推书机构的对比

田大烈

（遵义职业技术学院，贵州遵义 563000）

1 推书机构功能

（1）推书工序。根据每捆图书捆扎数量，单本图书需要在特定的位置依次堆积到一定数量，推书机构才将其推送到皮带输送机上，进入图书裁剪工序；推书板在完成快速推书动作后，需要下降一定高度或者避开之前运动的轨迹，迅速回到初始位置，不能与正在堆积的图书发生运动干涉；装置准备进行下一次推书动作。因而推书机构运动工序：上升—工进—下降—快退。

（2）推书机构可调。在生产线进行技术更新或者提速时候，可能改变图书推送的距离和节奏，涉及智能控制等领域，必须改变推送机构只能单纯匹配现有模式、无法进行柔性生产线的现状。

（3）推书机构可靠性。随着人们对噪声危害的认识，必须尽量降低该工序的噪声分贝值。图书印刷工作集中在学校开学前一个多月的时间内，必须在限定时间范围内保质保量完成印刷任务，这需要减少维修频次和推送故障的处理时间。

2 推书机构对比

2.1 机械—气动结合推书机构（图1、图2）

该装置根据需要推送的图书堆积数量、工进推送距离和前道工序的生产节奏3 个关键技术参数调整机构位置：①改变调节座相对于支座高度，通过齿轮传动调节机构，改变调节座垂直方向的位置，气缸与调节座底部固定连接，进而控制推书板相对于推书板导轨的高度；②工进推送距离，通过更改连杆连接长度，改变四杆机构运动关系，推书板在水平工进距离将会发生改变；③改变推书动作速度，调节变频器可以改变步进电机输出转速，进而驱动推送板运动频率改变，采用节流阀靠近气缸进气端，改变气压的大小，控制导杆上下移动速度，通过推书板相对于导轨的水平运动和导轨的垂直方向的移动模拟出所需的推送位移曲线。

图1 机械—气动结合推书机构

图2 机械—气动结合双杆推书机构

利用步进电机驱动单输入双出蜗轮蜗杆，2 个曲柄错位180°，2 个推书动作工序相反，可以缓冲单侧推送产生的冲击，推书的整体效率提升2 倍，不用提高电机输出转速、气杆导杆运动速度，即可满足生产线繁重的生产节奏。

2.2 凸轮—连杆变形推书机构（图3）

利用凸轮外廓曲线决定推书控制机构的运动规律，转向件控制推书板上升、下降运动，连杆机构控制推书板水平运动速度，通过调节各种连接杆的长度模拟出各种运动曲线。

图3 凸轮—连杆变形推书机构

2.3 气缸型推书机构模型（图4）

图4 气缸型推书机构模型

气动技术在生产线上作为执行元件大量使用，该推书机构通过调节阀改变两个气缸进气、出气的气压，模拟出推书板工进—下降—快退—上升循环状态。

3 总结

通过改变凸轮廓线形状、调节连杆机构的长度尺寸、利用闭环或者半闭环反馈技术改变电机的输出转速，传统的推书装置不能匹配生产线技术改造要求及柔性制造的需要，凸轮与从动件由于高副接触、长期连续运行，轮廓曲线易磨损，推书杆的运动控制精度将降低。采用槽形凸轮进行精准的动作控制，但是槽形凸轮在每个转动周期内都存在速度及加速度突变峰值，由于驱动转速高，将产生不小的振动，会带来噪声问题，造成机械结构的疲劳或振动，加快对相关零部件的磨损和破坏，降低零部件的使用寿命。

如果气缸的末端速度控制不能进行缓冲减速的话，易造成气缸冲击、抖动等不良现象，造成速度出现波动较大，会降低生产效率与气缸的寿命及配套系统寿命，因此自适应缓冲能力能够研判出外部生产线节奏变化，系统自动调节气缸的缓冲性能。目前市场上的高速气缸产品主要利用溢流阀式缓冲结构，该机构是针对固定工况，能起到较好的缓冲效果；反之，缓冲效果跟理想需要有很大的出入。因此，所选择的推书机构尽量将气缸机构作为辅助运动，比如控制推书板上下运动，而推书工进与快退尽量使用杆件连接，避开凸轮进行控制。