CN103600355B - 一种用于片料与可利用切割废料的吸附与分离的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于片料与可利用切割废料的吸附与分离的方法及其装置，端拾器采用主梁及若干辅梁结合，辅梁上布置多个吸盘形成一吸盘阵列，吸盘通过真空管道连接真空发生器；吸盘通过弹簧支杆在辅梁上下移动，且对应片料与可利用切割废料的吸盘之间设一高度差，在片料与可利用切割废料拾取过程中将二者在高度方向上分离，便于分类堆垛作业；对应弹簧支杆上下移动，设置至少一个用于检测吸盘与料片接触的接近开关，通过接近开关检测发出信号到机器人控制器，然后由机器人控制器输出信号给控制吸盘真空管道的电磁阀控制真空通断，完成料片吸附与分离。本发明确保片料与可利用切割废料在拾取时实现分离，没有干涉，保证了作业效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于片料与可利用切割废料的吸附与分离的方法及其装置，尤其是指端拾器的设计方法，设计自动生产线上应用的一种工具，用于汽车制造、金属加工、物流包装等行业领域。
背景技术
端拾器广泛应用于金属板成形的自动化生产线上，通过先进的操控系统完成对金属板的吸附释放作业。其中，端拾器的设计与布置需要考虑对料片拾取放置的功能以及对部件加工质量的影响，不合理的端拾器吸盘布置往往会导致料片的扰动与变形，进而影响生产质量以及后续加工作业，同时，端拾器各组件需要现场人员根据实际生产经验判断和调节以尽可能适用于更多金属板件，提高端拾器的通用性。
在汽车板落料过程中，一部分汽车板异形件会产生各种形状废料，例如侧围、侧围内板、侧围外板，产生的废料较多、形状不一。以往传统模具落料线各种废料混合输送至废料槽，不能再进行分离与回收，事实上，其中部分较大面积的废料可以作为毛坯板进行再加工后的利用，例如冰箱、微波炉、烤箱等电器。由于传统模具落料无法实现废料回收，这对钢厂产生了极大的材料浪费。采用激光切割的方式，可以将可回收利用的废料保留在衬板模上，使其不混入废料输送带，通过机器人端拾器将其拾取再进行后续堆垛打包作业，可大大提高材料利用率，增加钢厂利润空间。但是，确保异形件与可回收利用废料间的边部分离以完成分步释放作业，对端拾器的吸盘功能与作业方法提出了较高要求。
中国专利CN101987339公开了机械手使用的端拾器吸盘具有位置可调性，使冲压生产时的作业具有灵活性。
已知的零件分离回收方法中，例如中国专利CN1652895实施例内为了分离零件，采用真空部件一边吸附住制品零件，并利用按压部件一边按压下废料零件，使其留在传送部件上。最后端拾器上的真空吸盘吸附住制品零件进行堆垛作业，并分离掉废料零件留在传送部件上。或者，为了同时吸附制品零件、废料零件，采用真空部件的吸附解除，把二者同时拾取，并把制品零件搬运到堆垛位置，把废料零件搬运到废料回收箱。这些方式中考虑了吸盘的灵活性、设计了零件分离方法，致力于一种合理的端拾器组件设计以实现对象的吸附与分离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于片料与可利用切割废料的吸附与分离方法及其装置，确保片料与可利用切割废料在拾取时实现分离，没有干涉，保证了作业效率。同时，端拾器具有拆装方便、使用灵活的特点，可适用不同片料与废料回收作业。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种用于片料与可利用切割废料的吸附与分离的方法，端拾器采用主梁及若干辅梁结合，辅梁上布置多个吸附片料与可利用切割废料的吸盘，形成一吸盘阵列，各吸盘通过真空管道连接于真空发生器；辅梁可沿主梁移动，吸盘可沿辅梁水平移动，实现吸盘位置二维方向调节，以此对应吸附片料与可利用切割废料；吸盘通过弹簧支杆在辅梁上下移动，且对应片料与可利用切割废料的吸盘之间设置一个高度差，在片料与可利用切割废料拾取过程中将二者在高度方向上分离，便于分类逐一堆垛作业；对应弹簧支杆上下移动，设置至少一个用于检测吸盘与料片接触的高度位置传感器或接近开关，通过高度位置传感器或接近开关检测发出信号至控制器，由控制器发出信号输出至控制吸盘真空管道的电磁阀控制真空通断，完成片料与可利用切割废料的吸附与分离。
进一步，对应片料与可利用切割废料的吸盘之间设置的高度差在2mm以内。
本发明的一种用于片料与可利用切割废料的吸附与分离装置，其包括，二根主梁，平行布置；若干根辅梁，平行布置于所述主梁下，并与主梁垂直；若干吸盘，安装于所述的辅梁上，对应片料与可利用废料，且对应片料与可利用废料的吸盘之间设置一个高度差；吸盘支撑结构，对应每个吸盘，其包括，紧固组块，其一侧设于所述的辅梁上，另一侧设上下贯通的通孔；弹簧支杆，其上部穿设于紧固组块通孔，并由螺母限位；所述的吸盘连接于该弹簧支杆下端，弹簧支杆杆身设弹簧，弹簧上下两端分别抵靠紧固组块下端面和一端吸盘，以此弹簧支杆上下移动；真空发生器，通过支架固定在所述主梁上，所述的吸盘通过真空管道连接于该真空发生器；阀岛，安装于所述主梁或辅梁上，其上设可控制连接吸盘的真空管道导通的电磁阀；电磁阀控制机构，对应每个吸盘的电磁阀，其包括，固定杆，其一端设于所述的紧固组块上端，沿杆身设若干调节通孔或滑槽；定距调节模块，其一端穿设于固定杆调节通孔或沿滑槽移动并由螺栓固定；高度位置传感器或接近开关，设置于定距调节模块的另一端，高度位置传感器或接近开关连接控制器，通过高度位置传感器或接近开关检测发出信号至控制器，由控制器发出信号输出至控制吸盘真空管道的电磁阀控制真空通断，完成片料与可利用切割废料的吸附与分离；挡板，设置于穿设于紧固组块通孔的弹簧支杆上端，并随弹簧支杆上下移动而升降，以此与接近开关配合实现电磁阀控制信号的输出。
进一步，所述的辅梁可沿主梁移动，所述的真空吸盘可在辅梁水平移动。
又，所述的吸盘安装在每根辅梁两侧，拆装使用灵活。
再有，所述的对应片料与可利用废料的吸盘之间设置的高度差在2mm以内。
另外，所述的弹簧支杆上方安装有与真空管道相连、防止吸附过程中料片上油污或颗粒吸入真空管道的过滤器。
所述的主梁与辅梁为铝型材，其上沿长度方向设供辅梁、紧固组块移动的导槽。
所述的二根主梁下设十根辅梁，辅梁上均匀布置48个吸盘，其中，靠近主梁中间位置的二根辅梁上共安装8个吸盘，其余八根辅梁每根安装5个吸盘；辅梁上设置4个阀岛，每个阀岛安装12个可控制12个吸盘的电磁阀。
真空发生器可固定在二根主梁间，可以产生负压与正压，负压吸气吸附，常压释放，在需要时可采用正压吹气释放。
本发明的优点在于：
本发明通过端拾器上吸盘的分组设计与控制，实现了可利用切割废料的分离与回收，提高了材料利用率，使可利用的废料用于其它产业，实现钢厂利润空间增长。通过高度差方式拾取片料与可利用废料，确保二者在拾取时实现分离，没有干涉，保证了作业效率。同时，端拾器具有拆装方便、使用灵活的特点，可适用不同片料与废料回收作业。
附图说明
图1为本发明实施例的的正视图。
图2为本发明实施例的俯视图。
图3为本发明实施例吸盘的放大示意图。
图4为本发明实施例吸盘的立体示意图。
具体实施方式
参见图1～图4，本发明的用于片料与可利用切割废料的吸附与分离装置，其包括，二根主梁1，平行布置；若干根辅梁2，平行布置于所述主梁1下，并与主梁1垂直；若干吸盘3、3’，安装于所述的辅梁2上，对应片料A与可利用废料B，且对应片料A与可利用废料B的吸盘3、3’之间设置一个高度差；吸盘支撑结构4，对应每个吸盘3(以吸盘3为例，下同)，其包括，紧固组块5，其一侧设于所述的辅梁2上，另一侧设上下贯通的通孔51；弹簧支杆6，其上部穿设于紧固组块通孔51，并由螺母7限位；所述的吸盘3连接于该弹簧支杆6下端，弹簧支杆6杆身设弹簧8，弹簧8上下两端分别抵靠紧固组块5下端面和一端吸盘3，以此弹簧支杆6上下移动；真空发生器9，通过支架固定在所述主梁1上，所述的吸盘3通过真空管道10连接于该真空发生器9；阀岛11，安装于所述主梁1或辅梁2上，其上设可控制连接吸盘3的真空管道10导通的电磁阀12；电磁阀控制机构13，对应每个吸盘3的电磁阀12，其包括，固定杆14，其一端设于所述的紧固组块5上端，沿杆身设若干调节通孔141或滑槽；定距调节模块15，其一端穿设于固定杆14调节通孔或沿滑槽移动并由螺栓固定；高度位置传感器或接近开关16，设置于定距调节模块15的另一端，高度位置传感器或接近开关16连接机器人控制器(图未示)，通过高度位置传感器或接近开关16检测发出信号至机器人控制器，由机器人控制器发出信号输出至控制吸盘真空管道的电磁阀控制真空通断，完成片料与可利用切割废料的吸附与分离；挡板17，设置于穿设于紧固组块5通孔的弹簧支杆6上端，并随弹簧支杆6上下移动而升降，以此与接近开关16配合实现输入信号至机器人控制器，并输出至电磁阀。
进一步，所述的辅梁2可沿主梁1移动，所述的吸盘3、3’可在辅梁2水平移动。
又，所述的吸盘3安装在每根辅梁2两侧，拆装使用灵活。
再有，所述的对应片料A与可利用废料B的吸盘3、3’之间设置的高度差在2mm以内。
另外，所述的弹簧支杆6上方安装有与真空管道10相连、防止吸附过程中料片上油污或颗粒吸入真空管道10的过滤器18。
所述的主梁1与辅梁2为铝型材，其上沿长度方向设供辅梁2、紧固组块5移动的导槽21，如图3所示，辅梁2的导槽21，紧固组块5的一侧在辅梁2导槽21上，并通过固定销19限位。
在本实施例中，所述的二根主梁1下设十根辅梁2，辅梁2上均匀布置48个吸盘3、3’，其中，靠近主梁中间位置的二根辅梁上共安装8个吸盘3、3’，其余八根辅梁每根安装5个吸盘3、3’；辅梁2上设置4个阀岛11，每个阀岛11安装12个可控制12个吸盘的电磁阀12。
另外，在本实施例中，本发明所述的高度位置传感器或接近开关检测发出信号至控制器，该控制器是机器人控制器。所述控制器还可以是与机器人控制器有信号交互的PLC、数控控制器等如落料切割系统的控制器，再由PLC、数控控制器等控制器控制机器人控制器发出信号，输出至控制吸盘真空管道的电磁阀控制真空通断。
本发明用于片料与可利用切割废料的吸附与分离的方法，端拾器采用主梁1及若干辅梁2结合，辅梁2上布置多个吸附片料与可利用切割废料的吸盘3、3’，形成一吸盘阵列，各吸盘3、3’通过真空管道连接于真空发生器；辅梁2可沿主梁1移动，吸盘3、3’可沿辅梁2水平移动，实现吸盘3、3’位置二维方向调节，以此对应吸附片料与可利用切割废料；吸盘3、3’通过弹簧支杆6在辅梁2上下移动，且对应片料与可利用切割废料的吸盘3、3’之间设置一个2mm以内高度差，在片料与可利用切割废料拾取过程中将二者在高度方向上分离，便于分类逐一堆垛作业；对应弹簧支杆6上下移动，设置至少一个用于检测吸盘与料片接触的高度位置传感器或接近开关，通过高度位置传感器或接近开关16检测发出信号至机器人控制器，由机器人控制器发出信号输出至控制吸盘真空管道的电磁阀控制真空通断，完成片料与可利用切割废料的吸附与分离。
当吸盘3、3’被片料挤压使吸盘3、3’上的弹簧支杆6向上移动时，弹簧支杆6上部的挡板17亦向上移动，直至与接近开关16检测近到一定距离时，接近开关16给出信号使电磁阀12打开，通真空以吸附片料。
图2中，矩形组料2985×1585mm切割成侧围片料A后形状如图所示，其中B为需要拾取回收的可利用废料。吸附可利用废料B所使用的4个吸盘3’与其它吸盘3存在高度差，高度差为2mm，根据所要吸附的可利用废料可调节辅梁X方向位置和吸盘沿辅梁Y方向的位置，以及选择吸盘安装于辅梁二侧的位置。
根据端拾器的48个吸盘，采用吸盘电磁阀对应控制吸盘的模式，低电平有效，电磁阀信号为0，真空打开，进行吸附；待机时吸盘关闭，电磁阀信号为1，真空断开，无吸附。表1为待机位时吸盘电磁阀状态。
表1：待机位吸盘电磁阀状态
表2-1至表2-5为端拾器从吸附矩形料片至切割料片释放完毕回复待机过程中电磁阀工作流程状态。吸盘电磁阀的工作过程包括吸附矩形组料表2-1，此时电磁阀为低电平0，电磁阀全部开启，真空开通，吸盘吸附矩形组料；释放矩形组料表2-2，此时电磁阀为高电平1，电磁阀全部关闭，真空断开，吸盘释放矩形组料；吸附切割完的侧围片料与可利用废料表2-3，在侧围片料与可利用废料位置上的电磁阀为低电平0，电磁阀开启，真空开通，吸盘吸附侧围片料与可利用废料，在不需要吸附的切割废料上方的电磁阀为高电平1，电磁阀关闭，真空断开，不吸附切割废料；释放可利用废料表2-4，可利用废料位置上对应的4个电磁阀为高电平1，电磁阀关闭，真空断开，释放可利用废料；释放侧围片料表2-5，侧围片料位置上对应的电磁阀为高电平1，电磁阀关闭，真空断开，释放侧围片料，此时吸盘全部关闭回复到待机位。
表2-1吸附组料电磁阀状态
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表2-2释放组料电磁阀状态
表2-3吸附片料与可利用废料电磁阀状态
表2-4释放可利用切割废料电磁阀状态
表2-5释放片料电磁阀状态
Claims (8)
1.一种用于片料与可利用切割废料的吸附与分离的方法，端拾器采用主梁及若干辅梁结合，辅梁上布置多个吸附片料与可利用切割废料的吸盘，形成一吸盘阵列，各吸盘通过真空管道连接于真空发生器；辅梁可沿主梁移动，吸盘可沿辅梁水平移动，实现吸盘位置二维方向调节，以此对应吸附片料与可利用切割废料；吸盘通过弹簧支杆在辅梁上下移动，且对应片料与可利用切割废料的吸盘之间设置一个高度差，在片料与可利用切割废料拾取过程中将二者在高度方向上分离，便于分类逐一堆垛作业；对应弹簧支杆上下移动，设置至少一个用于检测吸盘与料片接触的高度位置传感器或接近开关，通过高度位置传感器或接近开关检测发出信号至控制器，由控制器发出信号输出至控制吸盘真空管道的电磁阀控制真空通断，完成片料与可利用切割废料的吸附与分离。
2.一种用于片料与可利用切割废料的吸附与分离装置，其特征是，包括，
二根主梁，平行布置；
若干根辅梁，平行布置于所述主梁下，并与主梁垂直；
若干吸盘，安装于所述的辅梁上，对应片料与可利用废料，且对应片料与可利用废料的吸盘之间设置一个高度差；
吸盘支撑结构，对应每个吸盘，其包括，紧固组块，其一侧设于所述的辅梁上，另一侧设上下贯通的通孔；弹簧支杆，其上部穿设于紧固组块通孔，并由螺母限位；所述的吸盘连接于该弹簧支杆下端，弹簧支杆杆身设弹簧，弹簧上下两端分别抵靠紧固组块下端面和一端吸盘，以此弹簧支杆上下移动；
真空发生器，通过支架固定在所述主梁上，所述的吸盘通过真空管道连接于该真空发生器；
阀岛，安装于所述主梁或辅梁上，其上设可控制连接吸盘的真空管道导通的电磁阀；
电磁阀控制机构，对应每个吸盘的电磁阀，其包括，
固定杆，其一端设于所述的紧固组块上端，沿杆身设若干调节通孔或滑槽；
定距调节模块，其一端穿设于固定杆调节通孔或沿滑槽移动并由螺栓固定；
高度位置传感器或接近开关，设置于定距调节模块的另一端，高度位置传感器或接近开关与控制器相连；通过高度位置传感器或接近开关检测发出信号至控制器，由控制器发出信号输出至控制吸盘真空管道的电磁阀控制真空通断，完成片料与可利用切割废料的吸附与分离；
挡板，设置于穿设于紧固组块通孔的弹簧支杆上端，并随弹簧支杆上下移动而升降，以此与接近开关配合实现电磁阀控制信号的输出。
3.如权利要求2所述的用于片料与可利用切割废料的吸附与分离装置，其特征是，所述的辅梁可沿主梁移动，所述的吸盘可在辅梁水平移动。
4.如权利要求2所述的用于片料与可利用切割废料的吸附与分离装置，其特征是，所述的吸盘安装在每根辅梁两侧。
5.如权利要求2所述的用于片料与可利用切割废料的吸附与分离装置，其特征是，所述的对应片料与可利用废料的吸盘之间设置的高度差在2mm以内。
6.如权利要求2所述的用于片料与可利用切割废料的吸附与分离装置，其特征是，所述的弹簧支杆上方安装有与真空管道相连、防止吸附过程中料片上油污或颗粒吸入真空管道的过滤器。
7.如权利要求2或3所述的用于片料与可利用切割废料的吸附与分离装置，其特征是，所述的主梁与辅梁为铝型材，其上沿长度方向设供辅梁、紧固组块移动的导槽。
8.如权利要求2或3所述的用于片料与可利用切割废料的吸附与分离装置，其特征是，所述的二根主梁下设十根辅梁，辅梁上均匀布置48个吸盘，其中，靠近主梁中间位置的二根辅梁上共安装8个吸盘，其余八根辅梁每根安装5个吸盘；辅梁上设置4个阀岛，每个阀岛安装12个可控制12个吸盘的电磁阀。
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