本发明涉及一种两工位全自动平衡机气动控制系统，适用于机械领域。
背景技术：
随着我国电动工具产业的不断壮大发展，不仅对中小型电机转子的需求日益增加，而且对转子的制造精度和可靠性等方面也提出更高的要求。而转子在加工过程中因形心和质心的不重合而造成的转子不平衡量，是影响转子性能和精度的重要因素。现在主流的消除不平衡量的方法是进行转子动平衡，手工动平衡因其效率低不适合工业化大生产，全自动平衡机便应运而生。目前，国内全自动平衡机的市场基本为国外厂商占领，因此开发具有自主知识产权的全自动平衡机就非常重要。作者所在的课题组针对国内中小型转子的特点，开发研制出具有自主知识产权的两工位全自动平衡机，并对其中涉及的关键技术进行了攻关。
两工位全自动平衡机包括平衡机和去重机两个执行机构，转子在两个工位间的传动以及转子在各个工位的定位采用气动控制系统来实现，因而气动控制系统对于机器的运行就有很大影响。
技术实现要素：
本发明提出了一种两工位全自动平衡机气动控制系统，包含若干气缸、检测转子传动位置和气缸动作状态的传感器，以及用于控制气缸运行的plc控制器。
本发明所采用的技术方案是：
所述气动控制系统的控制流程可分为三部分，机械手的动作流程、平衡机的运动流程和去重机的流程顺序。
所述控制系统中，在去重机上，当机械手把转子放到去重机上，顶进气缸顶进转子与聚氨脂端面贴牢，完成后，刀具进刀到第一切削点待刀位、步进电机带动转子转动到第一切削点、夹具压紧气缸下降压紧转子三个动作同时进行，但步进电机带动转子到第一切削点前夹具压紧气缸不能压紧转子。
所述控制系统中，当去重机的夹具压紧气缸第一次压紧转子时，旋转气缸逆时针旋转90°使得机械手转动到待机位置。
本发明的有益效果是：该气动控制系统的气缸运行准确可靠，能精确高效地实现转子的动平衡操作。同时，本系统对于其它气动控制系统的设计，也具有一定的借鉴意义。
附图说明
图1是本发明的机器气动控制系统活行流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，转子托起气缸用于推动转子托起架的上下运动，以解决机械手定位精度补偿及中心高调整的问题。转子托起架包括半月板和托起架座，托起架座与气缸通过螺栓连接。当平衡机和去重机上同时完成操作时，在该气缸的作用下，由半月板将转子托起，进而再由机械手在两个工位间进行转子交换。当进行动平衡时转子托起架降下，由v型架支撑转子。若机器需要处理不同转子，只需更换相应的半月板中心高即可，方便易行。同时也可避免机械手和平衡机由于运动误差产生的碰撞，使机器运行更加安全可靠。
机械手移动转子采用旋转的方式，即机械手抓取转子后绕其立杆进行旋转来实现转子在两个工位间的传动，应用旋转气缸提供旋转所需动力。气抓进行抓取转子的时候，机械手和转子的中心位置必须在同一水平面上；而机械手在转动时，其中心必须要高于动平衡机和去重机。所以必须设置升降气缸，当抓取和放下转子前升降气缸下降，机械手转动前升降气缸上升。在机械手上设计了定位挡板和限位挡块，通过调节限位挡块上的限位螺母可以非常可靠地实现机械手的转动。另外为了减缓定位挡板和限位挡块接触时产生的较大的冲击力，机械手上设计了油压阻尼器来吸收这部分冲击能。油压阻尼器由限位挡块和阻尼缸两部分组成。工作中定位挡板首先与阻尼器的缓冲头接触，并在阻尼的作用下冲击能被逐步吸收，机械手旋转速度得到减缓，当定位挡板与限位挡块接触时，就实现了最终的定位功能。
两工位全自动平衡机对转子分别在平衡机和去重机上进行操作，就需要应用机械手搬运转子。气抓气缸用于抓紧转子，以便于搬运。气抓气缸安装于机械手横杆两端。
顶进气缸和顶出气缸分别位于去重机上v型架的两端，用于推动转子与去重机的转向装置的固定和分离。顶进气缸把转子顶进与聚氨脂端面贴牢，就可把转子和转向装置固定，再由步进电机带动转子转动到切削位置。切削结束后，顶出气缸推动转子与聚氨脂端面分离，便于气抓抓取转子。
应用铣刀对转子的不平衡量进行切削去重时会对转子产生很大的切削力，必须用气缸压紧转子，使得切削转子时转子不会移动。去重机要对转子进行两次切削操作，当切削完第一次后，夹具压紧气缸上升以便转子可以转动到第二个切削点，为了节约去重时间，夹具压紧气缸只需上升至中位，这样便减少了切削去重时间，增加了机器效率。夹具压紧气缸的压杆压紧转子的同时机械手需要转动，因此压杆设计成u型，使得夹具压紧气缸压紧转子时机械手可以自由旋转。
气动控制系统内部气缸、步进电机的动作都是在plc控制器的控制下完成，控制器的输入信号是机器上各个传感器输送的信号，plc控制器通过对传感器的信号进行的计算结果来控制机器的各种操作，因此传感器的配置便非常重要。传感器用于精确测量机器各部件的位置和运动情况，并把测量的信息以电信号的形式传送到plc控制器的输入端。
控制流程大体可分为三部分，机械手的动作流程、平衡机的运动流程和去重机的流程顺序：在平衡机上，当机械手气抓放下转子，转子托起气缸接过转子后气缸下降，把转子放到平衡机上进行动平衡采样，结束后停转定位。若分析结果显示转子合格，操作工更换转子，然后进行动平衡采样、停转定位，并把进行采样数据分析以及传送分析结果，结束后转子托起气缸托起转子，等待机械手抓取并送往去重机；若分析结果显示转子不合格，转子托起气缸把转子托起，等待机械手抓取进行第二次切削加工；若两次加工转子都不合格，转子报废，更换转子。
在去重机上，当机械手把转子放到去重机上，顶进气缸顶进转子与聚氨脂端面贴牢，完成后，刀具进刀到第一切削点待刀位、步进电机带动转子转动到第一切削点、夹具压紧气缸下降压紧转子三个动作同时进行，但步进电机带动转子到第一切削点前夹具压紧气缸不能压紧转子。夹具压紧气缸压紧转子后，机械手便可转回到待机位置。三个动作完成后，刀具对第一切削点进行切削。转子完成第一切削点的去重后，刀具退刀到零位且夹具压紧气缸上升至中位，随后刀具进刀至第二切削点待刀位且步进电机带动转子到第二切削点，完成后夹具压紧气缸压紧转子，顶进气缸退回。待夹具压紧气缸压紧转子后，刀具进行第二切削点的切削。切削完成后刀具先退刀至第二切削点待刀位，然后退刀到零点;同时夹具压紧气缸上升到顶部，顶出气缸顶出转子与聚氨脂端面分离，顶出气缸退回。完成后等待机械手抓取转子到平衡机进行再次动平衡，检侧切削后转子是否合格。
对于机械手部分，当平衡机和去重机对转子的操作都完成后，机械手从待机位置顺时针转动90°到工作位置，随后升降气缸下降，气抓分别在两个工位抓紧转子，升降气缸上升，旋转气缸逆时针旋转机械手180°，升降气缸下降，气抓放下转子，升降气缸上升，完成两工位间转子的更换，随后各个工位便进行各自的操作。当去重机的夹具压紧气缸第一次压紧转子时，旋转气缸逆时针旋转90°使得机械手转动到待机位置。