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    本文介紹的罐蓋送料機構依靠曲柄搖桿滑塊機構傳動，由安裝在“滑塊”上端的執行機構完成易拉蓋的送料工藝動作。對于該送料機構，只要選擇了合理的曲柄半徑和搖桿長度便可以確保送料的平穩性及供送質量。

    1  機構工作原理   

    送料機構的工作任務是將罐蓋平穩準確地送至定位工位，本文中蓋的形狀為圓形，定位機構為環形機械手。蓋的提供方式為成摞疊放在儲料倉中。儲料倉由四根限位立柱組成，其下限位由兩塊限位塊依靠壓縮彈簧的彈力將蓋限制在要求的zui低限位。蓋的供送為水平供送，儲料倉正下方為送料槽，當蓋落人送料槽后，送料機構做水平直線往復運動將蓋送至定位機械手中。送料機構主要包括送料滑板、隔料叉及棘爪。供料機構結構圖如圖1所示。隔料叉及棘爪固定在送料滑板上，隔料叉的前端部分完成隔料工作，其結構為兩側突出的插刀。隔料叉后端部分實現蓋的推料送料，與蓋接觸部位為與蓋的邊緣同半徑的弧形，確保蓋在送料過程中保持平穩，不偏移。   
 

    送料滑板做水平直線往復運動可以實現蓋的供料。滑板為前小后大的凸輪形狀，其中中間一小段為過渡部分。滑板沿導軌向前運動，隔料叉前端的插刀首先接觸到儲料倉中的蓋，并插入zui底層的兩個蓋之間，滑板繼續向前運動，當滑板的過渡部分到達儲料倉的限位塊方位時，由于滑板形狀由小變大，將兩塊限位塊向兩側頂開，zui底層的蓋失去支撐，落人料倉正下方的送料槽中，滑板繼續向前運動，隔料叉將推動送料槽中的蓋向前移動。當滑板一個推程完畢，該蓋停留在位置一。

    滑板退回原位，限位塊依靠壓縮彈簧的彈力復位，支撐住儲料倉中的蓋。緊接著滑板進行下一個推程，推動下一個蓋向前移動，固定在滑板上的棘爪同時向前移動，棘爪的支撐為圓柱壓縮彈簧，當棘爪隨滑板向前移動超出固定在送料槽上的棘爪擋板時，棘爪依靠彈簧的彈力頂出，為滿足推程需要，設定棘爪彈出位置剛好位于位置一蓋的邊緣位置，當滑板繼續向前運動時，棘爪推動位置一的蓋向前運動，當該工作行程完成時，前一個蓋送至位置二即定位機械手中，而下一個易拉蓋則停留在位置一上，這樣周而復始，循環工作。在該供料裝置中，一個易拉蓋的供送需要送料機構的兩次推程完成，當上一個蓋實現后期供料時，下一個蓋已經進行前期供料，這樣的設計可以縮短送料時間，提高生產效率。 

    2  機構送料行程的確定  

    由以上送料執行機構的工作原理，送料機構的行程與罐蓋外徑、隔料叉尺寸以及棘爪的外形尺寸有關，具體確定如下：  

    當送料機構開始推程運動時，隔料叉首*行隔料，在隔料叉的推料部位未到達蓋落料處前，隔料叉不推動落料槽中的蓋，可認為這一段推程對于蓋本身的推程為空推程，不包括在蓋的送料推程中。為使機器結構緊湊，蓋的推程應從隔料叉的推料部位開始接觸蓋的邊緣開始計算。由于蓋分兩次推送到達定位位置，故設定當隔料叉的推料部位接觸蓋邊緣時，棘爪彈出送料槽水平面，開始對前一個停留在位置一的易拉蓋進行送料。當確定了棘爪的尺寸后，便可據此確定出蓋的zui小推程。而送料機構的推程應在易拉蓋的推程上增加隔料動作的推程，運動尺度圖如下圖所示：   
 

    圖中，d1為送料機構的隔料推程，d2為送料機構的一次總行程，d3為易拉蓋從儲料倉到達定位機械手的總行程，三者有如下關系：   
 

    3  機構的運動形式分析 

    蓋送料機構的傳動機構采用曲柄搖桿滑塊機構，這種機構可以將旋轉運動轉變為往復直線運動，在蓋的送料機構傳動上采用這類機構，適當的選擇曲柄搖桿參數便可實現平穩送料動作。其機構運動原理圖如下圖所示：   
 

   可看出，送料機構由兩部分組合而成，一部分為搖桿滑塊機構，另一部分為曲柄搖桿機構。當滑塊的行程、行程變化系數以及曲柄半徑、搖桿桿長確定后，即可按機構運動的幾何關系確定出該傳動機構的連桿及機架的桿長。

    送料機構的運動可分解為曲柄搖桿運動和搖桿滑塊機構運動。

    曲柄搖桿運動的分析通過建立直角坐標系，以曲柄支點為原點，曲柄支點到搖桿支點之間的方向為x軸方向，利用機構位置向量封閉這一條件，可寫出方程：   
 

    l1、l2、l3、l4分別為曲柄、連桿、搖桿及支點間機架的桿長，對上式分別對坐標x、y軸進行投影、求導可得到搖桿角位移Φ3、角速度ω3、角加速度a3與曲柄轉角Φ1之間的關系，在此不做詳細推導。 

    搖桿滑塊的運動分析以搖桿支點為坐標原點，滑塊移動方向為x軸方向建立直角坐標系，根據搖桿滑塊之間的幾何關系，由搖桿的運動推算出滑塊的運動關系式。在該機構中，可將搖桿與滑塊間的連桿演化為滑塊開槽，搖桿在滑塊的槽中做相對移動運動的形式。其結構如圖1所示。由此可知，滑塊的運動與搖桿頂端與滑塊接觸點的運動形式相同，只要確定了搖桿的長度，滑塊的運動規律便可用關系式表達：   
 

    式中，s、v、a分別為滑塊的位移、速度及加速度；l為搖桿的桿長；a為兩坐標系之間的夾角。   

    下面以馬口鐵鋁塑易拉蓋的成型設備中應用的送蓋機構典型例子進行分析：

    該機構中，易拉蓋的外徑尺寸為137mm，其行程分析確定為312mm，送料機構的行程為216mm，當確定了曲柄長度90mm，連桿長度576．3mm，與連桿相連的搖桿部分桿長180mm，與送料執行機構相連的搖桿桿長210mm，由上式推導的公式可得執行機構的運動線圖如下所示：   
 

    該送料機構在馬口鐵-鋁塑易拉蓋成型機的實際應用中獲得了較滿意的效果。以上分析雖是對易拉蓋成型機而言，但該機構的應用不僅于此，還可應用于其他容器的送料，容器的形狀也可多樣化，不于圓形。對于不同的送料對象，其工作原理及分析方法都可通用。 

   4  結論   

   （1)該送料機構用于罐裝容器產品的送料上，能達到傳送平穩可靠，結構簡單，緊湊的效果。 

   (2)在應用該送料機構的設備中，確定供送對象的送料行程是提高生產效率、優化機構結構的關鍵因素。 

   (3)在設計和制造該送料機構時，合理地選擇曲柄半徑及搖桿桿長是一項*的工作，合理的傳送機構尺寸可以提高機器運轉的平穩性及供送質量。