CN104176918A

CN104176918A - 自动插管装置

Info

Publication number: CN104176918A
Application number: CN201410395229.XA
Authority: CN
Inventors: 袭建伦; 曹炳才; 张正祝
Original assignee: BOSHAN VACUUM EQUIPMENT INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: BOSHAN VACUUM EQUIPMENT INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2014-12-03

Abstract

本发明涉及一种自动插管装置，特别涉及一种用于玻璃管制瓶机配套上管的自动插管装置，包括基座箱、升降回转机构、抓取机构，升降回转机构安装在基座箱上，抓取机构安装在升降回转机构上，抓取机构包括机械手组件、前推组件，机械手组件通过前推组件连接升降回转机构。本发明实现制瓶机的自动化插管，提高工作效率，降低工人劳动强度，安全性高。

Description

自动插管装置

技术领域

本发明涉及一种自动插管装置，特别涉及一种用于玻璃管制瓶机配套上管的自动插管装置。

背景技术

目前，国内国产玻璃管制瓶机的插管大部分由人工来完成，这种方式劳动强度高，工作效率低，并且具有一定的危险性。自动插管装置是一种为玻璃管制瓶机配套上管的专用设备，相比于人工的方式，工作效率大幅提高。现有自动插管装置存在动作单一，适用性差，取管、插管精确度不高等问题。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种自动插管装置，实现制瓶机的自动化插管，提高工作效率，降低工人劳动强度，安全性高。

本发明所述的自动插管装置，包括基座箱、升降回转机构、抓取机构，升降回转机构安装在基座箱上，抓取机构安装在升降回转机构上，抓取机构包括机械手组件、前推组件，机械手组件通过前推组件连接升降回转机构。

通过前推组件使机械手组件前后移动，通过机械手组件实现对玻璃管的抓取及插入动作，通过升降回转机构实现抓取机构的升降及转动，使机械手组件在取管及放管位置之间转换，实现设备的自动取管、插管，提高工作效率。

所述的机械手组件包括依次连接的旋转电机、旋转减速机，旋转减速机前端设有旋转板，旋转板两翼上分别装有机械手及控制机械手动作的气缸，旋转电机通过前推组件连接升降回转机构，旋转电机带动旋转板转动，从而实现机械手的前后移动及旋转，气缸控制机械手完成抓取及放开的动作，通过设置旋转电机带动旋转板的旋转角度，可以使机械手完成在水平、倾斜及垂直等各种放料工况下对玻璃管的抓取，具有极高的动作灵活性。通过前推组件可以完成更加精确的定位。

所述的前推组件包括前推电机、前推丝杠、前推螺母，前推电机前端设置前推丝杠，前推螺母与前推丝杠螺纹配合，前推螺母通过连接板与安装旋转电机的旋转电机支座固定连接，前推电机及前推丝杠通过固定板固定在升降底座一侧，升降底座连接升降回转机构。前推电机驱动前推丝杠转动，使前推螺母沿丝杠向前或向后移动，前推螺母通过连接板带动旋转电机同时带动机械手前后移动，升降底座带动前推组件做升降运动。

所述的升降底座上装有前推直线导轨，前推直线导轨上设置与其配合的前推滑车，前推滑车与旋转电机支座固定连接，旋转电机通过前推滑车在前推直线导轨上做定向移动。

所述的固定板包括设置在前推丝杠两端的支撑板，支撑板上装有限位块，支撑板内设置轴承组件，通过限位块限制前推螺母行程，避免运行过程中发生意外，提高安全系数。

所述的升降回转机构包括回转组件及升降组件，回转组件与升降组件通过平衡支架连接。

所述的回转组件包括回转电机、回转减速机、传动轴，回转电机安装在基座箱内，传动轴设置在回转减速机前端，传动轴穿过基座箱与平衡支架连接，传动轴装在主轴套内，主轴套下端固定在基座箱上。

所述的升降组件包括升降电机、升降丝杠、主板，升降丝杠设置在升降电机前端，其上端部安装在主板上，主板底部固定在平衡支架上，主板侧面装有升降直线导轨，升降直线导轨上设有与其配合的升降滑车，升降滑车与升降底座端部固定连接，升降底座上设有与升降丝杠螺纹配合的螺帽。传动轴转动时，将带动平衡支架及其上的升降组件、抓取组件做回转动作，实现机械手在料仓与制瓶机之间的转移。升降电机驱动升降丝杠转动，升降底座在螺帽及升降滑车的作用下带动抓取组件做升降运动，完成插入玻璃管等动作。

所述的平衡支架为开口向上的U形支架，U形支架上端连接升降组件，其下端连接回转组件，U形支架底部设有连接孔与传动轴连接，其顶部与主板底部固定连接。平衡支架还可以为方形的框架式、中空的圆柱形等，采用U形结构最为简洁。由于在运输玻璃管的过程中，空载、负载及其他动作情况下重心将会发生偏转，通过安装U形支架强制动作过程中旋转中心的一致性，使定位精确，提高动作精度。

所述的主板包括上轴承支板、下轴承支板、底板及竖板，竖板连接上轴承支板、下轴承支板和底板，并位于上下轴承支板、底板的一侧，上下轴承支板上固定升降限位块，升降限位块包括上限位块与下限位块。通过升降限位块，限制升降的最高和最低位置，提高安全系数。

基座箱内安装有伺服驱动器、PLC可编程控制器、变频器、气阀、电气面板等电气元件。将电气元件集中于基座箱内，便于安装及控制。

工作过程：

通过PLC系统控制各电机的动作，取水平放置的玻璃管时，前推电机动作，机械手伸出到达取管位置，气缸控制机械手闭合，前推电机动作驱动机械手缩回，旋转电机动作，旋转板转动90°，使玻璃管处于竖直，升降电机启动，将玻璃管提升到设定高度，回转电机动作，回转机构转动180°，玻璃管转移到制瓶机上方，机械手夹持着待插玻璃管处在制瓶机上方的待插位置，前推电机动作，使玻璃管到达制瓶机指定插管工位的正上方，升降电机动作，将玻璃管插入指定工位。最后机械手、升降电机、前推电机、旋转电机、回转电机相继复位，进入下一工作周期。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

本自动插管装置实现制瓶机的自动化插管，提高工作效率，降低工人劳动强度，安全性高；通过机械手组件可以使机械手完成在水平、倾斜及垂直等各种放料工况下对玻璃管的抓取，动作灵活性强；通过设置升降限位块及安装在支撑板上的限位块，提高安全系数；通过安装U形支架使升降、旋转、前推机构的重心与其回转中心的偏移缩至最小，整个机构运转更加平稳，保证了动作精度。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是旋转电机及升降底座装配示意图；

图3是抓取机构局部剖视示意图；

图4是本发明工作状态图。

图中：1、基座箱；2、回转电机；3、主轴套；4、传动轴；5、平衡支架；6、升降电机；7、升降限位块；8、前推电机；9、主板；10、升降丝杠；11、旋转电机；12、机械手；13、升降直线导轨；14、升降滑车；15、旋转减速机；16、升降底座；17、前推直线导轨；18、前推滑车；19、旋转电机支座；20、气缸；21、支撑板；22、连接板；23、前推螺母；24、前推丝杠；25、旋转板；26、玻璃管；27、上光电传感器；28、制瓶机；29、下光电传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施做进一步说明。

如图1所示，本自动插管装置，包括基座箱1、升降回转机构、抓取机构，升降回转机构安装在基座箱1上，抓取机构安装在升降回转机构上，升降回转机构包括回转组件及升降组件，回转组件与升降组件通过平衡支架5连接，平衡支架5可以为方形框架或中空的圆柱形等，优选U形支架。回转组件包括回转电机2、回转减速机、传动轴4，回转电机2安装在基座箱1内，传动轴4设置在回转减速机前端，回转电机2通过回转减速机及膜片联轴器与传动轴4连接，传动轴4穿过基座箱1与U形支架固定连接，U形支架底部设有连接孔，传动轴4安装在主轴套3内，主轴套3下端通过法兰固定在基座箱1上，传动轴4及U形支架形成回转机构。升降组件包括升降电机6、升降丝杠10、主板9，升降丝杠10设置在升降电机6前端，升降电机6通过减速机及联轴器与升降丝杠10连接，升降丝杠10上端部安装在主板9上轴承支板上，升降电机6安装在U形支架内，主板9包括上轴承支板、下轴承支板、底板及竖板，竖板连接上轴承支板、下轴承支板和底板，并位于上下轴承支板、底板的一侧，上下轴承支板上固定升降限位块7，升降限位块7包括上限位块与下限位块，限制升降行程，提高安全系数。主板9的底板固定在U形支架顶部，主板9侧面装有升降直线导轨13，升降直线导轨13上设有与其配合的升降滑车14，升降滑车14与升降底座16端部固定连接，升降底座16上设有与升降丝杠10螺纹配合的螺帽。

如图2～3所示，抓取机构包括机械手组件、前推组件，机械手组件包括旋转电机11、旋转板25、机械手12，旋转电机11通过旋转减速机15连接旋转板25，旋转板25两翼上对称装有机械手12及控制机械手12动作的气缸20，机械手12由两相互扣合的弧形爪组成。旋转电机11连接前推组件，前推组件包括前推电机8、前推丝杠24、前推螺母23，前推电机8前端设置前推丝杠24，前推电机8通过减速机及联轴器与前推丝杠24连接，前推螺母23与前推丝杠24螺纹配合，前推螺母23通过连接板22与安装旋转电机11的旋转电机支座19固定连接，前推电机8及前推丝杠24通过固定板固定在升降底座16一侧，固定板包括设置在前推丝杠24两端的支撑板21，支撑板21上装有限位块，支撑板21限制机械手12的推进行程，其内设置轴承组件，升降底座16上装有前推直线导轨17，前推直线导轨17上设置与其配合的前推滑车18，前推滑车18与旋转电机支座19固定连接。

基座箱1内安装有伺服驱动器、PLC可编程控制器、变频器、气阀、电气面板等电气元件，将电气元件集中于基座箱1内，便于安装及控制。在旋转电机11、升降电机6、回转电机2的相应位置上分别安装有原位(零位)接近开关及限位接近开关，并装有硬性限位块，以确保设备的运行安全性。

工作过程：

如图4所示，制瓶机28上设置有上光电传感器27、下光电传感器29。工作时，设定工作程序，通过PLC系统控制各电机的动作，以取水平放置的玻璃管26为例，前推电机8动作，机械手12伸出到达取管位置，气缸20控制机械手12闭合，前推电机8动作驱动机械手12缩回，旋转电机11动作，旋转板25转动90°，使玻璃管26处于竖直，升降电机6启动，将玻璃管26提升到设定高度，回转电机2动作，回转机构转动180°，玻璃管26转移到制瓶机28上方，通过上光电传感器27和下光电传感器29检测对应工位是否有玻璃管26，当该工位没有检测到玻璃管26时，通过制瓶机输出轴上的接近开关发信号给PLC，再由PLC发指令，当制瓶机28该工位转到下一工位即插管工位后，前推电机8动作，将机械手12向前推出到设定位置，升降电机6立即启动，机械手12向下移动到设定位置即插管完成，玻璃管到位后，PLC立即指令气缸20动作，机械手12张开，前推电机8动作立即回原位，回转电机2动作，转回原位。回转动作过程中，升降电机6和旋转电机11也同时动作，机械手12复位，进入下一周期工作过程。

Claims

1.一种自动插管装置，包括基座箱(1)、升降回转机构、抓取机构，其特征在于：升降回转机构安装在基座箱(1)上，抓取机构安装在升降回转机构上，抓取机构包括机械手组件、前推组件，机械手组件通过前推组件连接升降回转机构。

2.根据权利要求1所述的自动插管装置，其特征在于：所述的机械手组件包括依次连接的旋转电机(11)、旋转减速机(15)，旋转减速机(15)前端设有旋转板(25)，旋转板(25)两翼上分别装有机械手(12)及控制机械手(12)动作的气缸(20)，旋转电机(11)通过前推组件连接升降回转机构。

3.根据权利要求2所述的自动插管装置，其特征在于：所述的前推组件包括前推电机(8)、前推丝杠(24)、前推螺母(23)，前推电机(8)前端设置前推丝杠(24)，前推螺母(23)与前推丝杠(24)螺纹配合，前推螺母(23)通过连接板(22)与安装旋转电机(11)的旋转电机支座(19)固定连接，前推电机(8)及前推丝杠(24)通过固定板固定在升降底座(16)一侧，升降底座(16)连接升降回转机构。

4.根据权利要求3所述的自动插管装置，其特征在于：所述的升降底座(16)上装有前推直线导轨(17)，前推直线导轨(17)上设置与其配合的前推滑车(18)，前推滑车(18)与旋转电机支座(19)固定连接。

5.根据权利要求3所述的自动插管装置，其特征在于：所述的固定板包括设置在前推丝杠(24)两端的支撑板(21)，支撑板(21)上装有限位块，支撑板(21)内设置轴承组件。

6.根据权利要求1～5任一所述的自动插管装置，其特征在于：所述的升降回转机构包括回转组件及升降组件，回转组件与升降组件通过平衡支架(5)连接。

7.根据权利要求6所述的自动插管装置，其特征在于：所述的回转组件包括回转电机(2)、回转减速机、传动轴(4)，回转电机(2)安装在基座箱(1)内，传动轴(4)设置在回转减速机前端，传动轴(4)穿过基座箱(1)与平衡支架(5)连接，传动轴(4)装在主轴套(3)内，主轴套(3)下端固定在基座箱(1)上。

8.根据权利要求6所述的自动插管装置，其特征在于：所述的升降组件包括升降电机(6)、升降丝杠(10)、主板(9)，升降丝杠(10)设置在升降电机(6)前端，其上端部安装在主板(9)上，主板(9)底部固定在平衡支架(5)上，主板(9)侧面装有升降直线导轨(13)，升降直线导轨(13)上设有与其配合的升降滑车(14)，升降滑车(14)与升降底座(16)端部固定连接，升降底座(16)上设有与升降丝杠(10)螺纹配合的螺帽。

9.根据权利要求6所述的自动插管装置，其特征在于：所述的平衡支架(5)为开口向上的U形支架，U形支架上端连接升降组件，其下端连接回转组件。

10.根据权利要求6所述的自动插管装置，其特征在于：所述的主板(9)包括上轴承支板、下轴承支板、底板及竖板，竖板连接上轴承支板、下轴承支板和底板，并位于上下轴承支板、底板的一侧，上下轴承支板上固定升降限位块(7)，升降限位块(7)包括上限位块与下限位块。