CN103523543B - 万向节节套自动上料的方法和控制器 - Google Patents

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

万向节节套自动上料的方法和控制器

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—托板，8—螺母座，9—上料机构，10—支架，11—前滑轴，12—后滑轴，13—拨杆，14—封口气缸Ⅰ，17—封口气缸Ⅱ，19—封口气缸Ⅲ，20—封口气缸Ⅳ，15—左机架，18—右机架，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—进料口Ⅰ，30—进料口Ⅱ，31—进料口Ⅲ，32—进料口Ⅳ，33—拨指Ⅰ，34—拨指Ⅱ，35—拨指Ⅲ，36—拨指Ⅳ，37—拨指Ⅴ，38—拨指Ⅵ，39—拨指Ⅶ，40—拨指Ⅷ，41—三位五通阀Ⅰ，42—三位五通阀Ⅱ，43—三位五通阀Ⅲ，44—三位五通阀Ⅳ，45—三位五通阀Ⅴ，46—三位五通阀Ⅵ。

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、挂针组成，挂架由两侧边的竖框、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Ⅰ和拨指Ⅱ一对，拨指Ⅲ和拨指Ⅳ一对，拨指Ⅴ和拨指Ⅵ一对，拨指Ⅶ和拨指Ⅷ一对，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、直线导轨、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导轨，直线导轨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导轨行进。

所述自动升降台包括有支架、升降电机、滚珠丝杆、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滚珠丝杆连接，滚珠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，三位五通阀Ⅰ、三位五通阀Ⅱ、三位五通阀Ⅲ、三位五通阀Ⅳ分别与封口气缸Ⅰ、封口气缸Ⅱ、封口气缸Ⅲ、封口气缸Ⅳ电连接，三位五通阀Ⅴ电连接拨动气缸，三位五通阀Ⅵ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Ⅰ、进料口Ⅱ、进料口Ⅲ、进料口Ⅳ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；

11)控制拨动气缸缩进，拨指组件复位；

12)循环步骤1）至步骤11），直至挂件柜上料完成。

Claims (2)

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，根据电机的步进角和滚珠丝杠的螺距发出脉冲数，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。