HXD—I型自动充磁机

    杨  宏，李瑞锋，侯琳琪

    (哈尔滨工业大学，黑龙江  哈尔滨  150001)

摘要：介绍了一种自动充磁机，该设备从工件的上料充磁到磁片的下料封装，全部实现了自动化，具有高工效、低成本等优点．有着广阔的市场前景。

关键词．自动充磁机；可编程控制器；汽缸

1  引  言

    目前国内市场上的充磁机多为手动操作，尤其是环形磁片径向充磁，从上料充磁到下料封装完全是人工操作，国内尚无自动充磁设备，而环形磁片的市场需求量很大，用户期盼自动化程度高的充磁设备，以提高工效，减少劳动强度，降低成本。为此，哈尔滨工业大学机器人研究所研制出HXD—I型自动充磁机，实现了环形磁片的自动充磁，填补了该领域的技术空白，有着广阔的市场应用前景。

2机械系统设计

    以往磁片充磁过程足：操作员将工件放人充磁夹具内，启动充磁电源，充磁完毕取出充好的磁片，按一片纸片一片磁片的顺序叠放好，以一定数量(如60片)为一组，装人封装筒内，至此完成全部工序。

根据上述工序的要求，设计了如图1所示的机械装置，该装置从工件上料充磁，分检下料，到磁片和纸片顺序叠放，全部实现了自动化。该装置由以下几部分组成：1-送片汽缸，2-落衬筒，3-落料汽缸，4-磁头升降汽缸，5-纸片进给汽缸，6-Y型分料斗，7-磁片进位汽缸，8-纸片筒，9-成品仓，10-机架及电磁铁。下面将结合工序逐一给予说明。

    充磁机运行前将待充磁工件和纸片分别装入“落料筒”和“纸片筒”内。在图1中，设计了一平板，其厚度略小于工作厚度，由送片汽缸控制，使工件在落料筒、落料口和磁头之问运动；磁头由磁头升降汽缸推动上、下运动，为保证磁头在工作过程中可靠运行，尤其是在系统出现掉电等意外情况下，仍能保持运行状态，选用了双控阀；落料汽缺控制一滑块，可进退运动，它是为落料口的开关而设计的。送片汽缸、磁头升降汽缸、落料汽缸的组合动可使充磁机自动完成上料、充磁和下料这三道工序。由于工件材料的差异，不是所有工都能达到产品要求，当系统检测出不合格产品，就应剔除，为此设计了Y型分料斗，由电磁铁控制分料斗内的仓门，当系统出现废品时，及时将废品引入废品箱内，而将合格磁片输送到成品仓。纸片进给汽缸和磁片进位汽缸则是为磁片和纸片在成品仓内顺序叠放而设计的，在磁片落入成品仓之前，纸片进给汽缸先将纸片送入成品仓，最后磁片进位汽缸将磁片推入成品仓，完成了纸片和磁片的顺序叠放。

    自动充磁机是按程序设定连续工作的，当完成设定数额成品时，自动停止，等待取出一组成品后，继续运行。因为各部分动作频繁，所以要求汽缸有高的可靠性，为此选用了口本产的SMC系列汽缸。充磁机的总体尺寸为500mm×350mm×500mm。

3控制系统的设计

    作为实用产品要求控制系统操作简单可靠且成本低。该设备控制系统的主要任务是按工序要求，根据汽缸行程的状态信息和有关检测信号，实现自动充磁的任务。

    控制系统主要由汽缸的电磁阀和行程开关、可编程控制器和操作台组成。

3．1控制器的设计

    自动充磁机的运动执行部件都是通过开关量控制的，并且依工序顺序组合运动的，为此采用可编程逻辑控制器作为控制单元，其系统框图如图2所示。

    选用松下电工的FPl系列可编程控制器PLC，它具有24点输入、16点输出功能，PLC继电器输出功能直接驱动汽缸的电磁阀和电磁铁。

    为确保设备安全可靠运行，设计了相应的检测环节。首先，充磁机的磁头(哈尔滨先达电子有限公司产品)要求，在启动充磁时，磁头中间必须有工件，否则强大的电磁能量将烧毁磁头。因此，在设备启动充磁前，控制器必须确定是否有工件，为此在设备“上料”途中，设置了工件检测器件，选用OMRON公司E2E系列接近开关，检测距离是0．8mIn，这样保证了设备完全运行。另外，工件完成充磁后，磁头中的磁通检测器检测磁片的充磁效果，并向控制器发出磁片是否合格的信号，控制器根据此信号确定磁片“下料”的去向。

    充磁机的操作台(见图2)由“运行”和“暂停”按钮、“数值设定”和4个状态指示灯组成。其中“数值设定”是2位10进制编码，它向控制器输入了两组4位BCD码，操作员根据磁片封装数量设定恢数值。而操作台上的“故障指示”在