...设备及生产线的电气控制系统的设计制造与改造
汤小东 都超平
摘 要：与传统订钉装置（手动订书机、射钉枪等）相比，本文主要设计一种能够自动换钉、订钉的机械装置，主要实现两个功能：①通过机械结构、弹性装置与光电开关等实现自动换钉；②通过气缸提供动力实现自动订钉功能；
关键词：自动换钉；弹性装置；电气控制
0 引言
订钉装置在日常生活、生产中已经得到了广泛的应用，经过几十年的发展，目前市场上主要用于订钉的装置主要有手动式订书机，气动式订钉枪）等几种，它们都属于便携式订钉装置，且性能可靠稳定。
通常订钉装置都是通过手动放钉的方式，订钉的动力来源一般是手动或利用撞击气缸气动两种方法，订钉装置在工业用途时一般要求换钉不能影响订钉且能连续订钉不间断，目前市场上还没有能够实现该功能的产品或类似装置。
该项目在现有的气动式订钉枪的启发下增加自动换钉弹性机械机构，研制出一种工业用小型全自动换钉订钉装置。
1 订钉装置结构设计
（1）结构设计
（2）工作原理
订钉装置工作原理：初始状态如图3所示；连续订钉如图4所示，订钉冲击头12固定在订钉气缸13上对钉子3进行冲击钉压，每次只是冲击钉压一排钉子最前端的一个钉子，同时滑块16和弹性机构17完成对钉子弹性向前压送作用，始终保证钉子最前端顶在订钉头部件上，确保不会出现空钉现象；订钉气缸13由气缸控制阀21控制向下冲击和向上回退动作，连续订钉后，当滑块16最前端超过储钉槽内侧板2～3mm时，气缸磁性开关会得到一个位置信号，此时气缸控制阀21激活送钉气缸18迅速回退，回退位置为滑块16最前端超过储钉槽另一侧内测板2～3mm，此时，储钉槽弹性侧向送钉结构启动（见图3），具体动作为橡皮筋或弹簧8弹性拉动拉板7、拉杆6及推板5把储钉槽内最前端的一排钉子压送到订钉槽里，以后再重复前面的订钉、送钉气缸回退与储钉槽送钉等动作，形成自动循环动作，储钉槽里的整排钉子是手工从放钉口放入；
（3）创新特色
此订钉装置适用于硬度低板料连续不间断订钉的场合，主要创新点：
①气缸提供订钉动力；
②气缸和弹性装置实现自动换钉、自动推钉功能；
③该装置可以实现针对低硬度板料类零件两面覆膜订钉加固作用；
④利用光电开关或行程开关控制换钉位置节点；
2 订钉装置电气控制设计
订钉机控制说明：
订钉机的订钉气缸和拉钉气缸的动作由可编程控制器PLC（选用三菱FX2N-16MR型）来控制。
程序运行初始首先进行"初始状态检测"，主要检查订钉、拉钉气缸是否处于初始位置，如满足条件，系统则进入"准备就绪"进程，等待运行信号。按启动按钮X0，系统进入S0状态，拉钉电磁阀Y2得电，拉钉气缸将订钉推到工作位置；由于拉钉气缸未到极限位置，X5未接通，程序进入S1 步，订钉电磁阀Y1得电，订钉气缸将压出至工作位置，X3闭合；程序进入S2步，订钉阀Y1失电，气缸退回；当订钉气缸复位后，X4信号接通，程序进行选择分支，如拉钉气缸未到极限位置，X5断开，程序返回S1步，订钉工作继续执行；若拉钉气缸到位X5接通，进入S3步，拉钉电磁阀Y2失电；拉钉复位，X6闭合，系统回至"准备就绪"状态。出现紧急情况，按紧停按钮，两气阀立即失电，退回初始位置。
3 结语
本文主要设计一种能够自动换钉、订钉的机械装置，主要实现两个功能：（1）通过机械结构、弹性装置与光电开关等实现自动换钉（2）通过气缸提供动力实现自动订钉功能。
参考文献：
[1]孙静，孙红亮.浅谈电气自动化中无功补偿技术的应用[J].现代企业教育.2012（15）.
[2]中国机械工程协会.中国模具设计大典[M].南昌：江西科学技术出版社，2003：19-21.
项目基金：江苏省大学生实践创新训练计划项目 项目编号：201413101006Y
