CN102699749B - 一种自动上下料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自动上下料装置，包括机械结构部分和控制系统部分，其特征在于机械结构部分包括毛坯自动上料模块、切割毛坯夹紧模块和工件下料模块；所述毛坯自动上料模块主要包括自动上料装置和自动进给装置；所述自动上料装置主要由三个小气缸组成，这三个小气缸沿工件长度方向等间隔地固定在支架边缘上；所述的自动进给装置主要由平行的两组链条、链轮、步进电机和联轴器构成；所述切割毛坯夹紧模块主要包括横梁、上下移动气缸、光杠、线性轴承和夹紧手爪；所述工件下料模块主要包括驱动气缸、线性滑轨、滑块和下料推手。
Description
技术领域
本发明涉及到机电一体化系统应用和自动上下料技术，具体为一种自动上下料装置。该装置主要用于在太阳能电池板铝边框的毛坯切割工艺中，目的在于缩短上下料时间，提高生产效率和产品质量，降低劳动强度。
背景技术
自动上下料装置是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。我国的自动上下料装置虽然发展趋势良好，但是对于一些行业和一些生产线，由于客观限制，发展还是比较缓慢的。随着社会经济的不断发展，人类对能源的需求正在不断扩大，煤炭石油等不可再生的常用能源已经不能满足社会的科学的、可持续的发展。而太阳能正是人类需要的理想的能源之一。因此太阳能电池行业是一个非常朝阳的行业，太阳能电池为了适应使用要求需用组合边框加以固定，其中光伏组件铝边框是最常用的一种。在太阳能电池组件铝边框加工行业里，对于毛坯切割部分，自动化水平相对还比较低。目前的大部分中小企业生产方式还都是人工的上下料，通过人工搬运、拆料，放置在切割机床上进行切割。切割完成后，也是由人工将切割好的工件拿到下一加工工位。这种生产方式的工人重复性工作繁重，自动化水平低，生产效率低，加工成本高。因此，在太阳能电池组件铝边框毛坯的切割过程中，研究开发一种高效率、低成本的自动上下料装置具有很大的现实意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种自动上下料装置，该装置用于太阳能电池组件铝边框的毛坯切割工艺中，可克服现有自动上下料设备的不足，具有省人工、效率高等优点。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种自动上下料装置，包括机械结构部分和控制系统部分，其特征在于机械结构部分包括毛坯自动上料模块、切割毛坯夹紧模块和工件下料模块；所述毛坯自动上料模块主要包括自动上料装置和自动进给装置；所述自动上料装置主要由三个小气缸组成，这三个小气缸沿工件长度方向等间隔地固定在支架边缘上；所述的自动进给装置主要由平行的两组链条、链轮、步进电机和联轴器构成，步进电机与联轴器的一端相连，并且通过U型固定板固定在支架上，联轴器的另一端连接与两组链轮配合的一根轴，链轮又与链条配合，两条链条上等间隔分布三个小推手，链条的另一端同样与两个链轮配合，这两个链轮的输出轴经轴承固定在轴承支架上；
所述切割毛坯夹紧模块主要包括横梁、上下移动气缸、光杠、线性轴承和夹紧手爪，上下移动气缸固定在横梁中央，横梁通过竖直支架固定在切割机床支架上，线性轴承与上下移动气缸共同固定在短连接板上，光杠与线性轴承配合，并与气缸活塞杆共同固定在长连接板上，长连接板两端又各自连接一个夹紧手爪；
所述工件下料模块主要包括驱动气缸、线性滑轨、滑块和下料推手，线性滑轨沿Y轴对称固定在支架两侧，并与滑块配合，滑块与下料推手连接，下料推手通过一个L型连接板与驱动气缸连接，驱动气缸固定在切割机床支架底部。
与现有技术相比，本发明自动上下料装置用于太阳能电池组件铝边框的毛坯切割工艺，可实现对太阳能电池板组件边框毛坯料切割的上下料的循环自动化作业，提高生产效率和经济效益，大幅节省劳动力，降低劳动强度，节约生产成本，且结构简单。
附图说明
图1为本发明自动上下料装置一种实施例的整体结构示意图。
图2为本发明自动上下料装置一种实施例的太阳能电池板组件铝边框毛坯切割工艺毛坯自动上料模块结构示意图。
图3为本发明自动上下料装置一种实施例的太阳能电池板组件铝边框毛坯切割工艺切割毛坯夹紧模块结构示意图。
图4为本发明自动上下料装置一种实施例的太阳能电池板组件铝边框毛坯切割工艺工件下料模块结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明做进一步详细说明：
本发明设计的自动上下料装置（简称装置，参见图1－4），是基于太阳能电池板组件铝边框毛坯（简称毛坯）切割的自动加工工艺要求，遵循机器人结构模块化的设计思想，按照所述铝边框毛坯料切割加工工艺上下料工作流程而设计。
本发明所设计的自动上下料装置包括机械结构部分和控制系统部分。其中机械结构部分共有三大模块组成，包括毛坯自动上料模块1、切割毛坯夹紧模块2和工件下料模块3；控制系统部分由运动控制系统模块组成。所述各个模块在实际应用中结合或配合使用，有效地实现太阳能电池边框组件坯料自动化切割的目的。
本发明自动上下料装置所述的毛坯自动上料模块1（简称模块1，参见图2）包括自动上料装置和自动进给装置；主要实现毛坯在Y轴方向上的自动上料以及毛坯在X轴向上的自动间隔进给功能。毛坯在Y轴方向上的自动上料主要是由三个小气缸211来实现。这三个小气缸211沿工件长度方向等间隔地固定在支架201边缘，通过三个小气缸211的同时伸出，驱动放置在支架201上的工件依次到达上料位置。毛坯在X轴向上的自动间隔进给功能主要是通过步进电机207驱动链条204的运动来实现的。链条与链轮配合，其两端分别通过固定在切割机床支架203上的轴承支架202和U型连接座205固定，两条链条上等间隔的固定三个完全相同的小推手210，每两个小推手间的间距正好是毛坯的长度。步进电机207驱动经联轴器206所连接的链轮209旋转，从而带动链条204运动，链条204上固定的小推手210就会推动工件间隔的在X轴向运动，从而实现毛坯在X轴向上的自动间隔进给。
本发明装置所述的切割毛坯夹紧模块2（简称模块2，参见图3），主要实现毛坯在切割过程中Z轴方向上的夹紧，防止工件在加工过程中在Z方向上发生跳动，从而影响加工精度。模块2主要包括上下移动气缸304、光杠305、线性轴承306、夹紧手爪303。上下移动气缸304固定在横梁301中央，横梁301通过竖直支架302固定在切割机床支架203上，线性轴承306与上下移动气缸304共同固定在短连接板307上，光杠305与线性轴承306配合，并与气缸活塞杆共同固定在长连接板308上，长连接板308两端又各自分别连接一个夹紧手爪303。当工件到位时，上下移动气缸304伸出，驱动夹紧手爪303夹紧工件。
本发明装置所述的工件下料模块3（简称模块3，参见图4），主要实现毛坯切割完成后的下料功能。模块3主要包括驱动气缸105、线性滑轨102、滑块103和下料推手106。线性滑轨102沿Y轴对称固定在支架101两侧，并与滑块103配合，滑块103与下料推手106连接，下料推手106通过一个L型连接板104与驱动气缸105连接，驱动气缸105固定在切割机床支架203底部。驱动气缸105通过活塞杆的伸缩，驱动下料推手106沿线性滑轨102在Y轴上运动，从而实现下料功能。
本发明装置所述的运动控制系统模块主要实现对上下料过程的自动化控制。该模块主要包括计算机、传感器、磁性开关、气动节流阀及伺服驱动单元等。上下料过程中，通过传感器采集的工件位置信息，然后由计算机控制驱动电动和气动机构，从而实现对工件的自动上下料过程控制。所述的控制系统为现有技术。
本发明装置的工作原理和过程如下：在理想状态下，Z轴向的上下移动距离、X轴向的进给运动和Y轴的移动距离都是在误差允许范围内的。链条平行X轴，铝边框组件坯料按照加工位姿要求依次摆放。
由于毛坯尺寸较长，开始加工前，需要两位工人按照位姿要求将毛坯放置在支架上，并依次摆放整齐；加工开始后，首先上料气缸211将成组毛坯沿Y轴方向推动一定的距离，使第一件毛坯位于进料位置，此时由步进电机驱动链条上的推手按照设置的距离推动坯料沿X轴伸进，当坯料接触机床左端时，夹紧模块2动作，夹紧手爪303将工件夹紧，并进行切割加工。加工完成后，夹紧手爪303松开返回，下料模块3动作，下料推手106将加工后的工件推至下一工位上，并快速返回。此时链条上正在推动工件的小推手210继续将毛坯料伸进，进行下一次切割加工。当一组毛坯料加工完成后，正推动工件的小推手210到达链条一端，此时上料气缸211再次推进一组新毛坯料，同时另一个相邻的小推手刚好到位，且推动该新毛坯料，依次循环下去，完成了对太阳能电池板组件铝边框毛坯切割的自动化加工，简单省时，效率和质量均有提高。
本发明装置在控制系统的控制下，能够同步完成对太阳能电池板组件铝边框毛坯切割工艺的自动上下料，所述的自动上料模块1、夹紧模块2和下料模块3这三大模块相互协调配合，节拍有序，基本实现了太阳能电池板组件铝边框毛坯的自动上下料，并同时被切割加工的功能，达到了降低劳动强度、提高生产效率和产品质量的效果。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (2)
1.一种自动上下料装置，包括机械结构部分和控制系统部分，其特征在于机械结构部分包括毛坯自动上料模块、切割毛坯夹紧模块和工件下料模块；
所述毛坯自动上料模块主要包括自动上料装置和自动进给装置；所述自动上料装置主要由三个小气缸组成，这三个小气缸沿工件长度方向等间隔地固定在支架边缘上；所述的自动进给装置主要由平行的两组链条、链轮、步进电机和联轴器构成，步进电机与联轴器的一端相连，并且通过U型固定板固定在支架上，联轴器的另一端连接与两组链轮配合的一根轴，链轮又与链条配合，两条链条上等间隔分布三个小推手，链条的另一端同样与两个链轮配合，这两个链轮的输出轴经轴承固定在轴承支架上；
所述切割毛坯夹紧模块主要包括横梁、上下移动气缸、光杠、线性轴承和夹紧手爪，上下移动气缸固定在横梁中央，横梁通过竖直支架固定在切割机床支架上，线性轴承与上下移动气缸共同固定在短连接板上，光杠与线性轴承配合，并与气缸活塞杆共同固定在长连接板上，长连接板两端又各自连接一个夹紧手爪；
所述工件下料模块主要包括驱动气缸、线性滑轨、滑块和下料推手，线性滑轨沿驱动气缸活塞杆伸缩运动方向对称固定在支架两侧，并与滑块配合，滑块与下料推手连接，下料推手通过一个L型连接板与驱动气缸连接，驱动气缸固定在切割机床支架底部。
2.如权利要求1所述的自动上下料装置，其特征在于该装置用做于太阳能电池板组件铝边框毛坯切割工艺的自动上下料装置。
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