应用背景
APPLICATION
BACKGROUND
自动上管机是一种为玻璃管制瓶机配套上管的专用设备，目前国内国产玻璃管制瓶机的插管大部分由人工来完成，劳动强度高，工作效率低。为了满足市场需求，我公司专门研制了一种为玻璃制瓶机配套上管的专用高度自动化备。
该上管机的特点在于机械手一次性夹持上料仓送到水平的玻璃管后，完成玻璃管的90度旋转、提升，大回转臂180度旋转、机械手前伸、下降插管、前伸回原位、大回转、机械手旋转、下降同时回原位，然后再进行循环运行。
技术方案
TECHNICAL
PROPOSAL
一、结构
如图1所示，该上管机主要由基座箱部、上料仓部、插管部三部分组成。基座箱位于整套设备的底部；上料仓部位于前部，安装在基座箱上面；插管部位于后部，安装在基座箱上面。基座箱内安装有伺服控制器、PLC可编程控制器、变频器，气阀，电器面板等电气元件。上料仓部由储料架、上料槽、侧支板、料仓座、定位挡板、变频电机及链条传动等组成。插管部由夹管机械手、旋转伺服电机及其减速机、前推伺服电机及其丝杠、升降伺服电机及其丝杠和直线导轨及滑车，大回转伺服电机及相应的减速机和主板、支架、主轴套及安装在主轴套内的主轴等组成。在料仓、旋转伺服、升降伺服、回转臂伺服、前推伺服机构的相应位置上分别安装有原位（零位）接近开关及限位接近开关，并装有硬性限位块，以确保设备的运行安全性。
图一
二、原理
把玻璃管放在料仓储料架上，在触摸屏上按动启动按钮后，移动托管架在气缸作用下伸出，料仓电机带动料槽转动。每个料槽输送一条玻璃管，将管子向上输送。当管子随料槽转过最高点，向下运动时离开料槽经卸料导板滚到料仓后面的固定托管架和移动托管架上时，同时也在两只张开的机械手爪中心位置。此时，安装在料仓上的光电传感器检测到该管后发出信号给PLC、PLC依次控制停止料槽转动、上定长气缸动作，机械手夹紧、移动托管架回位、旋转伺服电机运行，机械手向移动托管架方向旋转90度(可设置） ，旋转完成后，升降伺服立即启动，将管子提升到设定高度（可通过触摸屏设置升降高度） ，然后在大回转伺服电机作用下立即向固定托管架方向旋转180度（可设置） 。此时，机械手夹持着待插玻璃管处在制瓶机固定插管工位的正前上方。在制瓶机的插管工位的前一工位安装有上光电传感器和下光电传感器，当该工位没有检测到玻璃管时，通过制瓶机输出轴上的接近开关发信号给PLC，再由PLC发指令，当制瓶机该工位转到下一工位即插管工位后，前推伺服电机动作，将机械手向前推出到设定位置，升降伺服电机立即启动，机械手向下移动到设定位置即插管完成，到位后，PLC立即指令机械手气缸动作，机械手张开，前推伺服电机动作立即回原位，大回转伺服电机动作,大回转回原位。大回转回原位动作过程中，升降伺服电机和旋转伺服电机也同时动作，升降下降回原位和机械手旋转回到原位。随后，PLC立即发指令，上料仓变频电机启动，把位于上料槽上的下一根玻璃管卸入机械手中。
三、设备安装
①将去尾装置安装在制瓶机的8站或9站位置，并确保能在该站将手把顶起，打开夹爪，把料尾卸掉。
②将去废装置安装在制瓶机B部工作台外侧面，并确保气缸动作时能将B部B3站夹爪打开，把料废卸掉。
③将加氧电磁阀安装在3站气阀架上的氧气管道上，并与3站气阀氧气管接通。
④将光电传感器支架安装在制瓶机1站外侧，并与手把保持适当距离。
⑤将传感凸轮装在制瓶机输出轴上，在其上方安装接近开关支架，并确保接近开关能探到凸轮凸出部。
⑥将下定长装置安装在制瓶机2站圆顶杆处。
⑦将用户自行制作的喷油管及油容器安装在制瓶机上,并将其电磁阀线路与上管机相应端子线路连接。
根据制瓶机的确定位置，把公共底盘放置好，并进行水平调整，把制瓶机安装到位后，再把上管机放置在公共底盘上，给上管机接通电源（单相220V）并接地线，将高压气体管路与气源处理器的进口连接，调节气源处理器的压力至2.5～3kg/cm2,把制瓶机上、下光电传感器航空插头和制瓶机输出轴凸轮接近开关航空插头与上管机的航空插座连接，将上、下光电传感器安装在光电传感器支架上并调整其角度，使其能同时测到夹头上下的玻璃管。把接近开关航空插头输出的加氧阀线路与电磁阀线路连接。
上管机出厂前基本参数已经设定，点触屏“参数设置”后，先把机械臂旋转角度由180°改为90°，把触屏旋钮转至手动位置。按电触屏“机械手正”（大于10°） 、 “机械臂正” （大于15°） 、 “升降台正” （大于25°） ，再分别点触“机械臂回零” 、 “机械手回零” 、 “升降台回零” 。三部分完全回零后，把触屏旋钮转至自动位置，开动制瓶机，点触“自动启动” ，上料仓转动，手动感应上料仓有料光电传感器进行空插管运行。此时，机械臂旋转角度仅为90°，通过调节感应凸轮位置，确定插管起始点，并保证机械手在2站夹头停止后立即插管，并在该夹头转动前机械手能及时退回。同时要观察机械手插管后的高度。通过参数设置中的“升降台下距离” “升降台上距离”微调，确保机械手完成插管后与夹头套管保持适当安全距离（20mm～30mm为宜） 。
在上述试运行调整完毕后，将机械臂旋转角度调回180°。把触屏旋钮旋
至手动位置，点触“机械手回零” 、 “机械臂回零” 、 “升降台回零” ，全部回零完成后，再按“机械手正” （大于10°） 、 “机械臂正” （大于15°） 、 “升降台升” （大于25mm） ，再分别点触“机械臂回零” 、 “机械手回零” 、 “升降台回零” 。
首先将制瓶机停止在插管位置，将上管机旋钮旋转至自动位置，点触“自动启动” ，手动感应上料仓有料光电传感器、机械手会自动空转到制瓶机2站上方，按下急停按钮，再把旋钮旋至手动位置，松开急停按钮，在手动界面点触“夹紧” ，机械手会自动张开，在张开的机械手中放入一根玻管，并保证该玻管的下端高于制瓶机的套管上端，点触“松开” ，机械手会自动夹紧该玻管。在制瓶机8站夹头手工插入一根玻管，并用夹爪夹紧。通过目测，看机械手夹持玻管与8站玻管是否平行，若不平行，可点触“夹紧” ，将机械手松开，把玻管取下，点触“机械手回零” 、 “机械臂回零” 、 “升降台回零” ，重新回零。通过对参数设置中“机械手角度”进行重新微设置，重复上述过程，将机械手旋转角度确定。按住“小推量进” ，机械手会迅速推出，松开“小推量进” ，小推会自动慢慢回零位，再按“小推量进” ，此时通过调整上管机位置，使机械手夹持的玻管与套管中心对中。 （在调整过程中要一直按住“小推量进” ，否则，小推会缓慢回原位）完成对中后，把上管机与公共底盘固定。
