CN103692117B - 齿条垫块的自动上料设备 - Google Patents

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Abstract

一种齿条垫块的自动上料设备,用于将齿条垫块装入齿条垫块焊接定位工装中,所述自动上料设备包括垫块定位机构、垫块搬运机构、垫块顶料机构,所述垫块定位机构用于对齿条垫块进行定位,所述垫块搬运机构用于提取由所述垫块定位机构定位好的齿条垫块并将齿条垫块运送至所述垫块顶料机构,所述垫块顶料机构用于将齿条垫块装入齿条垫块焊接定位工装中。本发明提供一种齿条垫块的自动上料设备,通过垫块定位机构、垫块搬运机构、垫块顶料机构与齿条垫块焊接定位工装之间的配合,实现齿条垫块的自动上料、布料功能,大大减少了人为因素的干扰,减少了作业强度,有利于提高齿条垫块的焊接质量及效率。

Description

齿条垫块的自动上料设备
技术领域
[0001] 本发明涉及工程机械技术,特别是关于一种施工升降机导轨上的齿条垫块的自动上料设备。
背景技术
[0002] 施工升降机导轨由标准节、齿条及定位套等组成,齿条通过锁入齿条垫块的螺栓装配到标准节上。标准节由齿条垫块、主弦管、方框架焊接而成。目前,齿条垫块的焊接主要是通过人工上料定位焊接,传统齿条焊接定位工装与标准节焊接工装装配为一体,需要通过人工方式上料、装夹,工人在工装上对齿条垫块进行点焊后卸下标准节,在地面上由人工不断翻转、变位进而完成齿条垫块的满焊作业。然而,手动上料的稳定性、一致性较差,满焊作业时需人工翻转标准节实现焊接变位,工人的劳动强度大、焊接质量低,不能满足焊接自动化的要求。
发明内容
[0003] 有鉴于此,本发明目的在于提供一种齿条垫块的自动上料设备,可实现齿条垫块的自动上料、布料功能,为齿条垫块焊接工装进行上料作业。
[0004] 为达上述优点,本发明提供一种齿条垫块的自动上料设备,用于将齿条垫块装入齿条垫块焊接定位工装中,所述自动上料设备包括垫块定位机构、垫块搬运机构、垫块顶料机构、齿条垫块焊接定位工装定位机构以及相互平行的第一机架与第二机架,所述垫块定位机构、所述垫块顶料机构以及所述齿条垫块焊接定位工装定位机构安装于所述第一机架上,所述垫块搬运机构安装于所述第二机架上,所述垫块定位机构用于对齿条垫块进行定位,所述齿条垫块焊接定位工装定位机构用于对所述齿条垫块焊接定位工装进行定位,所述垫块搬运机构用于提取由所述垫块定位机构定位好的齿条垫块并将齿条垫块运送至所述垫块顶料机构,所述垫块顶料机构用于将齿条垫块装入齿条垫块焊接定位工装中。
[0005] 在本发明的一个实施例中,所述垫块搬运机构的搬运轨迹位于所述第一机架所在的竖直平面内。
[0006] 在本发明的一个实施例中,所述第二机架上设有齿条、滑轨及位置传感器,所述垫块搬运机构通过一横跨于滑轨上的滑座与所述滑轨可滑动连接,且通过一可相对所述齿条运动的电机驱动系统驱动所述垫块搬运机构在所述滑轨上滑动,所述位置传感器与所述垫块顶料机构一一对应,用于在所述垫块搬运机构到达指定位置时通知自动上料设备的控制系统。
[0007] 在本发明的一个实施例中,所述垫块定位机构包括基座、定位块、限位块、搬运块及驱动元件,所述定位块、所述限位块、所述搬运块及齿条垫块均位于所述基座的上表面,所述搬运块与所述驱动元件相连;齿条垫块位于所述定位块形成的送料通道中,并可由所述送料通道进入所述搬运块的送料槽中,所述驱动元件驱动所述搬运块将齿条垫块搬运到与所述垫块搬运机构相对应的位置上,所述限位块用于对所述搬运块进行限位。
[0008] 在本发明的一个实施例中,所述搬运块上设有垫块检测传感器,用于检测所述送料槽中是否有齿条垫块进入。
[0009] 在本发明的一个实施例中,所述垫块搬运机构还包括搬运夹紧机构,所述电机驱动系统与所述搬运夹紧机构安装于所述滑座上。
[0010] 在本发明的一个实施例中,所述搬运夹紧机构包括垂直运动气缸、横向运动气缸及夹紧块,所述横向运动气缸用于带动所述夹紧块收紧或放开,所述垂直运动气缸带动所述夹紧块向上或向下运动;所述夹紧块夹起齿条垫块后,所述搬运夹紧机构在所述电机驱动系统的驱动下沿所述滑轨滑动至所述垫块顶料机构处,并将齿条垫块放置在所述垫块顶料机构中。
[0011] 在本发明的一个实施例中,所述垫块顶料机构包括托盘、顶料气缸,所述齿条垫块固定在所述托盘上,所述顶料气缸带动所述托盘将所述齿条垫块顶入所述齿条垫块焊接定位工装中。在本发明的一个实施例中,所述齿条垫块焊接定位工装定位机构包括定位平台、定位菱销及压紧气缸,所述定位菱销及所述压紧气缸安装于所述定位平台上,所述定位菱销用于插入所述齿条垫块焊接定位工装中,所述压紧气缸用于压紧所述齿条垫块焊接定位工装。
[0012] 综上所述,本发明提供的齿条垫块的自动上料设备通过垫块定位机构、垫块搬运机构、垫块顶料机构与齿条垫块焊接定位工装之间的配合,实现齿条垫块的自动上料、布料功能,大大减少了人为因素的干扰,减少了作业强度,有利于提高齿条垫块的焊接质量及效率。
附图说明
[0013]图1所示为本发明一个实施例中齿条垫块的自动上料设备的整体结构示意图。
[0014] 图2所示为图1中垫块定位机构的结构示意图。
[0015] 图3所示为图1中垫块搬运机构的结构示意图。
[0016] 图4所示为图1中垫块顶料机构的结构示意图。
[0017]图5所示为图1中齿条垫块焊接定位工装定位机构的结构示意图。
[0018]图6所示为与本发明相关的齿条垫块焊接定位工装的主视示意图。
[0019]图7所示为与本发明相关的齿条垫块焊接定位工装的仰视示意图。
具体实施方式
[0020] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的齿条垫块的自动上料设备其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
[0021]图1所示为本发明一个实施例中齿条垫块的自动上料设备的整体结构示意图。本发明的齿条垫块的自动上料设备用于将齿条垫块装入齿条垫块焊接定位工装中,如图1所示,本发明的齿条垫块的自动上料设备包括垫块定位机构100、垫块搬运机构200、垫块顶料机构300以及齿条垫块焊接定位工装定位机构400 (以下简称为焊接工装定位机构)。垫块定位机构100用于将齿条垫块160定位到与垫块搬运机构200相对应的位置上,垫块搬运机构200用于搬运定位好的齿条垫块160并将齿条垫块160放置在垫块顶料机构300中,垫块顶料机构300用于将齿条垫块160顶入齿条垫块焊接定位工装700中(图1中未示出,请参阅图6及图7)。
[0022] 具体的,自动上料设备包括第一机架510和第二机架520。垫块定位机构100、垫块顶料机构300以及焊接工装定位机构400安装于第一机架510上,垫块搬运机构200安装于第二机架520上。第一机架510与第二机架520平行,垫块定位机构100与垫块搬运机构200位于第一机架510的同一侧,焊接工装定位机构400与垫块顶料机构300的位置对应。可理解的,垫块定位机构100、垫块搬运机构200、垫块顶料机构300以及焊接工装定位机构400在第一机架510、第二机架520上的位置仅为示例,而不用于限制本发明。
[0023] 请结合图2,垫块定位机构100包括定位块110a与110b、限位块120、搬运块130、驱动元件140及基座150。驱动元件140可为气缸或液压缸等动力装置,优选的,在本实施例中,驱动元件140为气缸。定位块110a与110b、限位块120、搬运块130及齿条垫块160均位于基座150的上表面,搬运块130通过内六角螺栓170与驱动元件140 —侧的平板相连,图中所示为搬运块130与驱动元件140处于分离状态的示意图。驱动元件140可带动搬运块130左右运动,可以理解的,本实施例中的搬运块130与驱动元件140的连接方式不限于此。齿条垫块160位于定位块110a与110b形成的送料通道中,并可在后方齿条垫块160的推动下由送料通道中进入搬运块130的送料槽131中,送料槽131附近设有垫块检测传感器(图中未示出),用于检测送料槽131中是否有齿条垫块160进入。驱动元件140可带动搬运块130向限位块120的方向运送齿条垫块160,并通过限位块120上的斜面对搬运块130的运动进行限位。当搬运块130与限位块120相抵时,齿条垫块160被定位于送料槽131、定位块110b及限位块120的斜面所限定的空间内。
[0024] 如图1所示,第二机架520上设有齿条521、滑轨522及位置传感器523a_523c,垫块搬运机构200通过一横跨于滑轨522上的滑座230与滑轨522可滑动连接,且通过一可相对齿条521运动的电机驱动系统210驱动垫块搬运机构200在滑轨522上滑动,位置传感器523a-523c与垫块顶料机构300——对应,用于在垫块搬运机构200到达指定位置时通知控制系统。垫块搬运机构200的搬运轨迹位于第一机架510所在的竖直平面内。
[0025] 垫块搬运机构200还包括搬运夹紧机构220,电机驱动系统210与搬运夹紧机构220安装于滑座230上。具体的,电机驱动系统210包括可沿齿条521运动的伺服电机211及减速器(图中未示出),请结合图3,搬运夹紧机构220包括垂直运动气缸221、横向运动气缸222及夹紧块223。夹紧块223包括两个开口相对的V型块或弧形块,优选的,本实施例中为V型块。横向运动气缸222带动夹紧块223收紧或放开,垂直运动气缸221带动夹紧块223向下或向上运动,夹紧块223在横向运动气缸222的作用下夹起齿条垫块160后,电机驱动系统210带动搬运夹紧机构200沿滑轨522滑动至垫块顶料机构300处,然后在垂直运动气缸221的作用下将齿条垫块160放置在垫块顶料机构300中。
[0026] 如图4所示,垫块顶料机构300包括托盘310及顶料气缸320,托盘310与顶料气缸320相连,且顶料气缸320可带动托盘310上下运动。托盘310为一内径略大于齿条垫块160外径的筒状结构,齿条垫块160放置于托盘310的内圈中。需要说明的是,托盘310也可为一中心带有凸起的圆盘,凸起部位的直径略小于齿条垫块160的内径,此时,齿条垫块160卡于托盘310的凸起部位上。垫块顶料机构300的个数与排布位置可根据实际应用而变化,在本实施例中,垫块顶料机构300的个数为3个,且等距离排布于第一机架510上。
[0027] 如图5所示,焊接工装定位机构400由定位平台410、定位菱销430、压紧块440及压紧气缸450组成。定位菱销430设于定位平台410上,压紧块440设于压紧气缸450上。如图6及图7所示,齿条垫块焊接定位工装700包括一定位板710,定位板710上设有与定位菱销430相对应的定位孔720a、720b,以及用于夹紧齿条垫块160的夹紧柱730a_730c。定位时,齿条垫块焊接定位工装700的定位孔720a、720b套入对应的定位菱销430外,压紧气缸450带动压紧块440向定位菱销430的方向运动而将齿条垫块焊接定位工装700夹紧。此外,焊接工装定位机构400的个数与排布位置可根据实际应用而变化,在本实施例中为2个,并与齿条垫块焊接定位工装700上的定位孔720a、720b的位置对应。
[0028] 需要说明的是,本发明中的位置传感器523、垫块顶料机构300、焊接工装定位机构400的个数均可根据实际应用情况而进行增减。
[0029] 在使用过程中,齿条垫块的布料作业是从垫块定位机构100开始,齿条垫块160由上一个生产线进入搬运块130的送料槽131中,驱动元件140带动搬运块130将齿条垫块160搬运至右端的定位端点,并由限位块120限位。位于定位端点上方的齿条垫块搬运机构200通过垂直运动气缸221与横向运动气缸222的运动控制夹紧块223,完成对齿条垫块160的夹紧、提取作业。接着,在伺服电机211的驱动下,齿条垫块160被搬运至其中一个托盘310所在的位置的上方,垫块搬运机构200通过垂直运动气缸221与横向运动气缸22的运动控制夹紧块223,将齿条垫块160放置到托盘310内,完成一个齿条垫块160的布料作业。以上作业过程由上位机统一控制,并依次控制完成3个齿条垫块的布料作业。
[0030] 完成布料作业后,上位机控制机器人将齿条垫块焊接定位工装700搬运至焊接工装定位机构400的定位平台410上,并通过定位菱销430进行定位,再通过压紧气缸450带动压紧块440将齿条垫块焊接定位工装700压紧。接着,上位机控制垫块顶料机构300的顶料气缸320动作,同时将三个托盘310内的齿条垫块160顶入齿条垫块焊接定位工装700对应的夹紧柱730a-730c外围,完成为齿条垫块焊接定位工装700的上料作业。接着,上位机通过控制夹紧气动扳手完成齿条垫块160的夹紧作业后依次控制顶料气缸320放松、夹紧气缸450放松,控制搬运机器人将齿条垫块焊接定位工装700搬运至焊接工位。
[0031] 以上作业循环往复进行,进而实现齿条垫块的自动上料作业,为齿条垫块的焊接做准备。
[0032] 综上所述,本发明的齿条垫块的自动上料设备具有如下有益效果:
[0033] 1.本发明的齿条垫块的自动上料设备可以配合齿条垫块振动盘供料专机实现齿条垫块的自动上料、布料功能,为焊接工装的上料作业做准备;
[0034] 2.本发明的齿条垫块的自动上料设备通过垫块搬运机构将筛出的齿条垫块依次放置到托盘上进行预定位,为实现三个齿条垫块同时自动上料、夹紧做准备,大大提高了作业效率;
[0035] 3.本发明的齿条垫块的自动上料设备的垫块搬运机构,采用电机及位置传感器进行闭环控制,保证了每次运动位置的准确性;
[0036] 4.本发明的齿条垫块的自动上料设备具有柔性垫块顶料机构,实现了齿条垫块的柔性送料,保证了系统的稳定性;
[0037] 5.本发明的齿条垫块的自动上料设备可以嵌入到自动焊接控制系统中,由上位机控制整个自动上料、夹紧、焊接作业;通过采用优化的控制系统程序进行统一控制,配合搬运机器人、焊接机器人完成齿条垫块的全自动焊接作业,大大减少了人为因素的干扰,减少了作业强度,提高了齿条垫块的焊接质量,并保证了焊接质量的稳定性;
[0038] 6.本发明的齿条垫块的自动上料设备可以整合到“施工升降机标准节自动焊接生广线”中,可实现施工升降机标准节的全自动焊接作业,大幅提尚作业效率、提尚广品制造水平,保证产品质量。
[0039] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种齿条垫块的自动上料设备,用于将齿条垫块装入齿条垫块焊接定位工装中,其特征在于:所述自动上料设备包括垫块定位机构、垫块搬运机构、垫块顶料机构、齿条垫块焊接定位工装定位机构以及相互平行的第一机架与第二机架,所述垫块定位机构、所述垫块顶料机构以及所述齿条垫块焊接定位工装定位机构安装于所述第一机架上,所述垫块搬运机构安装于所述第二机架上,所述垫块定位机构用于对齿条垫块进行定位,所述齿条垫块焊接定位工装定位机构用于对所述齿条垫块焊接定位工装进行定位,所述垫块搬运机构用于提取由所述垫块定位机构定位好的齿条垫块并将齿条垫块运送至所述垫块顶料机构,所述垫块顶料机构用于将齿条垫块装入齿条垫块焊接定位工装中。
2.如权利要求1所述的齿条垫块的自动上料设备,其特征在于:所述垫块搬运机构的搬运轨迹位于所述第一机架所在的竖直平面内。
3.如权利要求2所述的齿条垫块的自动上料设备,其特征在于:所述第二机架上设有齿条、滑轨及位置传感器,所述垫块搬运机构通过一横跨于滑轨上的滑座与所述滑轨可滑动连接,且通过一可相对所述齿条运动的电机驱动系统驱动所述垫块搬运机构在所述滑轨上滑动,所述位置传感器与所述垫块顶料机构一一对应,用于在所述垫块搬运机构到达指定位置时通知自动上料设备的控制系统。
4.如权利要求1所述的齿条垫块的自动上料设备,其特征在于:所述垫块定位机构包括基座、定位块、限位块、搬运块及驱动元件,所述定位块、所述限位块、所述搬运块及齿条垫块均位于所述基座的上表面,所述搬运块与所述驱动元件相连;齿条垫块位于所述定位块形成的送料通道中,并可由所述送料通道进入所述搬运块的送料槽中,所述驱动元件驱动所述搬运块将齿条垫块搬运到与所述垫块搬运机构相对应的位置上,所述限位块用于对所述搬运块进行限位。
5.如权利要求4所述的齿条垫块的自动上料设备,其特征在于:所述搬运块上设有垫块检测传感器,用于检测所述送料槽中是否有齿条垫块进入。
6.如权利要求3所述的齿条垫块的自动上料设备,其特征在于:所述垫块搬运机构还包括搬运夹紧机构,所述电机驱动系统与所述搬运夹紧机构安装于所述滑座上。
7.如权利要求6所述的齿条垫块的自动上料设备,其特征在于:所述搬运夹紧机构包括垂直运动气缸、横向运动气缸及夹紧块,所述横向运动气缸用于带动所述夹紧块收紧或放开,所述垂直运动气缸带动所述夹紧块向上或向下运动;所述夹紧块夹起齿条垫块后,所述搬运夹紧机构在所述电机驱动系统的驱动下沿所述滑轨滑动至所述垫块顶料机构处,并将齿条垫块放置在所述垫块顶料机构中。
8.如权利要求1所述的齿条垫块的自动上料设备,其特征在于:所述垫块顶料机构包括托盘、顶料气缸,所述齿条垫块固定在所述托盘上,所述顶料气缸带动所述托盘将所述齿条垫块顶入所述齿条垫块焊接定位工装中。
9.如权利要求2所述的齿条垫块的自动上料设备,其特征在于:所述齿条垫块焊接定位工装定位机构包括定位平台、定位菱销及压紧气缸,所述定位菱销及所述压紧气缸安装于所述定位平台上,所述定位菱销用于插入所述齿条垫块焊接定位工装中,所述压紧气缸用于压紧所述齿条垫块焊接定位工装。
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