在非标自动化生产线中,间歇分度移料是高频核心动作——小到电子元件封装,大到食品包装转盘,都离不开精准的“转停配合”。而凸轮分割器,正是这套动作的“心脏部件”。
今天就从基础到实操,拆解间歇分度移料的核心逻辑,尤其分享1个让凸轮分割器停留时长翻倍的实用技巧,所有内容均来自一线应用经验,参数精准可落地 ?
? 一、非标设备有哪些常见布局?
非标设备的布局没有固定模板,核心围绕“物料流转效率”和“工位需求”设计,其中与间歇分度移料适配度最高的有3类:
1. 圆盘布局(应用最广):核心是旋转工作台,搭配凸轮分割器驱动,工位均匀分布在圆盘上,适合多工序连续加工,比如瓶盖印刷、电子元件点胶设备。优点是占地小、节拍稳定,常见工位数量2-48个,适配绝大多数轻中载场景。
2. 直线布局:通过分度皮带/链条实现物料间歇平移,多用于长距离输送或多设备联动,比如电池极片加工线。缺点是定位精度略低,需搭配定位气缸辅助锁紧,适合对转位速度要求不高的场景。
3. 环形布局:结合圆盘与直线优势,通过多个分割器联动形成闭环流转,适合大批量、高节拍生产,比如汽车零部件组装线。但结构复杂,对分割器同步性要求极高,通常选用同品牌同型号产品。
⚙️ 二、什么是旋转分度移料?
简单说,就是把电机的连续旋转运动,转化为物料的“旋转+停顿”间歇运动——转位时快速切换工位,停顿时完成加工、装配、检测等动作,是自动化生产线实现“高效且精准”作业的核心方式。
其核心要求有两个:一是分度精度,二是停动稳定性。比如电子元件封装线,分度精度需控制在±0.01mm内,否则会导致点胶偏移;而食品包装线对稳定性要求高,停顿期间不能有丝毫晃动,避免物料洒落。
这种移料方式广泛应用于制药、印刷、电子、汽车制造等行业,从高速运转的瓶盖旋紧设备,到精准定位的芯片封装平台,都能看到它的身影 ?
? 三、怎样做到旋转分度移料?
实现旋转分度移料有多种方案,不同方案适配不同场景,各有优劣,一线常用的有3种:
1. 凸轮分割器驱动(主流优选):凭借高精度、高刚性,适合中高速、高精度场景,分度精度可达≤±30″,高速运转时振动小、噪声低,寿命最长可达12000小时,是替代传统机构的理想选择。
2. 气动分度盘驱动:结构简单、成本低,适合轻载、低精度场景,比如简易工件分拣。但缺点明显,停顿时有冲击,精度易受气压波动影响,无法满足高速连续作业。
3. 伺服电机分度:柔性强,可灵活调整停动时间和转位角度,但对控制系统要求高,且高速间歇运动时惯性力大,需搭配复杂缓冲结构,成本远高于凸轮分割器。
其中,凸轮分割器驱动是综合性价比最高的方案,也是中高端生产线的首选。
? 四、凸轮分割器是什么?
凸轮分割器,工程上又称凸轮分度器、间歇分割器,是一种高精度回转装置,核心作用是将连续旋转转化为精准间歇运动,相当于生产线的“精准节拍器”。
其结构并不复杂,主要由入力轴、转位凸轮、出力转塔、凸轮滚子四大核心部件组成:入力轴带动凸轮旋转,凸轮通过与出力转塔上的滚子线性接触,驱动转塔转位;当凸轮转到直线段时,转塔静止,形成停顿工位 ?
1926年美国机械师福克森生产出第一台凸轮分割器(又称福克森分割器),后来日系、台系品牌逐步崛起,目前市面上主流品牌有意大利CDS、日本三共、台湾潭子、德士等,大陆地区以台系和日系为主,适配不同精度需求。
它的核心优势的是定位时自锁,无需额外锁紧元件,且传动平稳、噪声低,高速性能优异,最高可实现900rpm运转,远超传统槽轮、棘轮机构。
? 五、凸轮分割器的基本参数
参数是选型和调试的核心,每一项都直接影响设备运行效果,关键参数如下,所有数据均来自行业标准和厂家实操手册:
1. 分度数(停动数):出力轴每旋转一圈的停顿次数,常见范围2-60,比如8工位设备对应分度数8,部分重负载机型可定制到200分度。
2. 驱动角(凸轮分度角):入力轴旋转多少角度能驱动转塔完成一次分度,常见90°、120°、180°、270°,驱动角越大,转位越平稳,但停留时间相对缩短。
3. 停止角:出力轴静止时入力轴旋转的角度,与驱动角之和为360°,停止角越大,停留时间越长,比如驱动角180°对应停止角180°,驱动角90°对应停止角270°。
4. 分度精度:行业常规标准≤±50″,高精度机型可达≤±30″,部分定制款甚至能做到±15″,直接决定工件加工精度。
5. 负载参数:包括径向负载和轴向负载,以常用的DE系列为例,45DE机型径向负载130kgf、轴向负载140kgf,180DE机型可达到径向1200kgf、轴向1500kgf,选型时需预留20%冗余。
6. 输入转速:常规范围5-800rpm,具体需结合负载和精度需求调整,高速应用前需提前与厂家确认。
✨ 六、凸轮分割器怎样实现长时间停留?(停留时长翻倍技巧)
很多场景下,加工工序复杂(比如多道点胶、长时间固化),默认停顿时长不够用,这里分享1个一线最常用、最稳定的方法,可实现停留时长翻倍甚至自定义调整:
核心逻辑:利用“电机启停控制+感应定位”,在分割器静止角期间切断电机电源,让设备停留至工序完成,再重启电机进入下一轮循环。
具体操作步骤:
1. 安装感应部件:在分割器入力轴上固定一块信号感应片(又称感应凸轮),搭配光感或接近式磁力开关,精准捕捉入力轴旋转位置。
2. 精准定位静止角:调试时确保开关触发信号刚好对应分割器的静止角区间,避免在驱动角内启停,导致冲击损伤凸轮和滚针轴承。
3. 设定启停程序:通过PLC编程,当感应开关触发后,控制电机断电,停留时间按需设定(比如8秒、10秒,可自由调整);工序完成后,电机通电继续运转,实现长时间停留。
举个实例:某8工位点胶设备,原驱动角180°、停止角180°,旋转和停留时间各1秒;采用该方法后,设定电机断电停留8秒,停留时长直接提升8倍,且定位精度无偏差。
注意:启停时需避免反向冲击,建议搭配软启动电机,同时定期检查感应开关灵敏度,防止信号误触发。
? 七、凸轮分割器与电机怎样连接?
连接方式直接影响传动精度和设备寿命,需根据负载、转速、安装空间选择,常见方式及注意事项如下:
1. 直接连接(优先推荐):分为水平直连和垂直直连,通过连接板+螺丝固定电机与分割器,输入轴采用键连接。优点是无传动间隙,精度最高,适合轻载中高速场景。注意孔轴配合间隙不能过大,键连接不能松动,法兰连接需加定位销,保证同轴度。
2. 同步带轮传动:使用同步带和同步轮连接,优点是振动小、可实现高速运转,且能通过调整轮径比适配转速需求,大直径同步轮还能起到飞轮效果,提升稳定性。缺点是需定期胀紧皮带,避免打滑影响精度。
3. 链轮/齿轮传动:仅适用于重载低速场景,链轮传动易产生脉动,齿轮传动需选用高精度齿轮消除啮合间隙,否则会增大凸轮轴转矩,破坏间歇运动稳定性,日常应用较少。
4. 联轴器连接:适合电机与分割器距离较近的场景,建议选用弹性联轴器,可缓冲振动,补偿轻微同轴度偏差,但需注意联轴器型号与轴径匹配,避免负荷脉动导致松动。
关键提醒:无论哪种连接方式,都禁止用锤子强力击打输入输出轴,安装后需调试同轴度,使用中定期检查连接件紧固性,防止冲击损伤内部凸轮结构。
? 最后补充:日常使用小技巧
1. 润滑维护:首次使用前需加注清洁润滑油,运行1000小时后首次换油,后续每3000小时换油一次,即使运转时间短,每年也需换油一次。
2. 精度调整:若长期使用后出现定位间隙,可通过同步调整输入轴两端的偏心套消除,非专业人员切勿擅自拆卸内部结构。
3. 负载控制:实际负载需控制在额定负载的80%以内,避免过载导致凸轮磨损,缩短使用寿命。
凸轮分割器作为间歇分度移料的核心部件,只要选对参数、用对方法,就能大幅提升生产线效率和精度。掌握以上技巧,无论是新手调试还是老设备升级,都能少走弯路~
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