CN104016121B - 一种六面顶压机自动下料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种六面顶压机自动下料系统，主要完成金刚石合成块下料和清扫定锤面操作，系统包括下料机构、检测机构和液压控制机构；其中下料操作采用液压驱动，液压缸启动活塞杆将步进电机、推杆直线推出，推杆推到位时三指爪紧贴合成块的三条棱边保证合成块推出的方向性，完成下料。清扫定锤面的操作，则通过步进电机转动，带动与联轴器、轴承连接的推杆、三指爪转动，三指爪转动通过毛刷完成清扫。本系统采用直线导轨和导轨滑块组合，使直线推送运动处于低摩擦状态，有效减小运动阻力，机械磨损小，能持久保持系统精度。本系统结构紧凑，运行稳定可靠，能自动完成合成块下料与定锤面清扫，提高了人造金刚石设备的自动化水平。

Description

一种六面顶压机自动下料系统

技术领域

本发明涉及一种六面顶压机自动下料系统，具体地说是一种在人造金刚石生产过程中，用于自动完成将高温加压后的金刚石合成块从六面顶压机顶锤面下料，并对顶锤面的进行清扫的工作系统。

背景技术

金刚石合成六面顶压机是我国超硬材料生产的关键设备。国内人造金刚石的生产工艺还比较落后，现有的生产设备自动化程度不高,金刚石合成中石墨叶腊石合成料块经过设定的高温、超高压的工艺，加热和保压时间到达后系统会自动转为卸压，进入下料工序，但目前相当一部分企业还停留在人工上下料的操作阶段,下料及对顶锤面的清扫费时、费力、生产成本高且效率低。同时六面顶压机是在超高压条件下工作，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。

目前金刚石的生产工艺及设备的自动化水平比较低，在此状态下设备难以满足生产高质量产品的要求，也难以实现高精度的工艺控制，致使生产出的人造金刚石多为中低品级产品。为此需要开发一种六面顶压机自动下料系统，以逐步提高设备的自动化水平，实现六面顶压机高温加压后自动完成下料及对顶锤面的清扫工序。

发明内容

本发明的目的是为了解决人造金刚石合成块下料及顶锤面的清扫存在的安全问题，及费时、费力、生产成本高且效率低的难题，而提供一种结构简单、能高效、自动完成下料及对顶锤面清扫的六面顶压机自动下料系统。

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自动下料系统，包括下料机构、检测机构和液压控制机构；

所述的下料机构包括液压缸、安装座板、直线导轨、步进电机、第一节推杆、第二节推杆、轴承与承轴座、导向座和三指爪，所述的液压缸通过液压缸安装座固定在安装座板上，液压缸的活塞杆与步进电机连接；所述的直线导轨固定在安装座板上的导轨支撑槽中，直线导轨上安装有配套的导轨滑块，步进电机通过电机支座固定在导轨滑块上，步进电机的输出轴通过联轴器与第一节推杆连接，第一节推杆的另一端端头设有螺纹；承轴座固定在电机支座上，承轴座上设有轴承；导向座固定在安装座板上，导向座上设有导向套；第一节推杆穿过轴承、导向套并通过螺纹与第二节推杆连接；第二节推杆末端通过销轴和弹簧连接三指爪，三指爪的指爪背上设有毛刷；安装座板通过螺栓固定在安装底座上，安装底座通过螺栓固定在六面体顶压机上；

所述的检测机构包括三个接近式光电传感器，其中安装在液压缸安装座上的传感器C，用于检测液压缸活塞杆是否正常推出；安装在电机支座上的传感器B，用于检测三指爪的重复定位的位置；安装在导向座上的传感器A，用于检测三指爪退回程度；

所述的液压控制机构包括液压缸、三位四通换向阀、节流阀、减压阀、先导式溢流阀、单向阀、压力表、液压泵、过滤器和油箱，所述的液压缸与三位四通换向阀连接，三位四通换向阀连接节流阀、减压阀，减压阀与先导式溢流阀连接，减压阀还与单向阀、液压泵、过滤器和油箱连接；在单向阀与液压泵之间还连接有压力表，所述的三位四通换向阀、减压阀、先导式溢流阀均通过油管与油箱连接。

所述的安装座板、安装底座、液压缸安装座、导向座和电机支座均选用钢板制件，安装座板和安装底座钢板制件厚度大于8mm；所述的第一、二节推杆和三指爪，选用不锈钢制件；毛刷选用纤维材质。

所述的下料机构中承轴座上的轴承为深沟球轴承，承轴座通过紧定螺钉固定于电机支座上。

所述的直线导轨与导轨滑块配合，用于减小液压缸活塞杆推送步进电机滑动的摩擦力；轴承用于将电机的转动力传递给推杆；导向座、导向套用于保证推杆推送动作时的直线性；所述的弹簧用于保证三指爪始终处于拉紧状态，托住经合成的六面体金刚石的三条棱边，保证推送合成块下料的方向性，同时弹簧的伸缩性，使得三爪指背面上的毛刷能贴紧三个定锤锤面完成清扫。

所述的液压控制机构中液压油的压力由先导式溢流阀与减压阀共同调节，下料机构的运动速度由节流阀来调节；液压控制机构工作前先手动调节先导式溢流阀、减压阀和节流阀，以确定整个液压控制机构的压强极限值和液压缸中活塞的推进速度；液压控制机构工作时，三位四通换向阀先打到左工作位，液压缸左端接通油路，液压缸启动，液压缸的活塞杆推出完成合成块的下料推出动作；三位四通换向阀换向到中位，液压缸停止运动，同时液压泵卸荷；液压泵卸荷降低液压控制机构的功率损耗；三位四通换向阀换向打到右工作位，液压缸右端接通油路，液压缸活塞退回完成下料机构推杆回缩动作。

本发明的六面顶压机自动下料系统，下料机构采用直线导轨和导轨滑块组合，使直线推送运动处于低摩擦状态，有效减小运动摩擦阻力，使下料机构磨损小，能保持持久运动精度，液压驱动推送灵敏，可避免低速爬行。本发明中由于推杆由第一、二节推杆组成，推杆较长，因此安装了导向座和导向套来保证推杆直线推送运行的精度；步进电机驱动推杆旋转，采用承轴座上的深沟球轴承回转副带动三指爪的回转，来减小回转摩擦力矩。采用在三指爪上安装弹簧的设计，弹簧的作用，是使三指爪充分接触其背部的限位点，使三指爪互成90度与六面顶压机三个定锤头的三个夹缝吻合，三个夹缝方向和合成块三条棱一致，三指爪推送到位后会紧贴合成块三条棱，将合成后的料块精确推出锤面，完成下料。同时在步进电机驱动下三指爪旋转，由于弹簧的作用，使得三指爪背面上毛刷能贴紧三个定锤锤面，实现充分清扫。

本发明的六面顶压机自动下料系统主要用于完成合成块下料和清扫定锤面操作，其中下料机构的推送动作采用液压驱动传动，液压缸活塞杆运动将步进电机、推杆直线推出，推杆推到位时三指爪紧贴合成块的三条棱边，保证合成块推出的方向性。三指爪清扫操作，则通过步进电机转动，带动与联轴器连接的推杆、三指爪转动，使三指爪的背上毛刷清扫定锤面。

本发明的六面顶压机自动下料系统具体工作过程为：

(1)下料机构初始位置：等待六面顶压机合成金刚石工序完成的信号。

(2)检测压机合成完成信号：六面顶压机顶锤分开，安装在压机上的传感器检测到金刚石合成完成信号。

(3)下料机构推杆推出：液压缸左侧油路接通，液压缸启动，液压缸活塞杆伸出，活塞杆推送步进电机向前滑动，两节推杆前端的三指爪，将合成块沿三个定锤中心与三个动锤中心的连线方向迅速推出顶压机的六个顶锤区域；同时检测机构中安装在液压缸安装座上的传感器C，配合检测活塞杆的推出的位移量。

(3)检测集料箱集料信号：安装在集料箱中的传感器检测金刚石合成块是否落入集料箱，若没有落入集料箱，步进电机不转动，处停机状态；否则步进电机启动，步进电机旋转带动与联轴器、轴承安装在一起的推杆、三指爪旋转，三指爪上的毛刷在旋转中完成锤面清扫。

(4)检测三指爪位置：同时检测机构中安装在电机支座上的传感器B，配合检测三指爪处于推料及清扫的位置。

(5)下料机构推杆收回：清扫完毕，液压缸右侧油路接通，液压缸活塞回程，活塞杆缩回带动推杆收回，传感器C及传感器A检测液压缸活塞杆、两节推杆、三指爪是否回到初始工作位置，若没有回到初始工作位置则报警。

(6)下料机构回到初始位置：若下料机构回到初始位置，则下料机构中止工作，等待下一次上料加压工作完成后下料及清理锤面。如此往复。

上述工作过程中，本系统借助到了安装在压机上的传感器和安装在集料箱中的传感器的信息。

本发明的六面顶压机自动下料系统具有如下优点：

1、本发明的自动下料系统下料机构采用直线导轨和导轨滑块组合，使步进电机和推杆的直线运动处于低摩擦状态，有效减小机械运动摩擦阻力，使下料机构机械磨损小，可持久保持下料机构的操作精度，下料机构运行灵敏，避免低速爬行。

2、使用本发明的自动下料系统取代人工完成下料和锤面清扫操作，节约了人力成本，促进了安全生产，优化了现场工作管理。本发明六面体顶压机自动下料系统，具备良好的承载能力、定位精度、准确下料和清扫能力，同时设计的检测机构能有效保护下料系统工作的准确性和稳定性。使用本系统能更高质高效地完成合成块下料与定锤面清扫，有效地提高了生产的效率。

3、本发明的六面体顶压机自动下料系统，结构紧凑，控制比较简单，使用方便可靠。本系统的开发应用，对提高人造金刚石生产企业的自动化水平具有很现实的意义。

附图说明

图1为本发明自动下料机构结构示意图。

图2为本发明中的三指爪结构示意图。

图3为本发明中的液压控制机构的原理图。

图4为本发明自动下料及清扫工作流程框图。

上述图中：1-液压缸、2-安装座板、3-液压缸安装座、4-电机支座、5-步进电机、6-联轴器、7-承轴座、8-第一节推杆、9-导向套、10-第二节推杆、11-弹簧、12-三指爪、13-导向座、14-传感器A、15-直线导轨、16-传感器B、17-导轨滑块、18-安装底座、19-传感器C、20-毛刷、31-三位四通换向阀、32-节流阀、33-减压阀、34-先导式溢流阀、35-单向阀、36-压力表、37-液压泵、38-过滤器、39-油箱。

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自动下料系统，其结构如图1、2、3所示。

系统包括下料机构、检测机构和液压控制机构。

所述的下料机构包括液压缸1、安装座板2、直线导轨15、步进电机5、第一节推杆8、第二节推杆10、承轴座7、导向座13和三指爪12。

所述的液压缸1通过液压缸安装座3固定在安装座板2上，液压缸1的活塞杆与步进电机5连接；所述的直线导轨15固定在安装座板2上的导轨支撑槽中，直线导轨15上安装有配套的导轨滑块17，步进电机5通过电机支座4固定在导轨滑块17上，步进电机5的输出轴通过联轴器6与第一节推杆8连接，第一节推杆8的另一端端头设有螺纹；承轴座7通过紧定螺钉固定在电机支座4上，承轴座7上设有轴承，轴承为深沟球轴承；导向座固定在安装座板2上，导向座13上设有导向套9；第一节推杆8穿过轴承、导向套9并通过螺纹与第二节推杆10连接；第二节推杆10末端通过销轴和弹簧11连接三指爪12，参见图2，三指爪12的指爪背上设有毛刷20。

所述的直线导轨15与导轨滑块17配合，用于减小液压缸1活塞杆推送步进电机5滑动的摩擦力；轴承用于将步进电机5的转动力传递给推杆；导向座13、导向套9用于保证推杆推送动作时的直线性；所述的弹簧11保证三指爪12始终处于拉紧状态用于托住经合成的六面体金刚石的三条棱边，保证推送合成块下料时的方向性；安装座板2通过螺栓固定在安装底座18上，安装底座18通过螺栓固定在六面体顶压机上；

在本发明中所述的安装座板2、安装底座18、液压缸安装座3、导向座13和电机支座4均选用钢板制件，安装座板2和安装底座18钢板制件厚度为10mm；所述的第一、二节推杆和三指爪12，选用不锈钢制件；毛刷20选用纤维材质。

所述的检测机构包括三个接近式光电传感器，其中安装在液压缸安装座上的传感器C19，用于检测液压缸活塞杆是否正常推出；安装在电机支座4上的传感器B16，用于检测三指爪的重复定位的位置；安装在导向座上的传感器A14，用于检测三指爪退回程度。

所述的液压控制机构包括液压缸1、三位四通换向阀31、节流阀32、减压阀33、先导式溢流阀34、单向阀35、压力表36、液压泵37、过滤器38和油箱39。所述的液压缸1与三位四通换向阀31连接，三位四通换向阀31连接节流阀32、减压阀33，减压阀33与先导式溢流阀34连接，减压阀33还与单向阀35、液压泵37、过滤器38和油箱39连接；在单向阀35与液压泵37之间还连接有压力表36，所述的三位四通换向阀31、减压阀33、先导式溢流阀34均与油箱39连接。

本发明中所述的液压控制机构工作过程参见图3，具体为：

①工作前先手动调节先导式溢流阀34、减压阀33和节流阀32，以确定整个液压控制机构的液压油压强极限值和液压缸中活塞的推进速度；液压控制机构的液压油的压力由先导式溢流阀34与减压阀33共同调节，下料机构的运动速度由节流阀32来调节。

②液压控制机构工作时三位四通换向阀31先打到左工作位，油箱39中的液压油通过油管经过滤器38、液压泵37、单向阀35、减压阀33和节流阀32，到达三位四通换向阀31，接通液压缸1左端油路，液压缸启动，液压缸1的活塞杆推出完成合成块的下料推出动作。

③三位四通换向阀31换向到中位，液压缸1停止运动，同时液压泵37卸荷，液压油回到油箱39；液压泵37卸荷降低液压控制机构的功率损耗。此时步进电机5驱动三指爪12旋转完成清扫顶锤面操作。

④三位四通换向阀31换向打到右工作位，液压缸1右端接通油路，液压缸活塞退回完成下料机构推杆回缩动作。

实施例2：应用本发明实施例1提供一种六面顶压机自动下料系统，其工作过程参见图4，具体工作过程为：

(1)下料机构初始位置：等待金刚石顶压机合成金刚石工序完成信号。

(2)检测压机合成完成信号：六面顶压机顶锤分开，由安装在压机上的传感器检测到金刚石合成完成信号。

(3)下料机构推杆推出：液压缸1左侧接通油路，液压缸1启动，液压缸活塞杆伸出，活塞杆推送步进电机5向前滑动，两节推杆前端的三指爪12，将金刚石合成块迅速推出六面顶压机的六个顶锤区域；同时检测机构中安装在液压缸安装座3上的传感器C19配合检测活塞杆的推出的位移量。

(3)检测集料箱集料信号：安装在集料箱的传感器检测金刚石合成块是否落入集料箱，若没有落入集料箱，步进电机5不转动，处停机状态；否则步进电机启动，步进电机旋转带动与联轴器6、轴承安装在一起的推杆、三指爪12旋转，三指爪12上的毛刷20在旋转中完成锤面清扫。

(4)检测三指爪位置：同时检测机构中安装在电机支座4上的传感器B16，配合检测三指爪12的推料及清扫的位置。

(5)下料机构推杆收回：清扫完毕，液压缸1右侧油路接通，活塞杆缩回带动推杆收回，传感器C19及传感器A14检测液压缸活塞杆、两节推杆是否回到初始工作位置，若没有回到初始工作位置则报警。

(6)下料机构回到初始位置：若回到初始位置则下料机构中止工作，等待下一次上料加压工作完成后下料及清理锤面。如此往复。

本系统结构紧凑，运行稳定可靠，能自动完成合成块下料与定锤面清扫，提高了人造金刚石设备的自动化水平。

Claims (5)

1.一种六面顶压机自动下料系统，包括下料机构、检测机构和液压控制机构；其特征在于：

所述的下料机构包括液压缸、安装座板、直线导轨、步进电机、第一节推杆、第二节推杆、轴承与承轴座、导向座和三指爪，所述的液压缸通过液压缸安装座固定在安装座板上，液压缸的活塞杆与步进电机连接；所述的直线导轨固定在安装座板上的导轨支撑槽中，直线导轨上安装有配套的导轨滑块，步进电机通过电机支座固定在导轨滑块上，步进电机的输出轴通过联轴器与第一节推杆连接，第一节推杆的另一端端头设有螺纹；承轴座固定在电机支座上，承轴座上设有轴承；导向座固定在安装座板上，导向座上设有导向套；第一节推杆穿过轴承、导向套并通过螺纹与第二节推杆连接；第二节推杆末端通过销轴和弹簧连接三指爪，三指爪的指爪背上设有毛刷；安装座板通过螺栓固定在安装底座上，安装底座通过螺栓固定在六面体顶压机上；

所述的检测机构包括三个接近式光电传感器，其中安装在液压缸安装座上的传感器C，用于检测液压缸活塞杆是否正常推出；安装在电机支座上的传感器B，用于检测三指爪的重复定位的位置；安装在导向座上的传感器A，用于检测三指爪退回程度；

所述的液压控制机构包括液压缸、三位四通换向阀、节流阀、减压阀、先导式溢流阀、单向阀、压力表、液压泵、过滤器和油箱，所述的液压缸与三位四通换向阀连接，三位四通换向阀连接节流阀、减压阀，减压阀与先导式溢流阀连接，减压阀还与单向阀、液压泵、过滤器和油箱连接；在单向阀与液压泵之间还连接有压力表，所述的三位四通换向阀、减压阀、先导式溢流阀均通过油管与油箱连接。

2.根据权利要求1所述的六面顶压机自动下料系统，其特征在于：所述的安装座板、安装底座、液压缸安装座、导向座和电机支座均选用钢板制件，安装座板和安装底座钢板制件厚度大于8mm；所述的第一、二节推杆和三指爪，选用不锈钢制件；毛刷选用纤维材质。

3.根据权利要求1所述的六面顶压机自动下料系统，其特征在于：所述的下料机构中承轴座上的轴承为深沟球轴承，承轴座通过紧定螺钉固定于电机支座上。

4.根据权利要求1所述的六面顶压机自动下料系统，其特征在于：所述的直线导轨与导轨滑块配合，用于减小液压缸活塞杆推送步进电机滑动的摩擦力；轴承用于将电机的转动力传递给推杆；导向座、导向套用于保证推杆推送动作时的直线性；所述的弹簧用于保证三指爪始终处于拉紧状态,托住经合成的六面体金刚石的三条棱边，保证推送合成块下料的方向性，同时弹簧的伸缩性，使得三爪指背面上的毛刷能贴紧三个定锤锤面完成清扫。

5.根据权利要求1所述的六面顶压机自动下料系统，其特征在于：所述的液压控制机构中液压油的压力由先导式溢流阀与减压阀共同调节，下料机构的运动速度由节流阀来调节；液压控制机构工作前先手动调节先导式溢流阀、减压阀和节流阀，以确定整个液压控制机构的压强极限值和液压缸中活塞的推进速度；液压控制机构工作时，三位四通换向阀先打到左工作位，液压缸左端接通油路，液压缸启动，液压缸的活塞杆推出完成合成块的下料推出动作；三位四通换向阀换向到中位，液压缸停止运动，同时液压泵卸荷；液压泵卸荷降低液压控制机构的功率损耗；三位四通换向阀换向打到右工作位，液压缸右端接通油路，液压缸活塞退回完成下料机构推杆回缩动作。