一种自动升降平台的设计

摘 要：介绍一种注塑件自动升降平台设计，利用光电开关检测产品是否到位，控制平台自动升降，实现产品自动堆放取走，减轻工作量，提高工作效率。

关键词：自动升降平台;光电开关;漏电保护

1 引言

注塑机出件后，一般将产品直接用手拿出放好，随着这些年来机器换人进度加快，越来越多的注塑机装上机械手，下料一般将产品扔在弹性体上人工去拿，要么放在流水线上，但流水线没有堆放功能。为了实现生产自动化，使注塑料件自动堆放代替人工堆放，故设计此自动升降平台。该平台具有自动堆放功能，且比流水线便宜，占地面积少。

2 总体设计

系统开始工作时，将升降平台升到顶部，位置高度刚好能用机械手将产品放下，当产品轻松掉到平台时，平台上检测到产品，系统自动下降到设定的距离，使产品的上端面与原来一致，继续放第两个，周而复始，直到平台降到底，然后人工移走产品放在一边或直接包装，不需要产品一个一个按要求堆放后再重新包装。

自动升降平台机械部分由动力机构、传动机构、导向机构和支撑机构等组成。动力机构由带刹车的调速减速电机组成，可以实现频繁的正反转启停控制，可以满足平台对功率、转矩、转速的要求。传动机构由链传动机构组成，将旋转运动转换成上下垂直直线运动，运行平稳、定位准确、效率高，结构简单。导向机构由镀铬光轴和圆法兰直线轴承组成，实现平台平稳移动。支撑机构要满足强度的要求，同时又要使重心尽量下移。

2.1 机械设计

自动升降平台下部为带刹车功能的耐磨万向轮，便于工作台移动和定位。轮子上部的底板采用10厘米厚的镀锌铁板，使设备的重心下沉，不易倾倒，同时又不易生锈。平台上部为U形支架，支架由铝板组成，减轻平台重量，使设备重心下降。平台通过电机链条带动升降平台上下移动，简单方便。导向机构采用镀铬光轴和圆法兰直线轴承，镀铬增加硬度防磨损，圆法兰直线轴承具有摩擦小，且比较稳定，不随轴承速度而变化，能获得灵敏度高、精度高的平稳直线运动。机械结构如图1。

2.2电气设计

控制电路

按下开关SA，升降平台上升，到最高点行程开关SQ1动作，K1断开，平台停止。当有产品时，光电开关SQ3动作，时间继电器KT1、KT2吸合， KT2动作时间大于 KT1动作时间。KT1、KT2时间默认设定为4秒与10秒。KT1时间到，K2闭合，平台下降。产品下降到位后，光电开关动作，SQ3断开，KT1断开，K2断开，平台停止下降，使平台上产品顶部始终控制在设定的高度。如果SQ3损坏不能断开， KT2动作时间到，B1声光报警。平台下降到下极限点时，行程开关SQ2动作，平台停止下降。控制电路如图2。

2.3 主要电器的选择

2.3.1 漏电保护元件

漏电保护元件采用漏电保护器，当设备绝缘损坏或其它原因发生漏电故障时，会对人员有生命危险，漏电保护器及时切断电源，同时具有过载和短路保护功能，当线路或电动机的过载和短路时，亦可提供保护。在正常情况下也作为紧急停止用。漏电保护器的工作原理是，当线路出现漏电流信号，漏电保护器通过检测、处理此漏电流信号，当信号达到一定幅度时，执行机构动作，切断电源。

2.3.2 过载保护

过载保护采用双金属片热保护器，电动机过载时，过载电流使热继电器中的双金属片弯曲动作，切断电机的线圈回路。使电动机脱离电源。这样就保护了用电设备。

2.3.3 电机选择

电机选择带刹车的调速减速电机，在电机的尾部有一个电磁抱刹，电机通电时它也通电吸合，这时它对电机不制动，当电机断电时它也断电，抱刹在弹簧的作用下刹住电机。电机的减速箱外壳采用高强度合金压铸成型，减速箱外壳与轴承室压铸成一体式，并采用高精度自动数控机床整体加工而成，取代了传动的夹板支柱式，更适应承受大力矩和冲击负载。增加调速装置自由方便调节平台上下行的速度。电机采用调速装置是为了配合注塑机的出模时间，使平台下降一个工位的时间刚好小于注塑件出件的间隔。使系统能够不间断地完成操作。调速器采用通过单相异步电机内部测速线圈的转速反馈信号与设定信号进行PI调节，控制由单结晶体管组成的弛张振荡周期，调节晶闸管控制角，改变电机两端平均电压来调节转速，从而稳定转速。并且使电机在电压和负载波动下保持转速恒定。电机调速器如图3。

2.3.4 产品检测传感器

产品检测传感器采用带反光板的光电接近开关。

带反光板光电接近开关是利用光照射到被测物体上后向四周漫反射，它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体化结构。在工作时，光发射器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被反射板反射到接收器，接近开关处于常态而不动作;反之，若接近开关的前方一定距离内出现物体，则漫反射回来的光强度会变弱，则接收器接收到漫射光达不到阈值就会使接近开关动作而改变输出的状态。

2.3.5 报警显示

报警装置采用高分贝的声光报警器。

3 结束语

本装置在企业应用后，操作工人只需在塑料件堆满后拿到指定位置包装即可，不需要每出一个塑料件就要拿出并堆放。大大降低了操作工人的劳动强度，从而使一個工人可以同时管理3-5台注塑机。

参考文献：

[1] 卢浩，王春.自动升降平台设计研究[J] .机械工程师.

[2] 苏山，魏华.建筑电气控制技术[M] .电子工业出版社.

[3] 徐珠勇，张嫣华，黄海波，洪武.单相异步电机恒速调节控制装置开发[J]. 机电技术.

作者简介：

徐珠勇（1976年-9月），男，汉族，浙江台州人，高级工程师，，主要从事电子电气研究。