CN104028415A - 一种基于plc的轴套外圆涂胶的自动化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，包括机架、送料机械手、卸料机械手、涂胶机构、分度运动机构、放料平台和控制系统；送料机械手和卸料机械手安装在涂胶机构左右两侧，都位于机架上层前侧，分度运动机构安装在机架上层，位于涂胶机构后，放料平台安装在机架下层，控制系统安装在机架上；送料机械手和卸料机械手转成竖直方向时与放料平台上的放料位相对应；送料机械手和卸料机械手转成水平方向时与涂胶机构上的工件相对应；控制系统主要由欧姆龙CP1H‐PLC与触摸屏连接组成；本发明能够高效和精确的实现对轴套外圆的精密涂胶，使生产效率大大提高，满足了工业生产的需求。

Description

一种基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备

技术领域

本发明涉及一种基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，特别涉及一种用于风机轴套加工的外圆涂胶的自动化设备。

背景技术

在一种轴套的加工中，需要对被加工工件的外圆进行涂胶。目前该轴套外圆的涂胶方式主要是靠人工加工，需要较多劳动力，人工成本高，生产效率低下，且次品率较高，在人工成本高涨以及人们对品质要求越来越高的今天，传统的加工方式显然已经不能满足当今市场的需求。

发明内容

本发明根据我国现有轴套外圆涂胶的加工现状，按照其工艺要求设计了一种基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，以提高轴套涂胶的生产效率、加工质量和生产安全性。目前的加工方式的弊端主要是加工质量和人工成本问题。为了达到市场需要，目前的加工方式需要大量劳动力，工人在长期的人工加工中极容易产生疲劳，影响到产品的加工质量。采用自动化加工专机对该轴套涂胶进行加工，可以有效提高产品的生产效率，稳定产品质量，同时还可节约资源，减低劳动力成本。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：包括机架、送料机械手、卸料机械手、涂胶机构、分度运动机构、放料平台和控制系统；送料机械手和卸料机械手安装在涂胶机构左右两侧，都位于机架上层前侧，分度运动机构安装在机架上层，位于涂胶机构后，放料平台安装在机架下层，控制系统安装在机架上；送料机械手和卸料机械手转成竖直方向时与放料平台上的放料位相对应；送料机械手和卸料机械手转成水平方向时与涂胶机构上的工件相对应；控制系统主要由欧姆龙CP1H‐PLC与触摸屏连接组成；

所述送料机械手和卸料机械手结构相同；同步轮组由主动轮和从动轮组成；第三步进电机安装在第二支座上，第三步进电机输出轴上安装同步轮组的主动轮，同步轮组的从动轮装在转轴上，转轴与齿条轴滑座相连接；第四步进电机固定在齿条轴滑座上，第四步进电机的轴上装有齿轮，齿轮与齿条轴啮合，齿条轴的末端通过气动手指安装板固定气动手指；所述送料机械手和卸料机械手还包括第一接近开关、第二接近开关、第一磁性开关和第二磁性开关；第一接近开关和第二接近开关分别与控制系统连接器；第一接近开关安装在齿条轴滑座上；第二接近开关安装在第二支座上；第一磁性开关和第二磁性开关分别安装在气动手指的前后端，第一磁性开关和第二磁性开关的输出信号输入到控制系统；

所述涂胶机构主要包括底架、传动组件和涂胶组件；传动组件的第一支撑底板安装在支座上，第二支撑底板与第一支撑底板连接；导轨安装在第二支撑底板上，导轨上的滑块与第五轴承座连接；第五轴承座上装有第二调速电机，第二调速电机通过联轴器和传动轴与压套连接；传动轴安装在第六轴承座中；气缸通过鱼眼接头与第五轴承座连接，压套正对工件；传动组件还包括第三磁性开关和第四磁性开关；第三磁性开关和第四磁性开关分别安装在气缸的前后两端；第三磁性开关和第四磁性开关分别与控制系统连接；

所述涂胶组件的第五步进电机和第六步进电机分别安装在涂胶底架上；第五步进电机与齿轮组连接，齿轮组与丝杆连接；丝套连接块分别与丝杆和摆轴连接，摆轴与开槽联轴器连接；第六步进电机与开槽联轴器连接；涂胶笔通过调节块与摆轴相连；胶水盒中设有搅拌电机；压套与涂胶笔之间的距离为一个工件半径大小，胶水盒在涂胶笔的下面，涂胶笔转下时将笔毛浸没在胶水盒的胶水中；

所述分度运动机构的第一调速电机通过弹性联轴器与凸轮分割器连接，凸轮分割器一端与第一支座连接，另一端与转盘连接；多个芯轴分别通过芯轴套均匀设置在转盘上；第三接近开关安装在凸轮分割器的伸出轴上，第三接近开关的输出信号输入到控制系统；

放料平台由纵向机构、横向机构和料盘组成；所述纵向机构的第一丝套安装板上的丝套套在第一丝杆上，第一丝杆的一端通过第一联轴器与第一步进电机连接；两根第一圆形导轨分别设置在第一底板上，两个第一滑块连接板分别设置在两根第一圆形导轨上，第一行程开关安装在第一底板上，第一行程开关与控制系统连接；

所述横向机构的第二丝套安装板上的丝套套在第二丝杆上，第二丝杆的一端通过第二联轴器与第二步进电机连接；两根第二圆形导轨分别安装在第二底板上，两个第二圆形滑块分别设置在两根第二圆形导轨上，第二圆形导轨安装在第一滑块连接板上；料盘通过料盘定位销安装在第二滑块连接板。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述转轴通过紧定螺钉与齿条轴滑座相连接。

所述第四步进电机通过电机安装法兰固定在齿条轴滑座上。

所述齿条轴通过滚珠套安装在齿条轴滑座内，滚珠套有两个，间隔安装在齿条轴滑座内。

所述第二支撑底板通过四个可调螺栓与第一支撑底板连接。

所述压套内部设有弹簧。

所述芯轴的外圆与工件的内圆组成间隙配合。

所述纵向机构的第一丝杆两端分别安装在第一轴承座和第三轴承座的轴承上，第一轴承座和第三轴承座安装在第一底板上。

所述横向机构的第二丝杆两端分别安装在第二轴承座和第四轴承座的轴承上，第二轴承座和第四轴承座分别安装在第二底板上。

所述控制系统以PLC为控制核心，以触摸屏实现人机交互。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的送料机械手、卸料机械手、涂胶机构能够快速均匀的完成涂胶，且涂胶量可根据要求改变，使轴套外圆涂胶质量和效率得到大幅度提高，能够满足工业需求。

附图说明

图1为基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备的整体结构示意图；

图2为图1中的分度运动机构的结构示意图；

图3为图1中的放料平台的结构示意图；

图4为图3中加上料盘的放料平台结构示意图；

图5为图1中的送料机械手和卸料机械手的结构示意图；

图6为图5的仰视图。

图7为涂胶机构的结构示意图；

图8为图7的俯视图。

图中示出：机架1、送料机械手2、触摸屏3、分度运动机构4、涂胶机构5、卸料机械手6、放料平台7、第一支座8、凸轮分割器9、第三接近开关10、转盘11、芯轴套12、芯轴13、弹性联轴器14、第一调速电机15、第一底板16、第一轴承座17、第一丝杆18、第一圆形导轨19、第一滑块连接板20、第一行程开关21、第一步进电机22、第一联轴器23、第三轴承座24、第一丝套安装板25、第二圆形导轨26、第二行程开关27、第二步进电机28、第二联轴器29、第二轴承座30、第二底板31、第二丝套安装板32、第二丝杆33、第二圆形滑块34、第二滑块连接板35、第四轴承座36、第一圆形滑块37、第二支座38、第三步进电机39、同步轮组40、皮带罩41、齿条轴滑座42、气动手指43、第四步进电机44、滚珠套45、卡板46、齿条轴47、转轴48、齿轮49、气动手指安装板50、电机安装法兰51、第一接近开关52、第二接近开关53、第一磁性开关54、第二磁性开关55、底架56、第一支撑底板57、第二支撑底板58、第三磁性开关59、第四磁性开关60、气缸61、第二调速电机62、鱼眼接头63、第五轴承座64、联轴器65、第六轴承座66、传动轴67、压套68、涂胶笔69、调节块70、摆轴71、搅拌电机72、胶水盒73、丝套连接块74、丝杆75、开槽联轴器76、第五步进电机77、第六步进电机78、涂胶底架79、滑块80、导轨81、齿轮组82、料盘定位销83和料盘84。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。

如图1所示，一种基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，包括机架1、送料机械手2、卸料机械手6、涂胶机构5、分度运动机构4、放料平台7和控制系统；送料机械手2和卸料机械手6安装在涂胶机构5左右两侧，都位于机架1上层前侧，分度运动机构4安装在机架1上层，位于涂胶机构5后，放料平台7安装在机架1下层，控制系统安装在机架1上；送料机械手2和卸料机械手6转成竖直方向时与放料平台7上的放料位相对应；送料机械手2和卸料机械手6转成水平方向时与涂胶机构5上的工件相对应；

如图5、6所示，所述送料机械手2和卸料机械手6具有两个运动自由度，能够伸缩和旋转，在控制系统的控制下按照一定的逻辑伸缩和旋转实现送料和卸料动作；送料机械手2与卸料机械手6结构相同，都包括第二支座38、第三步进电机39、第四步进电机44、同步轮组40、皮带罩41、齿条轴滑座42、气动手指43、滚珠套45、卡板46、齿条轴47、转轴48、齿轮49、气动手指安装板50和电机安装法兰51。同步轮组40由主动轮和从动轮组成，安装在皮带罩41内。第三步进电机39安装在第二支座38上，第三步进电机39输出轴上安装同步轮组40的主动轮，同步轮组40的从动轮装在转轴48上，转轴48通过紧定螺钉与齿条轴滑座42相连接；第四步进电机44通过电机安装法兰51固定在齿条轴滑座42上，第四步进电机44轴上装有齿轮49，齿轮49与齿条轴47啮合，齿条轴47通过滚珠套45安装在齿条轴滑座42内，滚珠套45有两个，间隔安装在齿条轴滑座42内，用于减少齿条轴47伸缩运动的阻力；齿条轴47的末端通过气动手指安装板50固定气动手指43；第三步进电机39通过同步轮组40带动齿条轴滑座42及装在齿条轴滑座42上的第四步进电机44和气动手指43上下转动；第四步进电机44通过齿轮49与齿条轴47的啮合带动齿条轴47及气动手指43伸缩运动。

送料机械手2和卸料机械手6还包括第一接近开关52、第二接近开关53、第一磁性开关54和第二磁性开关55；第一接近开关52和第二接近开关53分别与控制系统连接器；第一接近开关52安装在齿条轴滑座42上，用于检测该送料装置的伸缩状态；第二接近开关53安装在第二支座38上，用于检测该送料装置的转位状态。第一磁性开关54和第二磁性开关55分别安装在气动手指6的前后端，第一磁性开关54和第二磁性开关55的输出信号输入到控制系统，用于检测气动手指43的抓紧或放松状态，气动手指43的抓紧时第一磁性开关54接通，气动手指43放松时第二次行快关55接通。

如图7、8所示，所述涂胶机构5的作用为对工件进行涂胶；涂胶机构5主要包括底架56、传动组件和涂胶组件。

传动组件包括第一支撑底板57、第二支撑底板58、气缸61、第二调速电机62、联轴器65、鱼眼接头63、第五轴承座64、第六轴承座66、传动轴67、压套68、滑块80和导轨81；第一支撑底板57安装在支座56上，第二支撑底板58通过四个可调螺栓与第一支撑底板57连接；导轨81安装在第二支撑底板58上，导轨81上的滑块80与第五轴承座64连接；第五轴承座64上装有第二调速电机62，调速电机通过联轴器65和传动轴67与压套68连接，带动压套68转动；传动轴66安装在第六轴承座66中，第六轴承座66中的轴承副对传动轴67起着支撑作用；气缸61通过鱼眼接头63与第五轴承座64连接，气缸61通过相连的鱼眼接头63推动第五轴承座64沿导轨81前后运动，压套68正对工件，进而实现对工件的压紧。压套68内部设有弹簧，对压套68和工件之间起到缓冲作用。传动组件还包括第三磁性开关59和第四磁性开关60；第三磁性开关59和第四磁性开关60分别安装在气缸61的前后两端，用于检测气缸61的状态伸出或缩回。第三磁性开关59和第四磁性开关60分别与控制系统连接。

涂胶组件包括涂胶笔69、调节块70、摆轴71、搅拌电机72、胶水盒73、丝套连接块74、丝杆75、开槽联轴器76、第五步进电机77、第六步进电机78、齿轮组82和涂胶底架79；第五步进电机77和第六步进电机78分别安装在涂胶底架79上；第五步进电机77与齿轮组82连接，齿轮组82与丝杆75连接；丝套连接块74分别与丝杆75和摆轴71连接，摆轴71与开槽联轴器76连接；第五步进电机77通过齿轮组82带动丝杆75旋转，丝杆75通过丝套连接块74带动摆轴71在开槽联轴器76内前后运动；第六步进电机78与开槽联轴器76连接；第六步进电机78通过开槽联轴器76带动摆轴71正反转动；涂胶笔69通过调节块70与摆轴71相连，摆轴71的前后运动和正反转动转换为涂胶笔69的前后运动和上下摆动；胶水盒73中设有搅拌电机72，搅拌电机72搅动胶水盒73中的胶水，防止胶水中的溶剂析出。压套68与涂胶笔69之间的距离为一个工件半径大小，以对工件进行涂胶，胶水盒73在涂胶笔69的下面，涂胶笔69转下时刚好将笔毛浸没在胶水盒73的胶水中。

如图2所示，所述分度运动机构4包括第一支座8、凸轮分割器9、第三接近开关10、转盘11、芯轴套12、芯轴13、弹性联轴器14和第一调速电机15；第一调速电机15通过弹性联轴器14与凸轮分割器9连接，凸轮分割器9一端与第一支座8连接，另一端与转盘11连接；多个芯轴13分别通过芯轴套12均匀设置在转盘11上；第三接近开关10安装在凸轮分割器9的伸出轴上，第三接近开关10的输出信号输入到控制系统，用于检测凸轮分割器9的运动，凸轮分割器9伸出轴上设有键槽，通过检测键槽能确定凸轮分割器9的轴是否转一圈；芯轴13用于放置工件，芯轴13外圆与工件内圆组成间隙配合。第一调速电机15通过弹性联轴器14带动凸轮分割器9，进而带动安装在凸轮分割器9上的转盘11进行分度运动。工作时，每完成一次送料、涂胶、卸料动作，分度运动机构4运动一次，从而实现一次工位轮换。

如图3和4所示，放料平台7由纵向机构、横向机构和料盘84组成；纵向机构包括第一底板16、第一轴承座17、第一丝杆18、第一圆形导轨19、第一滑块连接板20、第一行程开关21、第一步进电机22、第一联轴器23、第三轴承座24、第一丝套安装板25和第一圆形滑块37；第一丝杆18两端分别安装在第一轴承座17和第三轴承座24的轴承上，第一丝套安装板25上的丝套套在第一丝杆18上，第一丝杆18的一端通过第一联轴器23与第一步进电机22连接；第一轴承座17和第三轴承座24安装在第一底板16上；两根第一圆形导轨19分别设置在第一底板16上，两个第一滑块连接板20分别设置在两根第一圆形导轨19上，第一行程开关21安装在第一底板16上，第一行程开关21用于限定纵向机构的运动，当纵向机构的第一滑块连接板20撞击到第一行程开关21时，第一行程开关21闭合，触发控制系统，控制系统停止纵向机构运动。

横向机构包括第二圆形导轨26、第二行程开关27、第二步进电机28、第二联轴器29、第二轴承座30、第二底板31、第二丝套安装板32、第二丝杆33、第二圆形滑块34、第二滑块连接板35、第四轴承座36和料盘定位销83；第二丝杆33两端分别安装在第二轴承座30和第四轴承座36的轴承上，第二丝套安装板32上的丝套套在第二丝杆33上，第二丝杆33的一端通过第二联轴器29与第二步进电机28连接；第二轴承座30和第四轴承座36分别安装在第二底板31上，两根第二圆形导轨26分别安装在第二底板31上，两个第二圆形滑块34分别设置在两根第二圆形导轨26上，第二圆形导轨26安装在第一滑块连接板20上；第二步进电机28通过第二联轴器29带动第二丝杆33旋转，第二丝套安装板32上的丝套套在第二丝杆33上，从而实现横向运动；第一步进电机22通过第一联轴器23带动第一丝杆18旋转，第一丝套安装板25上的丝套套在第一丝杆18上，从而实现纵向运动。料盘定位销83用来安装料盘84，从而纵向机构和横向机构的运动传递为料盘84的运动。芯轴13只是随工件一块旋转；工作时，每取走一个工件和放下一个涂好的工件，横向或纵向运动一次，每次横向或纵向运动的距离严格等于料盘84上放料位的间距，横向和纵向的运动根据程序设定，先横向运动，当放完一行时再纵向运动。

控制系统主要由欧姆龙CP1H‐PLC与触摸屏3组成，实现人机交互。欧姆龙CP1H‐PLC控制送料机械手2、卸料机械手6、涂胶机构5、分度运动机构4、放料平台7的步进电机运动，使其按照预定的工作方式工作。

送料机械手和卸料机械手转动为竖直方向，通过调整放料平台7的横向机构和纵向机构的位置，使送料机械手和卸料机械手对准料盘84上的放料位，送料机械手抓取未涂胶水的工件，卸料机械手放下涂完胶水的工件，送料机械手和卸料机械手转动为水平方向，对准分度运动机构上的工件，送料机械手放下为涂胶水的工件，卸料机械手抓取涂完胶水的工件；涂胶机构对准分度运动机构对工件进行涂胶。压套68压紧工件旋转，芯轴13随工件一块旋转。

具体工作时，送料机械手2、卸料机械手6和涂胶机构5同时动作，送上一个未涂胶水的工件，同时卸下一个涂完胶水的工件，且涂胶机构同时涂完一个工件，送料机械手2、卸料机械手6和涂胶机构5完成动作后，分度运动机构4转位到下一个工位，同时放料平台7移动一个工位，至此完成一个动作循环，在控制系统的控制下循环上面的动作从而实现自动涂胶。

由此可见，本发明提供的送料机械手、卸料机械手、涂胶机构能够快速均匀的完成涂胶，且涂胶量可根据要求改变，使轴套外圆涂胶质量和效率得到大幅度提高，能够满足工业需求。

上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明保护范围的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：包括机架、送料机械手、卸料机械手、涂胶机构、分度运动机构、放料平台和控制系统；送料机械手和卸料机械手安装在涂胶机构左右两侧，都位于机架上层前侧，分度运动机构安装在机架上层，位于涂胶机构后，放料平台安装在机架下层，控制系统安装在机架上；送料机械手和卸料机械手转成竖直方向时与放料平台上的放料位相对应；送料机械手和卸料机械手转成水平方向时与涂胶机构上的工件相对应；控制系统主要由欧姆龙CP1H‐PLC与触摸屏连接组成；

所述送料机械手和卸料机械手结构相同；同步轮组由主动轮和从动轮组成；第三步进电机安装在第二支座上，第三步进电机输出轴上安装同步轮组的主动轮，同步轮组的从动轮装在转轴上，转轴与齿条轴滑座相连接；第四步进电机固定在齿条轴滑座上，第四步进电机的轴上装有齿轮，齿轮与齿条轴啮合，齿条轴的末端通过气动手指安装板固定气动手指；所述送料机械手和卸料机械手还包括第一接近开关、第二接近开关、第一磁性开关和第二磁性开关；第一接近开关和第二接近开关分别与控制系统连接器；第一接近开关安装在齿条轴滑座上；第二接近开关安装在第二支座上；第一磁性开关和第二磁性开关分别安装在气动手指的前后端，第一磁性开关和第二磁性开关的输出信号输入到控制系统；

所述涂胶机构主要包括底架、传动组件和涂胶组件；传动组件的第一支撑底板安装在支座上，第二支撑底板与第一支撑底板连接；导轨安装在第二支撑底板上，导轨上的滑块与第五轴承座连接；第五轴承座上装有第二调速电机，第二调速电机通过联轴器和传动轴与压套连接；传动轴安装在第六轴承座中；气缸通过鱼眼接头与第五轴承座连接，压套正对工件；传动组件还包括第三磁性开关和第四磁性开关；第三磁性开关和第四磁性开关分别安装在气缸的前后两端；第三磁性开关和第四磁性开关分别与控制系统连接；

所述涂胶组件的第五步进电机和第六步进电机分别安装在涂胶底架上；第五步进电机与齿轮组连接，齿轮组与丝杆连接；丝套连接块分别与丝杆和摆轴连接，摆轴与开槽联轴器连接；第六步进电机与开槽联轴器连接；涂胶笔通过调节块与摆轴相连；胶水盒中设有搅拌电机；压套与涂胶笔之间的距离为一个工件半径大小，胶水盒在涂胶笔的下面，涂胶笔转下时将笔毛浸没在胶水盒的胶水中；

所述分度运动机构的第一调速电机通过弹性联轴器与凸轮分割器连接，凸轮分割器一端与第一支座连接，另一端与转盘连接；多个芯轴分别通过芯轴套均匀设置在转盘上；第三接近开关安装在凸轮分割器的伸出轴上，第三接近开关的输出信号输入到控制系统；

放料平台由纵向机构、横向机构和料盘组成；所述纵向机构的第一丝套安装板上的丝套套在第一丝杆上，第一丝杆的一端通过第一联轴器与第一步进电机连接；两根第一圆形导轨分别设置在第一底板上，两个第一滑块连接板分别设置在两根第一圆形导轨上，第一行程开关安装在第一底板上，第一行程开关与控制系统连接；

所述横向机构的第二丝套安装板上的丝套套在第二丝杆上，第二丝杆的一端通过第二联轴器与第二步进电机连接；两根第二圆形导轨分别安装在第二底板上，两个第二圆形滑块分别设置在两根第二圆形导轨上，第二圆形导轨安装在第一滑块连接板上；料盘通过料盘定位销安装在第二滑块连接板。

2.根据权利要求1所述的基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：所述转轴通过紧定螺钉与齿条轴滑座相连接。

3.根据权利要求1所述的基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：所述第四步进电机通过电机安装法兰固定在齿条轴滑座上。

4.根据权利要求1所述的基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：所述齿条轴通过滚珠套安装在齿条轴滑座内，滚珠套有两个，间隔安装在齿条轴滑座内。

5.根据权利要求1所的基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：所述第二支撑底板通过四个可调螺栓与第一支撑底板连接。

6.根据权利要求1所述的基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：所述压套的内部设有弹簧。

7.根据权利要求1所述的基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：所述芯轴的外圆与工件的内圆组成间隙配合。

8.根据权利要求1所述的基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：所述纵向机构的第一丝杆两端分别安装在第一轴承座和第三轴承座的轴承上，第一轴承座和第三轴承座安装在第一底板上。

9.根据权利要求1所述的基于PLC的轴套外圆涂胶的自动化设备，其特征在于：所述横向机构的第二丝杆两端分别安装在第二轴承座和第四轴承座的轴承上，第二轴承座和第四轴承座分别安装在第二底板上。