘上料机构
25/02
常用自动上料系统
工主件倾要1工斜组件刮进板成入：动振皮力动带振提部盘垂动回升多通直盘转分工道上通动位、道力回输转倾台送斜刮部工板机分件械1手
多工位回转台 倾斜刮 板
永久磁 铁
工件 圆柱形
工工工件件至件工置2加2件通工分道位选定位工排件列纽定定扣位向形工排落工件U列形料件进工入排件列
工件定位排列
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至加工位 置通道
2.自动化上料基本条件
自动化上料对产品外形有标准、统一的 要求，为提高运行稳定性，输送对象还应满 足部分基本条件。
（1）设计工件结构的对称化 （2）在工件上适当部位作定向标记或平面 （3）工件结构不易相互缠绕，容易分离 （4）必要时可多件成组处理上料
25/04
3.上料机构的基本类型 上料装置适用于绝大多数作业场合，根据
输送对象属性的不同，结构有很大差异。
（1）粉、液料自动上料机构 （2）管、棒料自动上料机构 （3）卷料（丝、带料）自动上料机构 （4）独立件料自动上料机构
1）料斗式自动上料机构 2）料仓式自动上料机构
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§4.2 料仓式自动上料机构
机构的主要组成：
●料仓 ●输料槽 ●上料器 ●隔料器 ●驱动装置 1. 料仓（包括输料槽） 用以储存和输送已定向的工件。 料仓结构形式根据输送的传动方式设计， 可分为两类： ●利用工件自重送料 ●增加外部动力强制送料。
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（1）工件自重及动力送料料仓
1）槽式料仓
●滑动式和滚动式
料 仓
料 仓
矩形工件 重力上料
25/07
料 仓
柱形工件 动力上料
重力、动 力组合上 料
●直线形和曲线形 工件输送过程包含曲线。
25/08
●开式和闭式结构
自由式运送 （开式）
转盘导轨式运送 （半开式）
25/09
封闭式
2）通道槽式料仓参数
料仓分滚动式与滑动式两类。
●滚动式
动通道设计的主要参数有槽宽度和倾 角两项，与工件参数、精度有关。
宽度：B=L+e （滑动摩擦系数μ）
间隙取值：emin＜e＜emax 阶梯滚道 emin——基本尺寸为L，IT7-11
emax——
L2 D2
1 2
L
25/10
滚道最小倾素角较实α为际复通杂道，设宽计度时、影最响小因倾
根据实际角 量应应 ；用考滚经虑道验工精，件度滚精、道度表倾、面斜表质角面量可质 ；分精 密、一般两环个境等湿级度，等同；时曲与线被输输送送时工还件的精 度有关： 应考虑最小半径等。 精密——工件精度、滚道表面质量较好：
α=5°-7°
一般：工件精度、滚道表面质量一般：
α=7°-11°
25/11
●滑动式
滑动式导槽参数设计与滚动式类似， 区别在于：
最小鞍形倾通角道以工件自由滑动的槽最形大通静道摩 擦角为不选同滑择道依摩据擦，系一数般μ不大同于25°；
曲线传动时弯道负半压径进料与长度有关。 相关气压参通数道选择按高简压单出料的几何公式计算， 并根据精度、表面粗糙度进行修正上。挂通道 见P118：图4-8
25/12
（2）外力主动送料料仓
1）特点
●料仓形状、参数与送料方式有关 ●送料方向、速度稳定可控； ●送料动力形式多样（机、电、液、气） ●需专门动力系统，结构复杂，尺寸较大
2）常用类型
●机械：拨杆机构、弹簧、摩擦 ●其他：电磁、气动
25/13
主动料仓注意的问题：
●刚性送料方式，运动节拍与主机同步
印刷机械：单张或带状被印刷物送进的节拍
必须与印模同步，输送的距离误差要 设计专门补偿结构消除。
包装机械：枕型、圆形方便面包装，采用链条
上料，数量速度等于主机包装节拍。 ●柔性送料方式，节拍大于主机节拍
如：电磁振动上料（多余工件自动排除）
25/14
2. 上料器 上料器是将已定向的工件，按一定的生
产节拍和方位送至机器工作位置的装置。
基本动作：夹紧和传送 夹持方法：机械、电磁、真空、粘附 传送方法：
直线往返、摆动往返、旋转、复合
动力选择：
机械、电气、气动、液压、联动
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（1）直线往返式上料器
多用连杆、滑杆等机构，结构简单，由于
往返速度存在较大的冲击，上料速率不能太高，
适用于较大工件单工位生产。
杠杆式上料器
摇杆式上料器
气缸
气缸
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（2）摆动往返式上料
摆动杠杆形式，由于存在摆动中心，上 料较直线往返速度快，冲击相对小，但一般 也仅用于单工位生产。
重力式 储料仓
夹具
摆动 装置
摆动 装置
25/17
推料 装置
（3）旋转式上料器 回转上料器运行速度高，工作平稳，但
结构相对复杂，上料器与料仓的匹配性要求 高。适合小型工件多工位生产。
25/18
（4）复合运动上料器
对特殊的上料需求，上料路径可能是复
杂曲线，通常采用机构组合实现。
此类机构较复杂，速度较慢，需根据实
际需求设计。
连杆系2
攫板（输送工件）
凸轮组
连杆系1
25/19
攫板运 动规律
3. 隔料器 控制工件从料仓进入上料器或直接送到
隔
工作位置的机料构。 隔料器是正设计 确上料的保障，工作节拍与
上料器同步，的常其形状、运动方式取决于工件、 料仓、上料器见形等因素。
由于隔料与式 送料紧密相连，通常由一个构 件实现，两功能合一。
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（1）直线往返式
气缸直线运动 高压气直接吹动
隔料送料 一体装置
高压气源
隔料送料 一体装置
隔料送料 分离装置
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（2）摇摆式隔离 此类机构相对直线式效率高，工作节奏
可达到约200件/min。
装置1
装置2
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装置3
（3）旋转式隔料
机构通常采用匀速（或间歇）回转循环， 工作平稳，工作速度高，输送小型工件的工 作节奏可超过200件/min。
进料方式2
进料通道
进料方式1 回转盘
出料通道
回转盘
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出料通道
4.分路器、合路器
生产线中单台送料机供多台主机；多 台送料机供单台主机等情况，都需要需要 分路、合路功能。
二一合分一三方方案案
一分二方案
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作业：
P156: 2、3
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