一种实用型半自动塑料插接件组装设备

李荣芳，胡正权

（1．无锡交通高等职业技术学校 机电与控制教研室，江苏 无锡 214000；2．无锡纽迪希亚制药有限公司 技术部，江苏 无锡 214000）

0 引言

插接件是医疗器械行业最常见的产品型式。这些产品的上料、组装基本上都可以通过设备自动完成，但在实际应用中，有些产品由于制造、运输等方面的原因，导致尺寸或形状不规整，超出质量控制的要求。针对这部分产品，企业往往采用人工组装的方法。

对于本例中的插接件，目前采用手工组装，主要步骤为：取件－蘸溶剂－预装－按压到位－检查－称重计数－入库。人工组装总体而言，存在效率低和劳动强度大两个问题。尤其是按压到位，通过测试，平均组装一个需要100N的力量，直观地讲，操作工要用很大的力度去按，才能将产品按压到位，且每人每班（8小时）需按压5 000余次，劳动强度大，所以只有不停地进行人员轮换。

针对该插接件，设计了一套半自动设备，实现了较为快速的人工上料和自动按压、下料及计数等功能。

1 设备整体结构

半自动塑料插接件组装设备包括上料、输送、按压等主要机构及检测、下料等辅助机构，其基本组成见图1。

1．1 上料机构

输送带选用MISUMI带附件的ATBT同步齿形带，该同步带背面一体成形出附件，可按照一定的间距传送各种工件，同步带型式见图2。输送带每隔100 mm在附件上安装一个料针，操作人员将预装的产品放置其上。同步带轮与惰轮均为配套选用。

1．2 输送机构

电机采用普通三相异步交流电机。电机配合变频器，外接电位器旋钮供操作人员调节同步带速度。电磁离合刹车组合型式及实物见图3。

图1 塑料插接件组装设备组成图

图2 同步带型式

离合器是一种将驱动侧的回转力（扭力）传送给从动侧的连接器，可根据需要自由连接或切离，而利用电磁力来动作的就称为电磁离合器。刹车器（制动器）是一种使轴或回转体制动、停止或保持的装置，利用电磁力来动作的就称为电磁刹车器。电磁离合器和刹车器配合使用，其优点是结构简单紧凑、操作简便，能在极短的时间内保证准确结合，而且联接可靠、制动灵活、控制功率小、使用寿命长、性能稳定，其动作特性和转矩特性都长期保持稳定，并可实现高频度运转，动作特性极佳，转动部分惯性小，可以高频启动停止。

图3 电磁离合刹车组合型式及实物

1．3 检测及按压机构

设置一对射型检测光电开关（光纤），当产品在输送带的带动下走到压接位置并被光纤检测到后，气缸下压到位，完成产品组装。

1．4 下料机构及计数

靠重力自动落料，为了防止卡料，安装一对挡料圈对其进行剔除。计数采用欧姆龙计数器，当检测到成品，计数一次。

1．5 安全装置

配置一急停按钮，意外情况拍下急停，设备断电断气。另外，对于气缸及同步带等存在运动夹点部位，用有机玻璃进行封闭，有效隔离设备运行过程中人手误入。

2 PLC程序及气路设计

本设备选用欧姆龙SYSMAC可编程控制器CP1E－N20DT－D，这是一款简单实用的集成式PLC。程序及气路设计分别见图4和图5。

3 结语

该装置初期制造了一台，投入运行后，效果很好，极大地减轻了工人的劳动强度，而且产量比人工作业提高1倍以上，产品的质量也得到有效控制。后又追加了一台，目前均在运行之中，设备的可靠性极高，运行两年来几乎没有故障。

图4 PLC顺序控制流程图

图5 气路图

［1］ 钱国新，高俊峰，刘金芳．电磁离合器（制动器）的控制方式［J］．机床电器，1996（3）：5－8．