CN101912748B - 一种金刚石合成柱芯装配上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金刚石合成柱芯装配上料装置，包括底座和底座上设置的左绝缘碗上料机构、右绝缘碗上料机构、石墨柱上料机构，上料机构与动力系统连接。安装应用于金刚石合成柱芯自动组装机中，由机械设备自动上料代替人工手动操作，既提高了工作效率，又减少了对人体的危害、降低了劳动强度，同时还降低了配件的损坏率，降低生产成本。

Description

一种金刚石合成柱芯装配上料装置

技术领域

本发明属于超硬材料合成设备技术领域，特别涉及一种金刚石合成柱芯装配上料装置。

背景技术

在超硬材料合成领域，以合成金刚石为例，其合成原理是：金刚石和石墨是同素异形体，向六面顶压机形成的合成腔放入金刚石合成柱芯，在1500℃高温和5.5Gpa高压条件下，金刚石合成柱芯即转化成金刚石。金刚石合成柱芯是具有一定直径和高度的圆柱体，其由石墨柱、叶腊石块和导电钢圈等通过某种方式组装而成。长期以来，金刚石合成柱芯的组装工作完全依靠人工手动来完成，既耗费大量的人力、物力和时间，工作效率低，绝缘碗破损率高，又使金刚石合成柱芯存在较大的装配误差，导致合成金刚石的品质低下。另外，金刚石合成柱芯过程中，石墨柱和绝缘碗粉末飞散到空气中，对人体呼吸道危害极大。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提供一种工作效率高、对人体危害小、生产成本低的金刚石合成柱芯装配上料装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种金刚石合成柱芯装配上料装置，包括底座和底座上设置的左绝缘碗上料机构、右绝缘碗上料机构、石墨柱上料机构，所述左绝缘碗上料机构、右绝缘碗上料机构、石墨柱上料机构分别包括位于两侧的左绝缘碗滑槽、右绝缘碗滑槽和位于其间的石墨柱滑槽，左绝缘碗滑槽、右绝缘碗滑槽和石墨柱滑槽均由下倾段与水平段构成；左绝缘碗滑槽、右绝缘碗滑槽和石墨柱滑槽的水平段分别与左绝缘碗限位气缸、右绝缘碗限位气缸和石墨柱限位气缸相连，左绝缘碗限位气缸与左绝缘碗滑槽水平段端部之间、右绝缘碗限位气缸与右绝缘碗滑槽水平段端部之间、石墨柱限位气缸与石墨柱滑槽水平段端部之间分别设有左送碗气缸、右送碗气缸、送柱气缸；石墨柱滑槽出料口处设有托柱气缸；所述底座上对应左绝缘碗滑槽和右绝缘碗滑槽设有左绝缘碗挡板和右绝缘碗挡板；左绝缘碗上料机构、右绝缘碗上料机构、石墨柱上料机构与气控动力系统连接。

所述气控动力系统包括气罐和与其串联的截止阀和节流阀；节流阀后连接有送气管路，送气管路通过第一换向开关分别与左绝缘碗限位气缸、右绝缘碗限位气缸和石墨柱限位气缸的前、后腔相连通，送气管路通过第二换向开关分别与左送碗气缸、右送碗气缸和送柱气缸的前、后腔相连通，送气管路通过第三换向开关与托柱气缸的前、后腔相连通，送气管路通过第四换向开关分别与左推进气缸和右推进气缸的前、后腔相连通；所述截止阀与节流阀之间串接有压力表。

所述动力系统相连设有电控系统，电控系统包括电控柜、与电控柜相连的多个信号收发器，信号收发器设有两个接线端，一个接线端分别与左绝缘碗限位气缸、右绝缘碗限位气缸、石墨柱限位气缸、左送碗气缸、右送碗气缸、送柱气缸、托柱气缸、左推进气缸和右推进气缸相连，另一个接线端与第一换向开关、第二换向开关、第三换向开关和第四换向开关。

所述气控动力系统相连设有电控系统，电控系统包括电控柜、与电控柜相连的多个信号收发器，信号收发器设有两个接线端，一个接线端分别与左绝缘碗限位气缸、右绝缘碗限位气缸、石墨柱限位气缸、左送碗气缸、右送碗气缸、送柱气缸、托柱气缸、左推进气缸和右推进气缸相连，另一个接线端与第一换向开关、第二换向开关、第三换向开关和第四换向开关相连。

本发明在使用时，左送碗气缸、右送碗气缸和送柱气缸将存放在左绝缘碗滑槽、右绝缘碗滑槽和石墨柱滑槽内的左绝缘碗、右绝缘碗和石墨柱推送至左推进气缸和右推进气缸之间的位置，并由左绝缘碗挡板、右绝缘碗挡板和托柱气缸定位，确保左绝缘碗与右绝缘碗分别处于石墨柱两端、石墨柱处于托柱气缸顶部，以备装配。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明安装于金刚石合成柱芯自动组装机中，由机械设备自动上料代替人工手动操作，既提高了工作效率，又减少了对人体的危害、降低了劳动强度，同时还降低了配件的损坏率，降低生产成本。

2、动力系统解放了手工操作工，既降低了工人劳动强度、提高了工作效率，，大大提高了自动化程度，有助于改善金刚石品质。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为完成装配的金刚石合成柱芯；

图4为本发明中动力系统的结构示意图；

图5为与本发明配套使用的旋转推进装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明用于图1和图2所示的石墨柱合成块自动组装机中，石墨柱合成块自动组装机包括底座1、底座1上设置的自动上料装置2、自动上料装置2的出料口处设置的旋转推进装置3，自动上料装置2和旋转推进装置3与气控动力系统4相连，气控动力系统4上连接有电控系统5，气控动力系统4为本发明提供动力支持，电控系统5使本发明实现了自动化操作，机械化、自动化程度得到极大地提高。

图4所示的气控动力系统4，其包括气罐48和与其串联的截止阀49和节流阀410，气罐48向各工作缸提供动力气源；截止阀49与节流阀410之间串接有压力表417和气动三联件416，分别用于监控工作缸气源压力和调整工作缸动作快慢及同步配合，以保证各工作缸安全工作。在节流阀410后连接有送气管路415，送气管路415通过第一换向开关411分别与左绝缘碗限位气缸41、右绝缘碗限位气缸42和石墨柱限位气缸43的前、后腔相连通，送气管路415通过第二换向开关412分别与左送碗气缸44、右送碗气缸45和送柱气缸46的前、后腔相连通，送气管路415通过第三换向开关413与托柱气缸47的前、后腔相连通，送气管路415通过第四换向开关414分别与左推进气缸31和右推进气缸32的前、后腔相连通。气罐48经由送气管路415并通过各换向开关向各工作缸后腔送气，使各工作缸活塞杆向外推动，实现预定动作；完成上述动作后，各换向开关换向，送气管路415提供的高压气体从各工作缸前腔送入，使活塞杆向后收缩，实现预定动作。各工作缸能够及时、准确的换向，以保证各工作缸完成连续的推动和收缩动作，满足工作需要。

从图1和图2可知，自动上料装置2包括底座1和底座1上设置的左绝缘碗上料机构、右绝缘碗上料机构、石墨柱上料机构，上料机构包括位于两侧的左绝缘碗滑槽21、右绝缘碗滑槽22和位于其间的石墨柱滑槽23，左绝缘碗滑槽21、右绝缘碗滑槽22和石墨柱滑槽23均由下倾段24与水平段25构成。下倾段24的设置可使最前方的左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13被取走后，后方的左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13可自动向前滑动填补空缺。左绝缘碗限位气缸41、右绝缘碗限位气缸42和石墨柱限位气缸43分别设在左绝缘碗滑槽21、右绝缘碗滑槽22和石墨柱滑槽23的水平段25上，用于左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13的限位。左送碗气缸44、右送碗气缸45和送柱气缸46分别设在左绝缘碗限位气缸41与左绝缘碗滑槽21的下倾段24之间、右绝缘碗限位气缸42与右绝缘碗滑槽22的下倾段24之间、石墨柱限位气缸43与石墨柱滑槽23的下倾段24之间，用于将左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13送至左推进气缸31与右推进气缸32之间，等待进行金刚石合成柱芯的装配工作。在底座1上对应左绝缘碗滑槽21和右绝缘碗滑槽22设有左绝缘碗挡板26和右绝缘碗挡板27，对左绝缘碗11与右绝缘碗12起到定位作用，确保左绝缘碗11与右绝缘碗12位于准确的装配位置。在石墨柱滑槽23的出料口处设有托柱气缸47，即托柱气缸47位于左推进气缸31与右推进气缸32之间的下方，用于支撑石墨柱13，且托柱气缸47对石墨柱13的支撑位置在石墨柱13的中部，不妨碍左绝缘碗11和右绝缘碗12从石墨柱13两端向内装配。

图5所示的旋转推进装置，其包括支套34和与其套设并滑动配合的旋转套37，有一旋转轴35后端与支套34转动连接、前端与旋转套37固定连接，所述旋转轴35后端与支套34通过旋转轴承36转动连接，旋转轴承36通过内卡簧311固定。在支套34与旋转套37之间的旋转轴35上通过弹簧座15设有缓冲弹簧7，以补偿左绝缘碗11和右绝缘碗12的高度公差；旋转轴35两端部分别设有用于锁紧支套34的锁紧螺母8和调整旋转套37的调整螺母9，根据弹力需要来调整缓冲弹簧7的松紧程度。旋转套37外圆周面上设有导向轴39，导向轴39外端位于导向轨道架16上的导向槽6内，导向槽6为曲线或者由浅至深设置，导向轴39可沿导向槽6向前滚动。所述导向轴39通过其外端安装的导向轴承310伸入导向槽6内，并使导向轴承310可沿导向槽6向前滚动。为提高旋转套37与左绝缘碗11和右绝缘碗12之间的摩擦力，防止旋转套37打滑、空转，在旋转套37前端设置有摩擦片38。

由图1和图2可知，与气控动力系统4相连的电控系统5包括电控柜51、与电控柜51相连的多个信号收发器52，每个信号收发器52设有两个接线端，一个接线端分别与左绝缘碗限位气缸41、右绝缘碗限位气缸42、石墨柱限位气缸43、左送碗气缸44、右送碗气缸45、送柱气缸46、托柱气缸47、左推进气缸31和右推进气缸32相连，另一个接线端与第一换向开关411、第二换向开关412、第三换向开关413和第四换向开关414，从而控制第一换向开关411、第二换向开关412、第三换向开关413和第四换向开关414及时换向，以使左绝缘碗限位气缸41、右绝缘碗限位气缸42、石墨柱限位气缸43、左送碗气缸44、右送碗气缸45、送柱气缸46、托柱气缸47、左推进气缸31和右推进气缸32切换动作方向，完成工作缸活塞杆向外推动和向内收缩的动作交替，实现连续装配动作，实现装配的机械化和自动化。

图3所示为本发明装配而成的金刚石合成柱芯，其由芯部的石墨柱13和石墨柱13两端套装的左绝缘碗11与右绝缘碗12构成。在金刚石合成柱芯装配过程中，由于导向槽6为曲线轨迹或者由浅至深设置，导向轴承310沿导向槽6向前滚动推进，同时导向轴39对旋转套37的切向力作用使旋转套37做旋转动作，实现旋转套37的推进、旋转运动，并将此运动通过摩擦片38作用于左绝缘碗11和右绝缘碗12的外端面，以完成金刚石合成柱芯的装配工作。

石墨柱合成块自动组装机的使用过程为：第一，开通气罐48，接通电源，启动运行信号收发器52，左送碗气缸44、右送碗气缸45和送柱气缸46将左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13推出，同时左绝缘碗限位气缸41、右绝缘碗限位气缸42和石墨柱限位气缸43动作对左绝缘碗滑槽21、右绝缘碗滑槽22和石墨柱滑槽23内的左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13限位，托柱气缸47顶升至底座1高度处，直至左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13被送至左推进气缸31和右推进气缸32之间的位置，左绝缘碗11和右绝缘碗12分别由左绝缘碗挡板26和右绝缘碗挡板27阻挡定位，石墨柱13由托柱气缸47承托定位。第二，左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13到位后，与第二换向开关412和第四换向开关414相连的信号收发器52发出信号，控制第二换向开关412和第四换向开关414换向，使左送碗气缸44、右送碗气缸45和送柱气缸46反向复位，使左推进气缸31和右推进气缸32受控向前推进。第三，同时向前推进的左推进气缸31与右推进气缸32使摩擦片38紧贴左绝缘碗11与右绝缘碗12外端面，左推进气缸31与右推进气缸32继续推进，旋转推进装置模拟人工装配时的推进、旋转动作，使左绝缘碗11与右绝缘碗12分别装配在石墨柱13的左、右两端，左绝缘碗11与右绝缘碗12装配二分之一左右时，与第三换向开关413相连的信号收发器52发出信号，控制第三换向开关413换向，使托柱气缸47反向下降以脱离石墨柱13，直至完成如图3所示金刚石合成柱芯的装配。第四，与第一换向开关411、第二换向开关412和第三换向开关413相连的信号收发器52发出信号，控制第一换向开关411、第二换向开关412和第三换向开关413换向，以解除左绝缘碗限位气缸41、右绝缘碗限位气缸42和石墨柱限位气缸43对左绝缘碗滑槽21、右绝缘碗滑槽22和石墨柱滑槽23内的左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13的限位作用，同时左送碗气缸44、右送碗气缸45和送柱气缸46动作将左绝缘碗11、右绝缘碗12和石墨柱13推出，左推进气缸31和右推进气缸32反向复位，石墨柱13到位时将第三步中完成的金刚石合成柱芯顶出至成品柱仓10。第五，重复上述第二和第三步的过程，实现金刚石合成柱芯的连续装配。

Claims (3)

1.一种金刚石合成柱芯装配上料装置，其特征在于，包括底座和底座上设置的左绝缘碗上料机构、右绝缘碗上料机构、石墨柱上料机构，所述左绝缘碗上料机构、右绝缘碗上料机构、石墨柱上料机构分别包括位于两侧的左绝缘碗滑槽、右绝缘碗滑槽和位于其间的石墨柱滑槽，左绝缘碗滑槽、右绝缘碗滑槽和石墨柱滑槽均由下倾段与水平段构成；左绝缘碗滑槽、右绝缘碗滑槽和石墨柱滑槽的水平段分别与左绝缘碗限位气缸、右绝缘碗限位气缸和石墨柱限位气缸相连，左绝缘碗限位气缸与左绝缘碗滑槽水平段端部之间、右绝缘碗限位气缸与右绝缘碗滑槽水平段端部之间、石墨柱限位气缸与石墨柱滑槽水平段端部之间分别设有左送碗气缸、右送碗气缸、送柱气缸；石墨柱滑槽出料口处设有托柱气缸；所述底座上对应左绝缘碗滑槽和右绝缘碗滑槽设有左绝缘碗挡板和右绝缘碗挡板；左绝缘碗上料机构、右绝缘碗上料机构、石墨柱上料机构与气控动力系统连接。

2.如权利要求1所述的金刚石合成柱芯装配上料装置，其特征在于，所述气控动力系统包括气罐和与其串联的截止阀和节流阀；节流阀后连接有送气管路，送气管路通过第一换向开关分别与左绝缘碗限位气缸、右绝缘碗限位气缸和石墨柱限位气缸的前、后腔相连通，送气管路通过第二换向开关分别与左送碗气缸、右送碗气缸和送柱气缸的前、后腔相连通，送气管路通过第三换向开关与托柱气缸的前、后腔相连通，送气管路通过第四换向开关分别与左推进气缸和右推进气缸的前、后腔相连通；所述截止阀与节流阀之间串接有压力表。

3.如权利要求1或2所述的金刚石合成柱芯装配上料装置，其特征在于，所述气控动力系统相连设有电控系统，电控系统包括电控柜、与电控柜相连的多个信号收发器，信号收发器设有两个接线端，一个接线端分别与左绝缘碗限位气缸、右绝缘碗限位气缸、石墨柱限位气缸、左送碗气缸、右送碗气缸、送柱气缸、托柱气缸、左推进气缸和右推进气缸相连，另一个接线端与第一换向开关、第二换向开关、第三换向开关和第四换向开关相连。

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