CN103523543A - 万向节节套自动上料的方法和控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械设备领域,尤其涉及一种万向节节套自动上料方法和控制器,该方法包括有准备挂件柜、上料机构、自动升降台等设备。自动上料的步骤包括上料、拨指张开、拨指进给、拨指合拢、夹紧挂针、装料、拨指复位等;为了保证悬挂的可靠,挂针需保持足够的张力,人工操作较为费力,效率低;本发明使用拨指组件和拨动气缸的配合来完成捏合挂针动作,自动上料,大大地提高了生产效率;整个装置结构简单实用,成本低廉,易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备领域,尤其涉及一种万向节节套自动上料便于后续工序的装置。
背景技术
万向节指的是利用球型等装置以实现不同方向的轴动力输出,它的运用较广泛,是机械传动中常用的零件,如它是汽车上的一个很重要部件。万向节与传动轴组合,称为万向节传动装置。在前置发动机后轮驱动的车辆上,万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间;而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴,万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。为了增长万向节使用寿命防止其表面氧化而降低强度,常需要对万向节节套进行表面处理,如镀鉻,需要将节套悬挂便于后续处理。现有的安装方法大多采用人工操作,存在效率低、安装不可靠的问题。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种成本低、效率高的万向节节套自动上料方法和控制器。
为实现上述目的,本发明采用的方案为:一种万向节节套自动上料的方法,包括以下步骤:
1)设备准备:挂件柜,设置向上分叉具有弹性的挂针,分叉顶端宽度大于节套内径;上料机构,设有可开启和封闭的装料组件,装料组件的出料口设置封口气缸;驱动装料组件前后移动的进给组件,进给组件由进给气缸驱动;做张开合拢动作的拨指组件,拨指组件由拨动气缸驱动;升降装置,连接上料机构并驱动上料机构上下升降;
2)控制自动上料,步骤如下:a) 控制封口气缸缸杆伸长,封住装料组件的出料口,朝装料组件装入万向节节套;b) 控制升降装置上升,带动上料机构运动到正对挂架上的挂针上方;c) 控制拨动气缸伸长,驱动拨指组件张开;d) 控制进给气缸伸长,驱动拨指组件卡住挂针下方;e) 控制拨动气缸缩短,驱动拨指组件合拢;f) 控制升降装置上升,在拨指组件的作用下使得挂针向中心靠拢,使挂针顶部开口距离小于万向节节套的内孔直径;g) 控制封口气缸的缸杆缩进,装料组件内万向节节套自动装配在挂针上;h) 控制升降装置下降,带动拨指组件向下运动一定距离,挂针张开卡住万向节节套;i) 控制封口气缸缸杆伸长,封住装料组件的出料口;j) 控制进给气缸缸杆缩进,带动上料机构远离挂件,直至拨指组件离开挂针的下方;k) 控制拨动气缸缩进,拨指组件复位;m) 循环步骤a)至步骤k),直至挂件柜上料完成。
一种万向节节套自动上料控制器,包括有自动装载万向节工件的上料机构,和驱动上料机构上下运动的自动升降台;所述上料机构包括有机架和安装在机架上的装料组件、拨指组件、进给组件;装料组件由装料罐板、封口气缸组成,装料罐板开设有从上至下贯穿整板的通孔,封口气缸连接在装料罐板通孔的出口处;所述拨指组件包括一组成对使用的拨指、拨动气缸、前滑轴、后滑轴和拨杆,拨指末端相错连接在前、后滑轴上,前后滑轴均可轴向移动地安装在机架上,两滑轴的一端铰接拨杆上,其中一滑轴的另一端连接拨动气缸杠杆;进给组件包括有轨道板和进给气缸,进给气缸缸体连接在机架上、缸杆与连接在自动升降台上的轨道板连接;所述自动升降台包括有支架、升降电机、丝杆、螺母座、托板,支架连接在地面基础上,支架上连接有升降电机,升降电机输出轴连接丝杆,丝杆与螺母座传动,螺母座与设置在支架侧壁的托板连接,托板与上料机构的轨道板连接;所述封口气缸、拨动气缸、进给气缸、升降电机均与控制器电气连接,控制器有可编程控制器、电磁阀、接近开关、驱动器,可编程控制器的输出端口连接电磁阀的控制端,电磁阀与封口气缸、拨动气缸、进给气缸电气连接,封口气缸、拨动气缸、进给气缸的极限位置设置接近开关,接近开关电接入可编程控制器的输入端口;可编程控制器连接驱动器,通过发送脉冲给驱动器控制升降电机的动作。
所述的装料罐板有四个通孔用于装料,封口气缸也相应设置四个,可编程控制器通过三位五通阀控制封口气缸动作。
所述接近开关的个数共十二个,四个封口气缸的前后极限位置各设置一个共八个接近开关,封口气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时,装料罐板的出口被完全封盖住,封口气缸的缸杆触发后极限位置的接近开关时,装料罐板的出口打开;进给气缸的前后极限位置各设置一个接近开关,进给气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时,拨指完全离开挂针,触发后极限位置的接近开关时,两拨指凹弧间卡住挂针;拨动气缸左右极限位置各设置一个共两个接近开关,拨动气缸的缸杆触发左极限位置的接近开关时,每对拨指张开角度使拨指处于挂针两侧,触发右极限位置的接近开关时,拨指合拢。
为了保证悬挂的可靠,挂针需保持足够的张力,人工操作较为费力,效率低;本发明使用拨指组件和拨动气缸的配合来完成捏合挂针动作,自动上料,大大地提高了生产效率;整个装置结构简单实用,成本低廉,易于推广。
附图说明
图1 为本发明实施例中万向节节套工件的剖视图;
图2 为图1的俯视图;
图3 为本发明实施例实施的示意图;
图4 为本发明实施例中装料组件的轴测图;
图5 为图4旋转角度后的轴测图;
图6为本发明实施例中控制原理示意图;
图7 为本发明实施例中控制电气连接示意图;
图中标记说明:1—万向节节套,2—挂针, 3—挂架, 4—升降电机, 5—滚珠丝杠, 6—直线导轨, 7—支架, 8—螺母座, 9—上料机构, 10—立座, 11—前滑轴, 12—后滑轴, 13—拨杆, 14、17、19、20均为封口气缸,15、18均为机架, 16—装料罐板, 21—拨动气缸, 22—进给气缸, 23—支座, 24—滑块 25—直线导轨, 26—气缸支座, 27—滑块, 28—直线导轨, 29、30、31、32均为进料口,33、34、35、36、37、38、39、40—拨指,41、42、43、44、45、46均为三位五通阀。
具体实施方式
为更好地理解本发明,下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明,参见图1至图7:
万向节节套自动上料机构主要包括有三个部件,一是挂设万向节工件的挂件柜,二是往挂件柜自动装载万向节工件的上料机构,三是连接上料机构并驱动上料机构做上下运动的自动升降台。三个部件具体结构为:挂件柜包括有挂架框、挂针组成,挂架框由两侧边的竖框、以及焊接在两竖框之间的横梁组成,为了尽可能地挂设多个工件以提高工作效率,横梁从上至下等间隔地设置多排,每排横梁均正反两面各连接一组挂针,且两挂针组相错排列。所述挂针为弹性材料制成的呈开口向上的V型结构,开口宽度大于万向节节套直径,挂针底端设有用于固定的铆钉孔,铆钉穿过铆钉孔拧紧在横梁上,从而将挂针压紧固定在挂件柜中。
所述上料机构包括有装料组件、拨指组件、进给组件和上料架,上料架由两侧支撑板和支座焊接而成,支座底部连接有滑块。两支撑板之间设置有装料组件,装料组件由装料罐板、封口气缸组成,为了能装载工件,装料罐板开设有一排直径大于工件内孔的装料通孔,装料通孔从上至下贯穿整板用于装入万向节工件,装料通孔设置的位置、个数与正面或反面的挂针的位置、个数对应。装料罐板设有贯穿前后面的长槽孔以减轻重量,便于进给或升降。封口气缸连接在通孔出口处,缸杆伸出时可遮挡住出口使万向节工件无法从装料通孔漏出。拨指组件包括有拨指、滑轴、拨杆以及拨动气缸,拨指需要完成夹紧挂针以穿入万向节的动作,所以拨指成对使用,记为左拨指、右拨指,拨指设置的对数和位置均与挂针对应。左拨指、右拨指末端分别连接有后滑轴和前滑轴上,前、后滑轴均可轴向移动地安装在上料架的支撑侧板上,两滑轴的一头端铰接拨杆上,其中一滑轴的另一端连接拨动气缸杠杆。图中拨动气缸设置在后滑轴上,拨动气缸伸长,左拨指往左移动,由于拨杆作用,带动右拨指往右移动,拨指做张开状态。拨动气缸收缩,左右拨指动作方向相反,拨指合拢。为了捏合时不损伤挂针,拨指两侧壁设有弧型凹口。进给组件完成上料机构的前后移动,其包括轨道板、直线轨道、进给气缸,轨道板固定连接在自动升降台上的托板上,轨道板上连接有直线轨道,直线轨道与上料架底部的滑块配合,进给气缸缸体连接在上料架、缸杆通过支座与轨道板连接。进给气缸伸长,由于轨道板固定,上料架连同整个上料机构向前沿着直线轨道行进。
所述自动升降台包括有支架、升降电机、长丝杆、螺母座、托板、升降轨道,支架连接在地面基础上,支架上连接有升降电机,升降电机的输出轴与长丝杆连接,长丝杆与螺母座配合传动,螺母座固定连接托板,托板底端连接滑块,滑块与升降轨道配合。升降电机旋转,通过丝杆传动托板及上料机构上下移动,完成一排排地上料。
控制器包括有可编程控制器(PLC)、电磁阀、接近开关、驱动器, PLC预设有控制程序,电磁阀为三位五通阀,驱动器为伺服驱动器。PLC数字量输出端电连接六个三位五通阀的控制端,四个三位五通阀分别与四个封口气缸电连接,一个三位五通阀电连接拨动气缸,一个三位五通阀电连接进给气缸。PLC数字量输入端电连接有十二个接近开关,四个封口气缸的前后极限位置各设置一个共八个接近开关,封口气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时,装料罐板的出口被完全封盖住,封口气缸的缸杆触发后极限位置的接近开关时,装料罐板的出口打开,节套可从出口漏出。进给气缸的前后极限位置各设置一个共两个接近开关,进给气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时,拨指完全离开挂针,触发后极限位置的接近开关时,两拨指凹弧间卡住挂针。拨动气缸左右极限位置各设置一个共两个接近开关,拨动气缸的缸杆触发左极限位置的接近开关时,每对拨指张开角度使拨指处于挂针两侧,触发右极限位置的接近开关时,拨指合拢。PLC输出端电连接驱动器,通过驱动器控制升降电机的动作。根据电机的步进角和滚珠丝杠的螺距发出脉冲数。
本发明控制实施过程包括以下步骤:
1) 控制封口气缸缸杆伸长,封住装料组件的出料口,从顶部的进料口分别装入万向节节套,节套开口朝下。
2) 控制升降电机动作,通过滚珠丝杠、螺母座、直线导轨、托板带动上料机构上升,使上料机构的出料口下端正对着挂架上的挂针上方。
3) 控制拨动气缸伸长,后滑轴带动左拨指向左移动,同时,拨杆带动前滑轴运动使右拨指向右移动,使左右拨指之间各张开一个比较大的距离。
4) 控制进给气缸伸长,驱动拨指组件向挂针靠近,直至拨指之间的缺口刚好分别卡在挂架上挂针的下方。
5) 控制拨动气缸缩短,驱动拨指组件合拢使得挂针向中线集拢。
6) 控制升降装置上升,在拨指组件的作用下使得挂针向中心靠拢,使挂针顶部开口距离小于万向节节套的内径。
7) 控制封口气缸的缸杆缩进,装料组件内万向节节套自动装配在挂针上;
8) 控制升降装置下降,带动拨指组件向下运动一定距离,挂针张开卡住万向节节套;
9) 控制封口气缸缸杆伸长,封住装料组件的出料口;
10) 控制进给气缸缸杆缩进,带动上料机构远离挂件,直至拨指组件离开挂针的下方;
10) 控制拨动气缸缩进,拨指组件复位;
11) 循环步骤1)至步骤10),直至挂件柜上料完成。
Claims (4)
1.一种万向节节套自动上料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)设备准备:挂件柜,设置向上分叉具有弹性的挂针,分叉顶端宽度大于节套内径;上料机构,设有可开启和封闭的装料组件,装料组件的出料口设置封口气缸;驱动装料组件前后移动的进给组件,进给组件由进给气缸驱动;做张开合拢动作的拨指组件,拨指组件由拨动气缸驱动;升降装置,连接上料机构并驱动上料机构上下升降;
2)控制自动上料,步骤如下:a) 控制封口气缸缸杆伸长,封住装料组件的出料口,朝装料组件装入万向节节套;b) 控制升降装置上升,带动上料机构运动到正对挂架上的挂针上方;c) 控制拨动气缸伸长,驱动拨指组件张开;d) 控制进给气缸伸长,驱动拨指组件卡住挂针下方;e) 控制拨动气缸缩短,驱动拨指组件合拢;f) 控制升降装置上升,在拨指组件的作用下使得挂针向中心靠拢,使挂针顶部开口距离小于万向节节套的内孔直径;g) 控制封口气缸的缸杆缩进,装料组件内万向节节套自动装配在挂针上;h) 控制升降装置下降,带动拨指组件向下运动一定距离,挂针张开卡住万向节节套;i) 控制封口气缸缸杆伸长,封住装料组件的出料口;j) 控制进给气缸缸杆缩进,带动上料机构远离挂件,直至拨指组件离开挂针的下方;k) 控制拨动气缸缩进,拨指组件复位;m) 循环步骤a)至步骤k),直至挂件柜上料完成。
2.一种万向节节套自动上料控制器,其特征在于:包括有自动装载万向节工件的上料机构,和驱动上料机构上下运动的自动升降台;所述上料机构包括有机架和安装在机架上的装料组件、拨指组件、进给组件;装料组件由装料罐板、封口气缸组成,装料罐板开设有从上至下贯穿整板的通孔,封口气缸连接在装料罐板通孔的出口处;所述拨指组件包括一组成对使用的拨指、拨动气缸、前滑轴、后滑轴和拨杆,拨指末端相错连接在前、后滑轴上,前后滑轴均可轴向移动地安装在机架上,两滑轴的一端铰接拨杆上,其中一滑轴的另一端连接拨动气缸杠杆;进给组件包括有轨道板和进给气缸,进给气缸缸体连接在机架上、缸杆与连接在自动升降台上的轨道板连接;所述自动升降台包括有支架、升降电机、丝杆、螺母座、托板,支架连接在地面基础上,支架上连接有升降电机,升降电机输出轴连接丝杆,丝杆与螺母座传动,螺母座与设置在支架侧壁的托板连接,托板与上料机构的轨道板连接;所述封口气缸、拨动气缸、进给气缸、升降电机均与控制器电气连接,控制器有可编程控制器、电磁阀、接近开关、驱动器,可编程控制器的输出端口连接电磁阀的控制端,电磁阀与封口气缸、拨动气缸、进给气缸电气连接,封口气缸、拨动气缸、进给气缸的极限位置设置接近开关,接近开关电接入可编程控制器的输入端口;可编程控制器连接驱动器,通过发送脉冲给驱动器控制升降电机的动作。
3.根据权利要求2所述的万向节节套自动上料控制器,其特征在于:所述的装料罐板有四个通孔用于装料,封口气缸也相应设置四个,可编程控制器通过三位五通阀控制封口气缸动作。
4.根据权利要求3所述的万向节节套自动上料控制器,其特征在于:所述接近开关的个数共十二个,四个封口气缸的前后极限位置各设置一个共八个接近开关,封口气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时,装料罐板的出口被完全封盖住,封口气缸的缸杆触发后极限位置的接近开关时,装料罐板的出口打开;进给气缸的前后极限位置各设置一个接近开关,进给气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时,拨指完全离开挂针,触发后极限位置的接近开关时,两拨指凹弧间卡住挂针;拨动气缸左右极限位置各设置一个共两个接近开关,拨动气缸的缸杆触发左极限位置的接近开关时,每对拨指张开角度使拨指处于挂针两侧,触发右极限位置的接近开关时,拨指合拢。
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