CN103358166B - 一种异形棒料柔性自动分料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种棒料分料装置，尤其涉及一种异形棒料柔性自动分料装置。它包括柔性储料机构、伺服分料机构和气动推料机构这三个部分，分别实现了异形棒料的储料、分料以及推料操作。本发明从机电一体化设计思想出发，根据异形棒料的自身特点，采用柔性化设计方法，实现了异形棒料分料的自动化。本发明配合专用机械手和数控专机之后，就能实现异形棒料的自动分料，上料和加工，使用简单可靠，有效地提高了异形棒料加工自动化程度，减少了劳动力人数，降低了人为因素的影响，具有良好的性价比。

Description

一种异形棒料柔性自动分料装置

技术领域

本发明涉及一种棒料分料装置，尤其涉及一种异形棒料柔性自动分料装置。

背景技术

异形棒料是一类体型细长、截面形状奇异的棒料，如内六角扳手、汽车悬架拉杆以及各种钻头等常用工具或零件的毛坯件。异形棒料的截面形状大致可分为圆形、扁平形以及多边形，棒料两端结构多为异形。以木工扁钻为例，如附图4所示，木工扁钻前端为用于钻削的扁平状钻削段100，后端为用于夹持的六方柄钻杆200，前端与后端由颈部300过渡连接。钻削段100前端为带有螺纹的钻尖110，主要起到引钻和导向作用，前端两侧为切削刀口120，是主要的切削部分，钻削段100后端为修光部分130。

一般异形棒料具有多道加工工序，每道工序普遍采用专用机床完成。由于目前市面上没有适用于异形棒料的分料装置，异形棒料的分料、装夹仍需人工完成。因此，在加工过程中，每台专用机床必须配备一名操作人员来完成异形棒料的分料和装夹。我国是异形棒料的制造消费大国，但目前其生产模式仍为劳动密集型，技术含量低、附加值低。随着劳动力成本上升、人民币升值等因素的恶化，我国制造低成本的优势将逐渐丧失。因此如何提升异形棒料加工工艺，实现异形棒料自动化生产已迫在眉睫。

可见，目前异形棒料制造过程存在以下局限性：1）自动化程度低。目前市场上已有多种自动分料装置，如粉状、球形以及圆柱形毛坯的自动分料装置，但都不适用于异形棒料的自动分料。异形棒料的每道加工工序中都得配备一名操作人员来完成零件的分料及装夹，其生产模式仍为劳动密集型。2）产品质量不稳定。目前异形棒料的装夹、加工都需人工参与完成，操作人员的技术水平、工作态度、心理状态等因素直接或间接影响加工质量和生产效率。3）劳动力密集，招工和管理困难。目前每台专用机床需配备一名操作人员，劳动简单重复，缺乏人性化。同时随着中国劳动力成本上升、人民币升值以及环境、资源瓶颈等因素恶化，不可避免的会出现招工和管理困难、制造成本上升、难以按时完成订单任务等一系列问题。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种异形棒料柔性自动分料装置，可以实现异形棒料的柔性自动化分料。本发明配合专用机械手和数控专机，就能实现异形棒料的自动分料、上料和加工，从而降低人为因素影响，提高产品质量和生产效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种异形棒料柔性自动分料装置，其特征在于，包括一个柔性储料机构、一个设置在所述柔性储料机构下方的伺服分料机构和气动推料机构；其中：

所述柔性储料机构包括由料仓挡板或挡杆围成的可容纳异形棒料的垂直空间，该空间中具有引导异形棒料自上而下滑落的导料槽；

所述伺服分料机构包括设置在导料槽下方的两根平行的分料螺杆，两根分料螺杆转动时，形成可容纳从所述导料槽落下的一根异形棒料通过的间隙，

所述气动推料机构包括一推料底板、一可沿推料底板上表面运动的推板、设置在推料底板上的挡块；所述推料底板用于承载从分料螺杆转动间隙中落下的异形棒料；所述推板运动时，将落于所述推料底板上的异形棒料推向所述挡块。

至少包含两块相对设置的料仓挡板，两块料仓挡板相对的面上设置导料槽，两个面上的导料槽分别容纳异形棒料的其中一端在其中滑动。

多根挡杆围成分别夹持异形棒料两端的导料槽，使异形棒料沿导料槽垂直滑落。

所述分料螺杆由蜗轮蜗杆传动机构驱动进行转动。

每根分料螺杆上端设置有螺纹，下端均套设一蜗轮，两根分料螺杆上的蜗轮与一蜗杆啮合，蜗杆由伺服电机驱动转动。

两根分料螺杆分别设置在一螺杆箱体中，所述螺杆箱体分别设置在所述推料底板的两侧，并且，至少其中一个螺杆箱体的位置相对所述推料底板滑动可调。

所述推料底板上还设置有一侧挡板，所述侧挡板设置在异形棒料的推送方向的侧面，并且沿异形棒料的推送方向逐渐向内靠近。

本发明的有益效果是：

1、极大地提高了异形棒料加工自动化程度，操作简单。在具体应用中，操作人员只需在柔性储料机构中放入设计的异形棒料数量，其余的分料工作由伺服分料机构和气动推料机构自动完成。本发明配合专用机械手和数控专机，就能实现异形棒料的自动分料、上料和加工。

2、有效地减少了劳动力人数，提高了产品加工质量稳定性，缓解了招工和管理困难。本发明配合专用机械手和数控专机，只需配备一名专职人员就能实现6台以上专用机床操作，产品的加工质量基本上不受人为因素影响，产品质量稳定性高。

3、能够满足多种异形棒料的自动分料，提高了整套装置的利用率。本发明的伺服分料机构和气动推料机构可以根据异形棒料的几何参数进行调节，以适应多种异形棒料的自动分料工作。

4、本发明从机电一体化设计思想出发，根据异形棒料的加工特点，为异形棒料的自动化分料提供了一套切实可行的解决方案。

本发明配合专用机械手和数控专机之后，就能实现异形棒料的自动分料、上料和加工，使用快捷方便，降低了人为因素影响以及劳动力投入，具有良好的性价比。

附图说明

图1为异形棒料柔性自动分料装置轴测示意图；

图2为异形棒料柔性自动分料装置后视图；

图3为异形棒料柔性自动分料装置工作原理示意图；

图4为木工扁钻结构示意图；

图中，1、推料气缸，2、推料底板，3、挡块，4、木工扁钻，5、推板，6、左螺杆箱体，7、左导料槽，8、左料仓挡板，9、右导料槽，10、右料仓挡板，11、右螺杆箱体，12、分料螺杆，13、蜗杆，14、蜗轮，15、轴承支座，16、电机座，17、伺服电机，18、底座，19、侧挡板。

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。

如附图1和附图2所示，本发明包括一个柔性储料机构、一个伺服分料机构和一个气动推料机构。下面对结构做以详细说明。其中，伺服分料机构包括一个左螺杆箱体6、一个右螺杆箱体11、两根分料螺杆12、一根蜗杆13、两个蜗轮14、两个轴承支座15、两个蜗杆轴承、一个电机座16、一个伺服电机17、一个底座18和四个螺杆轴承；长方形底座18上延长边方向从左到右依次固定安装着一个轴承支座15、一个左螺杆箱体6、一块推料底板2、一个右螺杆箱体11、一个轴承支座15以及一个电机座17；蜗杆13两端分别通过两个蜗杆轴承固定在两个轴承支座15上；伺服电机17安装在电机座16上，且伺服电机17的转轴通过联轴器与蜗杆13的右端相连接；两根分料螺杆12通过四个螺杆轴承分别安装在左螺杆箱体6和右螺杆箱体11内，安装方向与底座18垂直；分料螺杆12上端有螺纹，下端为光杆；两个蜗轮14分别通过键与两根分料螺杆12下端相连接，且两个蜗轮14分别与蜗杆13两端径向相啮合。

气动推料机构位于左螺杆箱体6和右螺杆箱体11之间，包括一个推料气缸1、一块推料底板2、一块挡块3和一块推板5；推料气缸1安装在推料底板2下平面上，与推料底板2的滑槽平行；推板5放置在推料底板2上平面，推板5的底部穿过推料底板2的滑槽与推料气缸1的气缸杆相连；挡块3安装在推料底板2上平面，靠近推料气缸1的一端。

柔性储料机构包括一个左导料槽7、一块左料仓挡板8、一个右导料槽9和一块右料仓挡板10；左料仓挡板8和右料仓挡板10分别安装在左螺杆箱体6和右螺杆箱体11上平面；左导料槽7和右导料槽9分别安装在左料仓挡板8和右料仓挡板10内侧，与推料底板2垂直。左料仓挡板8和右料仓挡板10顶端都有一个“凹”字形开口，且两开口相对。

底座18延长边方向有两个滑槽，右螺杆箱体11安装在滑槽上，可以无级调动。

推料底板2的右端侧边有一块侧挡板19；推料底板2的滑槽与底板18的短边不平行，侧挡板19设置在异形棒料的推送方向的侧面，并且沿异形棒料的推送方向逐渐向内侧传送的异形棒料靠近，用于对不同长度的异形棒料进行定位；挡块3可以延底座18的短边方向无级调动，通过侧挡板19及挡块3位置的配合调整，定位异形棒料的推送位置。

本发明的实施过程：

以对异形棒料木工扁钻的分料为例，来具体说明本发明的异形棒料柔性自动分料装置的工作过程。在初始状态，推料气缸1处于伸出状态，与气缸杆相连的推板5远离挡块3。开始操作之后，操作人员将木工扁钻4依次放入柔性储料机构。木工扁钻4沿着左、右导料槽7、9自上而下滑落到两根分料螺杆12上。然后，伺服电机17启动，带动蜗杆13和蜗轮14传动。从而，左右两根分料螺杆12开始同步转动。如附图3所示，两根分料螺杆12转动一定角度之后，就会将一根木工扁钻4分料到推料底板2上。这时，伺服电机17停止工作。最后，推料气缸1的气缸杆缩回，带动推板5将木工扁钻4推到挡块3上。专用机械手抓取木工扁钻4之后，推料气缸1返回初始状态，伺服电机17重新启动开始下一次的分料操作。柔性储料机构里的木工扁钻4分料完毕之后，操作人员就会重新放料。

本发明的设计原理：

首先，本发明根据零件的几何特性，完成异形棒料自动化分料的可靠性设计。异形棒料具有多规格等特点，但其两端形状基本保持不变。因此本发明选用这两侧作为定位基准，设计了专用伺服分料机构和气动推料机构，确保异形棒料自动化分料精确、可靠。

其次，本发明采用自动化技术，实现了整个装置的机电一体化。在具体应用中，操作人员只需在柔性储料机构中放入设计的异形棒料数量，其余的分料工作由伺服分料机构和气动推料机构自动完成。同时，配合专用机械手和数控专机之后，本发明就能实现异形棒料的自动分料、上料和加工，而且一名操作人员就能实现6台以上专用机床操作，极大地提高了异形棒料加工自动化程度，有效地减少了劳动力人数，提高了产品加工质量稳定性，缓解了招工和管理困难。

第三，本发明采用了模块化设计方法，针对异形棒料的储料、分料和推料，分别设计了柔性储料机构、伺服分料机构和气动推料机构，降低设计复杂度，使得设计、调试和维护简单化。

最后，本发明采用了柔性化设计方法，使得伺服分料机构和气动推料机构可以根据异形棒料的几何参数进行位置调节，以适应不同规格异形棒料的自动化分料工作，满足多种规格的异形棒料的自动分料，提高了整套装置的利用率。

Claims (7)

1.一种异形棒料柔性自动分料装置，其特征在于，包括一个柔性储料机构、一个设置在所述柔性储料机构下方的伺服分料机构和气动推料机构；其中：

所述柔性储料机构包括由料仓挡板或挡杆围成的可容纳异形棒料的垂直空间，该空间中具有引导异形棒料自上而下滑落的导料槽；

所述伺服分料机构包括设置在导料槽下方的两根平行的分料螺杆，两根分料螺杆转动时，形成可容纳从所述导料槽落下的一根异形棒料通过的间隙，

所述气动推料机构包括一推料底板、一可沿推料底板上表面运动的推板、设置在推料底板上的挡块；所述推料底板用于承载从分料螺杆转动间隙中落下的异形棒料；所述推板运动时，将落于所述推料底板上的异形棒料推向所述挡块。

2.根据权利要求1所述的一种异形棒料柔性自动分料装置，其特征在于，至少包含两块相对设置的料仓挡板，两块料仓挡板相对的面上设置导料槽，两个面上的导料槽分别容纳异形棒料的其中一端在其中滑动。

3.根据权利要求1所述的一种异形棒料柔性自动分料装置，其特征在于，多根挡杆围成分别夹持异形棒料两端的导料槽，使异形棒料沿导料槽垂直滑落。

4.根据权利要求1所述的一种异形棒料柔性自动分料装置，其特征在于，所述分料螺杆由蜗轮蜗杆传动机构驱动进行转动。

5.根据权利要求1或4所述的一种异形棒料柔性自动分料装置，其特征在于，每根分料螺杆上端设置有螺纹，下端均套设一蜗轮，两根分料螺杆上的蜗轮与一蜗杆啮合，蜗杆由伺服电机驱动转动。

6.根据权利要求1所述的一种异形棒料柔性自动分料装置，其特征在于，两根分料螺杆分别设置在一螺杆箱体中，所述螺杆箱体分别设置在所述推料底板的两侧，并且，至少其中一个螺杆箱体的位置相对所述推料底板滑动可调。

7.根据权利要求1所述的一种异形棒料柔性自动分料装置，其特征在于，所述推料底板上还设置有一侧挡板，所述侧挡板设置在异形棒料的推送方向的侧面，并且沿异形棒料的推送方向逐渐向内靠近。