CN103964200B - 一种六面顶压机的自动上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种六面顶压机的自动上料装置，包括托板、支撑架、电机、小齿轮、齿条、气缸和机械手；托板通过螺栓固定在六面顶压机上，支撑架通过回转托盘安装在托板上，支撑架底部设有支撑架齿轮，支撑架上部设有支撑架上斜面及支撑架卡槽；所述电机和小齿轮各有两套，由其中的电机B驱动小齿轮B带动支撑架齿轮实现支撑架转动；由电机A驱动小齿轮A和齿条运动，实现前端机械手的整体伸缩；所述气缸连接齿条和机械手，机械手设有推杆、X形支架和上下卡爪。由气缸带动推杆及X形支架，实现推杆的伸缩和上下卡爪的夹紧松开。本装置结构简单，占用空间小，采用三个动力源平稳控制运动，运转执行可靠，适用于六面顶压机自动上料。

Description

一种六面顶压机的自动上料装置

技术领域

本发明涉及一种六面顶压机的自动上料装置，具体地说是一种用于完成六面顶压机上料工序中对物料的自动拾取、运送和推放的装置。

背景技术

金刚石六面顶压机具有庞大的外形及小而复杂的送料与下料空间，通常是通过工人手工上下料，随着顶压机压力及结构尺寸的增大，工人上下料的难度大增，致使金刚石六面顶压机工作效率进一步低下，尤其金刚石六面顶压机的生产是在超高压条件下进行，常常出现裂锤事故，给工人人身安全带来巨大隐患及心理压力。因此在使用金刚石六面顶压机时急需有自动上料装置，用于取代人工准确、快速、自动地完成上料工作，用以提高生产效率，节省人力成本，避免了上料过程对人的安全威胁，提高了整个生产过程的自动化程度。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述生产中采用人工上料存在的安全隐患及效率低下等问题，而提供一种结构简单、运动平稳、定位准确，能在小而复杂的六面顶压机上料空间使用的自动上料的装置，使顶压机在上料工序中，通过本装置可以自动完成对所要加工物料的拾取、运送、推放动作。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种六面顶压机的自动上料装置，包括托板、回转托盘、支撑架、电机、垫板、小齿轮、齿条、气缸和机械手；

所述的托板通过螺栓固定在六面顶压机上，托板作为整个上料装置的载体，托板上开有回转孔；

所述的回转托盘由其底部的底柱穿过托板上的回转孔，通过开口销安装在托板上；回转托盘又通过螺栓与支撑架固定在一起；

所述的支撑架底部设有支撑架齿轮，支撑架的上部设有支撑架上斜面，支撑架上斜面上有上斜面圆孔及安装有支撑架卡槽；

所述的电机和小齿轮各有两套，其中一台电机B固定在托板下，电机B的输出轴穿过托板，小齿轮B安装在穿出托板上表面的输出轴中，小齿轮B与支撑架的支撑架齿轮啮合，通过电机B的旋转驱动小齿轮B、支撑架齿轮及其上的支撑架作圆周运动；还有一台电机A固定在支撑架中所设的垫板上，电机A的输出轴从支撑架上斜面上的上斜面圆孔穿出，小齿轮A安装在穿出支撑架上斜面的电机A的输出轴上；小齿轮A与齿条啮合；

所述的齿条安装在所述的支撑架卡槽中，齿条上的燕尾槽与支撑架卡槽相配合，通过电机A的旋转驱动小齿轮A旋转，使齿条在支撑架卡槽内作线性运动；

所述的气缸两端通过螺栓分别连接在齿条和机械手的下卡爪上；

所述的机械手设有推杆、X形支架和上下卡爪，推杆通过其端部的推杆轴孔与气缸的活塞连接，通过活塞的伸缩带动推杆的运动，推杆的横向支杆安装在下卡爪上的支杆槽中；所述的X形支架安装在推杆的两侧，每侧的两条支杆通过销连接，每侧的X形支架有四个顶端，其中一个顶端可在上卡爪底面设的上卡爪滑槽内滑动，另外三个顶端分别固定在上卡爪、下卡爪和推杆上，通过推杆带动X形支架运动，X形支架运动驱动上卡爪的上下移动，实现机械手的上卡爪、下卡爪之间夹紧、松开的动作，以完成对物料的拾取、运送和推放。

所述的支撑架上斜面与水平面有一个倾角，所述的垫板安装时要保证垫板上斜面和支撑架上斜面的平行，以确保电机A的输出轴上的小齿轮A与齿条啮合。

所述的机械手也与支撑架上斜面有相同的倾角，机械手的上卡爪、下卡爪在安装时应保证两个卡爪的平行度，以避免夹持过程对物料块造成损坏，上卡爪前端设有两个限位牙，限位牙用于防止有倾角的机械手中物料的滑落。

所述的支撑架卡槽与齿条的燕尾槽为间隙配合安装，支撑架卡槽有直线度的要求，以确保齿条在支撑架卡槽中滑动顺畅。

所述的推杆轴孔与气缸活塞杆为过盈配合安装，推杆中的横向支杆与下卡爪的支杆槽为间隙配合安装，X形支架与下卡爪、上卡爪、推杆的配合均为间隙配合安装。

本发明的六面顶压机的自动上料装置，支撑架中间设有垫板，通过垫板安装有电机A，垫板仅起到固定电机A的作用，通过垫板的倾角保证电机上平面与支撑架上斜面平行。

本发明除了推杆与气缸活塞杆之间、齿轮与电机之间的配合为过盈配合以外，其他轴孔的配合均为间隙配合。本发明齿条的燕尾槽和支撑架卡槽结合处结构，要保证其为间隙配合，方便齿条在支撑架卡槽内作线性运动。

本发明的六面顶压机的自动上料装置，要保证上卡爪与下卡爪、垫板上斜面与支撑板上斜面的安装平行度。齿条以及齿条前方所安装的机械手，都与水平面成相同的倾角。在上料过程中，机械手上下卡爪松开，推杆伸出推送物料，由于整个机械手是倾斜的，机械手将物料推放时能有效地利用了物料的自重，并且物料本身表面摩擦系数很低，材料表面光滑，所以推杆充分利用物料自重后并不需要很大的推力，因此所需功耗小。

本发明的自动上料装置，推杆伸出后可将机械手上的物料送出，当推杆缩回时，推杆的收回不会影响机械手对物料的夹取。设计的推杆的长度需要严格控制，使之在推杆收回时，离开物料之后，上下卡爪之间的距离依然大于物料的尺寸，使物料可以正常被机械手抓取。

本发明的六面顶压机的自动上料装置具有如下优点：

1.本发明自动上料装置整体固定在六面顶压机机身上，装置结构简单、占用空间小，安装方便，且推料时能很好地利用物料的自重，功耗小。本装置解决了在六面顶压机内部空间较小，机械手不容易完全展开的问题，本装置能在较小的操作空间，实现机械手的伸出和收回功能，实现了物料的自动拾取和推送上料。

2.本发明自动上料装置中设计了一个气缸，用于控制机械手中的推杆的推送、缩回，控制上下卡爪之间夹紧、松开，控制方法简单，操作智能化。

3.本发明的自动上料装置采用两台电机和一个气缸作为三个动力源，以及采用齿轮B与支撑架齿轮啮合、齿轮A与齿条啮合的设计，使装置传动平稳，自动上料重复定位精确度高，执行运动工作可靠。

4.本发明的自动上料装置应用于六面顶压机，可将工人从重复的上料劳动中解放出来，减轻了工人劳动强度，同时降低了生产的人工成本，提高了生产的安全性和效率。

附图说明

图1为本发明六面顶压机的自动上料装置外观结构示意图。

图2为图1中上料装置的机械手结构放大示意图。

图3为从另一个角度展示本发明中机械手结构的示意图。

图4为本发明中的回转托盘结构示意图。

图5为本发明中的齿条结构示意图。

图6为本发明中的支撑架结构示意图。

图7为本发明中的推杆结构示意图。

图8为本发明中机械手的上卡爪结构示意图。

图9为本发明中机械手的下卡爪结构示意图。

上述图中：1-托板、2-气缸、3-小齿轮A、4-齿条、5-支撑架、6-电机A、7-小齿轮B、8-电机B、9-垫板、10-上卡爪、11-X形支架、12-销、13-推杆、14-下卡爪、15-限位牙、16-上卡爪滑槽、17-支杆槽、18-支撑架卡槽、19-支撑架齿轮、20-支撑架上斜面、21-上斜面圆孔、22-推杆轴孔、23-横向支杆、24-回转托盘、25-底柱、26-燕尾槽、27-支架固定孔、28-支架固定点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：本发明提供一种六面顶压机的自动上料装置，其外观结构如图1所示。包括托板1、回转托盘24、支撑架5、电机、小齿轮、垫板9、齿条4、气缸2和机械手；所述的托板1通过螺栓固定在六面顶压机上，托板1作为整个上料装置的载体，托板1上开有回转孔；所述的回转托盘24由其底部的底柱25穿过托板上的回转孔，通过开口销安装在托板1上，回转托盘24可以在托板上的回转孔中旋转；回转托盘24又通过螺栓与支撑架5固定在一起，回转托盘24的结构参见图4，支撑架5的结构参见图6。支撑架5的底部设有支撑架齿轮19；支撑架5的上部设有支撑架上斜面20，支撑架上斜面20上开有上斜面圆孔21，以及焊接有支撑架卡槽18。

所述的电机和小齿轮各有两套，其中一台电机B8固定在托板1下，电机B8的输出轴穿过托板1，在伸出托板上表面的输出轴上安装有小齿轮B7，小齿轮B7与支撑架齿轮19啮合，通过电机B8的旋转驱动小齿轮B7、支撑架齿轮19及其上的支撑架5作圆周运动；还有一台电机A6固定在支撑架5中所设的垫板9上，电机A6的输出轴从支撑架上斜面20上的上斜面圆孔21穿出，在伸出支撑架上斜面的电机A6的输出轴上安装有小齿轮A3，小齿轮A3与齿条4啮合。

所述的齿条4安装在支撑架卡槽18中，齿条4的结构参见图5。齿条4的燕尾槽26与支撑架卡槽18相配合，通过电机A6的旋转驱动小齿轮A3旋转，使齿条4在支撑架卡槽18内作线性运动。

所述的气缸2两端通过螺栓分别连接在齿条4和机械手的下卡爪14上。

所述的机械手结构参见图2、图3。机械手设有推杆13、X形支架11和上下卡爪，推杆13通过其上的推杆轴孔22套在气缸2的活塞杆上，通过活塞杆的伸缩带动推杆13的运动，推杆的横向支杆23安装在下卡爪14的支杆槽17中，推杆13的结构参见图7；在推杆13的两侧安装X形支架11，每侧X形支架11的两条支杆通过销12连接，每侧X形支架11都有四个顶端，其中一个顶端可在上卡爪底面设的上卡爪滑槽16内滑动，另外三个顶端分别固定在上卡爪10、下卡爪14和推杆13上，通过推杆13带动X形支架11运动，X形支架11运动驱动上卡爪的上下移动，实现机械手的上卡爪10、下卡爪14之间夹紧、松开的动作。上卡爪10和下卡爪14的结构参见图8、9。

本装置的组装工序为：

①、安装机械手，在推杆13的两侧安装X形支架11，每侧X形支架11都有四个顶端，将其一端安装到下卡爪14的支架固定孔27中，一端安装到推杆13的横向支杆23上，同时将推杆的两侧横向支杆23安装在下卡爪14的支杆槽17中，推杆通过推杆轴孔22与气缸2的活塞杆连接；将下卡爪14通过螺栓与气缸2前端固定，气缸2的尾端通过螺栓与齿条4固定，再将X形支架11的另外两端，一个固定在上卡爪滑槽16内，另一个固定在上卡爪10的支架固定点28上，再安装另一侧X形支架11。

②、电机A6先放入支撑架5内，将电机A6的输出轴从支撑架上斜面20的上斜面圆孔21中穿出，通过螺栓把电机A6固定在垫板9上，再用螺栓将垫板9与支撑架5固定；将小齿轮A3安装在电机A6穿出上斜面圆孔21的轴上。

③、电机B8用螺栓安装在托板1中设计好的电机座内，电机B8的轴穿出托板面，将小齿轮B7安装到电机B8的轴上。

④、将支撑架5底部通过螺栓与回转托盘24固定在一起，将回转托盘24的底柱25穿过托板上的回转孔，通过开口销将回转托盘24安装在托板1上，安装时要保证回转托盘24能在托板1上旋转，还要调整好支撑架齿轮19与小齿轮7啮合；将齿条4从支撑架卡槽18靠近气缸的一端装入，装入后确保齿条4与小齿轮A3啮合。

⑤、检查上卡爪10与下卡爪14的平行度，检查垫板9上斜面与支撑架上斜面20的平行度，检查各个小齿轮与电机轴间的过盈配合，检查推杆13与气缸2活塞杆间的过盈配合，检查合格，完成自动上料装置的组装。组装后的装置外观如图1所示。

本发明的自动上料装置，由电机B8驱动小齿轮B7带动支撑架齿轮19转动，实现支撑架5转动；由电机A6驱动小齿轮A3、齿条4运动，实现前端机械手的整体伸缩；由气缸2带动推杆13及X形支架11，实现推杆13的伸缩和上下卡爪间的夹紧与松开，完成六面顶压机的自动上料。

实施例2：应用本发明实施例1提供的六面顶压机的自动上料装置，其工作过程为：

⑴、初始状态：装置通过托板1、螺栓安装在六面顶压机上，齿条4处于收缩状态，即齿条收回在后方，同时气缸活塞杆处于伸出状态，动作状态如图1所示。

⑵、启动电机A6带动小齿轮A3旋转，齿条4向前运动，推动气缸2前端的机械手探出，机械手运动至物料传送机构上，直至物料落入机械手的上、下卡爪之间，电机A6短暂停转，气缸2回程，气缸活塞杆收回到极限位置，带动上卡爪10动作，上卡爪10下移，与下卡爪14一起夹紧物料。

⑶、电机A6再次运转，带动小齿轮A3运转，齿条4向后运动及机械手部分收回，齿条4收回，收回到如图1所示极限位置，电机A6短暂停顿。

⑷、启动电机B8，带动小齿轮B7和支撑架齿轮19旋转，使支撑架5回转，至齿条4正对六面顶压机进料口的位置，电机B短暂停转。

⑸、电机A6运转带动小齿轮A3、齿4条运动，齿条4再次伸出，整个机械手携带物料到六面顶压机中心加工区域，即到顶压机内部顶锤处，齿条4停止运动。

⑹、气缸2活塞杆伸出，驱动X形支架11将上卡爪10向上顶起，上、下卡爪张开，并且同时带动推杆13伸出，通过推杆13将物料向前推送，物料推至六面顶压机顶锤加工位，保持气缸活塞杆伸出的状态，电机A6带动小齿轮A3、齿条4运动，机械手缩回，齿条4收回至极限位置，电机B8带动支撑架5回转至初始位置。

⑺、重复上述动作，可实现在六面顶压机在上料工序过程中对物料的拾取、运送和推放动作，重复完成自动上料过程。

本运动装置结构简单，占用空间小，操作智能化，执行运动工作可靠，适用于六面顶压机工作过程的自动上料。

Claims (5)

1.一种六面顶压机的自动上料装置，包括托板、回转托盘、支撑架、电机、垫板、小齿轮、齿条、气缸和机械手；其特征在于：

所述的托板通过螺栓固定在六面顶压机上，托板作为整个上料装置的载体，托板上开有回转孔；

所述的回转托盘由其底部的底柱穿过托板上的回转孔，通过开口销安装在托板上；回转托盘又通过螺栓与支撑架固定在一起；

所述的支撑架底部设有支撑架齿轮，支撑架的上部设有支撑架上斜面，支撑架上斜面上有上斜面圆孔及安装有支撑架卡槽；

所述的电机和小齿轮各有两套，其中一台电机B固定在托板下，电机B的输出轴穿过托板，小齿轮B安装在穿出托板上表面的输出轴中，小齿轮B与支撑架的支撑架齿轮啮合，通过电机B的旋转驱动小齿轮B、支撑架齿轮及其上的支撑架作圆周运动；还有一台电机A固定在支撑架中所设的垫板上，电机A的输出轴从支撑架上斜面上的上斜面圆孔穿出，小齿轮A安装在穿出支撑架上斜面的电机A的输出轴上；小齿轮A与齿条啮合；

所述的齿条安装在所述的支撑架卡槽中，齿条上的燕尾槽与支撑架卡槽相配合，通过电机A的旋转驱动小齿轮A旋转，使齿条在支撑架卡槽内作线性运动；

所述的气缸两端通过螺栓分别连接在齿条和机械手的下卡爪上；

所述的机械手设有推杆、X形支架和上下卡爪，推杆通过其端部的推杆轴孔与气缸的活塞连接，通过活塞的伸缩带动推杆的运动，推杆的横向支杆安装在下卡爪上的支杆槽中；所述的X形支架安装在推杆的两侧，每侧的两条支杆通过销连接，每侧的X形支架有四个顶端，其中一个顶端可在上卡爪底面设的上卡爪滑槽内滑动，另外三个顶端分别固定在上卡爪、下卡爪和推杆上，通过推杆带动X形支架运动，X形支架运动驱动上卡爪的上下移动，实现机械手的上卡爪、下卡爪之间夹紧、松开的动作，以完成对物料的拾取、运送和推放。

2.根据权利要求1所述的六面顶压机的自动上料装置，其特征在于：所述的支撑架上斜面与水平面有一个倾角，所述的垫板安装时要保证垫板上斜面和支撑架上斜面的平行，以确保电机A的输出轴上的小齿轮A与齿条啮合。

3.根据权利要求1或2所述的六面顶压机的自动上料装置，其特征在于：所述的机械手也与支撑架上斜面有相同的倾角，机械手的上卡爪、下卡爪在安装时应保证两个卡爪的平行度，以避免夹持过程对物料块造成损坏，上卡爪前端设有两个限位牙，限位牙用于防止有倾角的机械手中物料的滑落。

4.根据权利要求1所述的六面顶压机的自动上料装置，其特征在于：所述的支撑架卡槽与齿条的燕尾槽为间隙配合安装，支撑架卡槽有直线度的要求，以确保齿条在支撑架卡槽中滑动顺畅。

5.根据权利要求1所述的六面顶压机的自动上料装置，其特征在于：所述的推杆轴孔与气缸活塞杆为过盈配合安装，推杆中的横向支杆与下卡爪的支杆槽为间隙配合安装，X形支架与下卡爪、上卡爪、推杆的配合均为间隙配合安装。