CN104475610A - 带轴孔球形工件自动上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于工件上料技术领域，公开了一种带轴孔球形工件自动上料装置，包括具有出料口且用于将工件送至所述出料口的出料部件、用于吸取或夹取所述工件的取料部件和用于驱动所述取料部件使所述取料部件上的工件移送至下一个工位的驱动部件，所述出料部件连接有用于使所述工件的轴孔朝向所述取料部件的限高挡板。本发明所提供的带轴孔球形工件自动上料装置，可实现带孔的球形工件的精准传送，自动化程度高，且传送过程精准可靠，传送效率高而且设备成本低，利于推广使用。

Description

带轴孔球形工件自动上料装置

技术领域

本发明属于工件上料技术领域，尤其涉及一种带轴孔球形工件自动上料装置。

背景技术

黄金佛珠饰链在黄金饰品市场中占据着很大的份额，在人民日益增长的购买力面前拥有很广阔的市场需求。其中，球形带孔佛珠是黄金佛珠饰链中重要的组成单元。在自动制造珠串首饰链时，带孔的球形孔珠作为主要工件，其准确拾取和上料对最后制成的饰品珠链的质量至关重要。在黄金佛珠饰链自动化加工设备中，由于需要对孔珠的孔位置进行加工，因此正确拾取带孔球形珠并将其输送至待加工位同时保证孔的位置精确是整个加工过程非常重要的环节，如何实现这一过程具有重要的意义。

现有技术中的拾取工件机构主要分为夹取和吸取两类，夹取类机构主要针对板料、棒料等尺寸较大、形状方便直接夹持的工件，对于球状等不便直接夹持的工件则不能很好适用。吸取类机构是使用吸嘴利用气压吸取工件，适用与拾取一些特定形状的工件，用于其用于吸取圆形工件并实现对心时需要复杂且昂贵的对心驱动器，难以适用于带孔的球形工件的精准传送。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种带轴孔球形工件自动上料装置，其可实现带孔的球形工件的精准传送，自动化程度高，且传送过程精准可靠。

本发明的技术方案是：一种带轴孔球形工件自动上料装置，包括具有出料口且用于将工件送至所述出料口的出料部件、用于吸取或夹取所述工件的取料部件和用于驱动所述取料部件使所述取料部件上的工件移送至下一个工位的驱动部件，所述出料部件连接有用于使所述工件的轴孔朝向所述取料部件的限高挡板。

作为本技术方案的进一步改进，所述出料部件具有出料管道和用于容纳工件且将工件逐个输送至所述出料口的上料驱动部件，所述出料管道的一端为所述的出料口，所述出料管道的另一端连接于所述上料驱动部件，所述限高挡板连接于所述出料管道的上端。

作为本技术方案的进一步改进，所述出料部件还包括位于所述出料口的前端的上料接驳滑台，所述限高挡板向前延伸至所述上料接驳滑台上，所述上料接驳滑台的一侧设置有用于容纳所述工件的开槽，所述上料接驳滑台一侧固定设置有用于防止所述工件掉出所述开槽的弹片，所述上料接驳滑台连接有用于驱动所述滑块的滑台驱动件。

作为本技术方案的进一步改进，所述取料部件包括吸嘴，所述吸嘴连接有可插入所述工件的轴孔内的导向杆，所述吸嘴上设置有用于吸附所述工件的吸附孔，所述吸附孔连接于吸附气路，所述吸附孔设置有至少两个，各吸附孔沿所述导向杆的周围周向均匀排布，所述吸嘴连接有用于驱动所述吸嘴直线运动的纵向运动组件。

作为本技术方案的进一步改进，所述吸嘴与所述工件相接的表面呈内凹的球面状，所述吸附孔设置有两个且呈180度间隔周身布置，所述吸附孔两侧的吸嘴设置有切槽。

作为本技术方案的进一步改进，所述纵向运动组件包括第一气缸和由所述第一气缸驱动的第二气缸，所述吸嘴连接于所述第二气缸。

作为本技术方案的进一步改进，所述驱动部件还包括用于驱动所述第二气缸和所述吸嘴一同旋转的转向驱动组件。

作为本技术方案的进一步改进，所述纵向运动组件的两侧设置有水平限位件和竖直限位件。

作为本技术方案的进一步改进，所述转向驱动组件包括齿条箱、齿条和连接于所述纵向运动组件的旋转轴，所述齿条箱内设置有固定连接于所述旋转轴的齿轮，所述齿条与所述齿轮相啮合，所述齿条连接有齿条驱动件。

作为本技术方案的进一步改进，所述驱动部件还包括用于驱动所述转向驱动组件、纵向运动组件和吸嘴一同平移的平移驱动部件。

本发明所提供的带轴孔球形工件自动上料装置，其中振动上料盘使用限高挡板保证珠孔方向竖直，使用特殊设计的吸嘴吸取工件，吸嘴使用导向杆保持珠孔方向，采用圆弧状斜面使吸嘴开口和工件表面贴合，保证吸附力。为了防止吸嘴在取工件时和振动上料盘发生干涉，特意设计了上料接驳滑台。可采用气缸等实现输送动作，分为竖直、水平两个方向的直线运动以及从竖直方向到水平方向的90°翻转。竖直方向上的运动为取料运动，为保证运行时的精度和成功率采用二级运动，先使用大行程气缸进行整体下移，到位后使用迷你气缸驱动吸嘴小距离移动，避免震颤；翻转运动是为了将轴孔(珠孔)转到可加工的方向；水平运动是将工件转移至后续加工夹持具。在带孔球形珠的进料与转移工艺中采用了气吸的方式，吸嘴的结构增加了带孔球形珠的运输平稳性与定位准确性；在取料机构设计中采用两级运动，提高了取料的可靠性和成功率。使用普通气缸结合齿轮齿条实现转向功能，成本低速度快，配合限位机构转动位置精确，解决了带孔球形带孔工件难拾取、难进料的问题，可实现带孔的球形工件的精准传送，自动化程度高，且传送过程精准可靠，传送效率高而且设备成本低，利于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的带轴孔球形工件自动上料装置的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的带轴孔球形工件自动上料装置的局部立体示意图；

图3是本发明实施例提供的带轴孔球形工件自动上料装置中取料部件的立体示意图；

图4是本发明实施例提供的带轴孔球形工件自动上料装置中取料部件的局部立体示意图；

图5是本发明实施例提供的带轴孔球形工件自动上料装置中转向驱动组件的立体示意图；

图6是本发明实施例提供的带轴孔球形工件自动上料装置中转向驱动组件和限位机构的立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1～图6所示，本发明实施例提供的一种带轴孔球形工件自动上料装置，可用于中空带轴孔球形工件的上料，例如应用于饰品领域中的球形带孔佛珠等，本实施例中，以应用于饰品加工领域为例，阐述本发明的有益效果，可以理解地，上述带轴孔球形工件自动上料装置也可应用于其它领域，均属于本发明的保护范围。上述带轴孔球形工件自动上料装置包括具有出料口101且用于将工件23送至所述出料口101的出料部件1、用于吸取或夹取所述工件23的取料部件3和用于驱动所述取料部件3使所述取料部件3上的工件23移送至下一个工位的驱动部件，所述出料部件1连接有用于使所述工件23的轴孔朝向所述取料部件3的限高挡板12。由于带轴孔球形工件23开设有轴孔时，其高度方向尺寸略小于直径尺寸，在限高挡板12作用下，使工件23只能以轴孔方向朝向于限高挡板12方可从出料口101排出，从而将工件23以设定的姿态有序从出料口101排出，可实现带孔的球形工件23的精准传送，自动化程度高，且传送过程精准可靠，传送效率高而且设备成本低，利于推广使用。

具体地，所述出料部件1具有出料管道13和用于容纳工件23且将工件23逐个通过所述出料管道13输送至所述出料口101的上料驱动部件(振动上料盘14)，所述出料管道13的一端为所述的出料口101，所述出料管道13的另一端连接于所述上料驱动部件，所述限高挡板12连接于所述出料管道13的上端。限高挡板12可连接于出料管道13的上端，由于带轴孔球形工件23开设有轴孔时，其高度方向尺寸略小于直径尺寸，限高挡板12使出料管道13内部通道的高度小于工件23的直径尺寸且大于或等工件23在轴孔方向的高度尺寸，这样，使工件23只能以轴孔方向朝向于限高挡板12进入出料管道13的通道，并保持该状态从出料管道13的通道被传送至出料口101处，从而将工件23以设定的姿态有序从出料口101排出，本实施例中，限高挡板12水平设置，工件23从出料口101出来时，轴孔可统一朝上，以便于取料部件3准确地移动工件23，可实现带孔的球形工件23的精准传送，自动化程度高，且传送过程精准可靠，传送效率高而且设备成本低，利于推广使用。

具体地，所述上料驱动部件为振动上料盘14。通过振动将无序工件23在限高挡板12的作用下自动有序定向排列整齐地传送至出料口101，振动上料盘14可包括圆形盘体和用于驱动所述圆形盘体振动的振动驱动件，出料管道13连通于所述圆形盘体并与所述圆形盘体相切。

具体地，所述出料部件1还包括上料接驳部件2，上料接驳部件2包括位于所述出料口101的前端的上料接驳滑台22，所述限高挡板12向前延伸至所述上料接驳滑台22上，所述上料接驳滑台22的一侧设置有用于容纳所述工件23的开槽201，所述上料接驳滑台22一侧固定设置有用于防止所述工件23掉出所述开槽201的弹片21，所述上料接驳滑台22连接有用于驱动所述上料接驳滑台22的滑台驱动件25。限高挡板12的前端可盖于上料接驳滑台22的开槽201处，以避免工件23在出料口101处相对姿态、位置改变，通过上料接驳滑台22将开槽201内的工件23从限高挡板12的前端移出，移出过程中可由弹片21全程压紧限位，避免了工件23错位，可靠性高。弹片21可呈弧形等。滑台驱动件25可采用气缸、直线电机、齿轮齿条、丝杆等直线驱动结构。

具体地，所述开槽201的截面呈多边形，开槽201的底部可于“V”字形等，以避免取料部件3与上料接驳滑台22干涉。

具体地，所述带轴孔球形工件自动上料装置还包括基架26，所述上料接驳滑台22通过滑槽结构24(燕尾槽结构)可调节式滑动连接于所述基架26，以使上料接驳滑台22的可调整至与出料口101的高度相适应，上料接驳滑台22底面和出料口101底面高度可一致。

具体地，所述取料部件3包括吸嘴34，所述吸嘴34连接有可插入所述工件23的轴孔内的导向杆35，所述吸嘴34上设置有用于吸附所述工件23的吸附孔301，所述吸附孔301连接于吸附气路，所述吸附孔301设置有至少两个，各吸附孔301沿所述导向杆35的周围周向均匀排布，所述吸嘴34连接有用于驱动所述吸嘴34直线运动的纵向运动组件，通过这样的设计，取料部件3可通过吸嘴34固定工件23，再通过纵向运动组件使吸嘴34和工件23一起向上提升，比而将工件23从出料部件1中精准地取出。

具体地，所述吸嘴34与所述工件23相接的表面33呈内凹的球面状，以可靠地与工件23相贴，所述吸附孔301设置有两个且呈180度间隔周身布置，所述吸附孔301两侧的吸嘴34设置有切槽302，以避免干涉。

具体地，所述纵向运动组件5包括第一气缸51和由所述第一气缸51驱动的第二气缸31，所述吸嘴34连接于所述第二气缸31。第一气缸51可为大行程气缸，其可以快速将吸嘴34移动至工位附近，再通过第二气缸31驱动吸嘴34小范围内精准移动，以避免震颤。第二气缸31可为迷你气缸。

具体地，所述驱动部件还包括用于驱动所述第二气缸31和所述吸嘴34一同旋转的转向驱动组件4，以将工件23转到可加工的方向，本实施例中，转向驱动组件4可驱动吸嘴34上的工件23由竖直方向旋转至水平方向，然后再复位。

具体地，所述纵向运动组件5的两侧设置有水平限位件和竖直限位件，水平限位件可为连接于机架上的螺丝701、702等，竖直限位件也可为连接于机架上的螺丝等。

具体地，所述转向驱动组件4包括齿条箱43、齿条和连接于所述纵向运动组件5的旋转轴41，所述齿条箱43内设置有固定连接于所述旋转轴41的齿轮，所述齿条与所述齿轮相啮合，所述齿条连接有齿条驱动件。齿条驱动件可为气缸、直线电机等。通过驱动齿条直线运动，通过与之啮合的齿轮，便可驱动旋转轴41转动，旋转轴41可插入纵向运动组件5中的安装座32，第二气缸可连接安装座32，安装座32可设置有插孔，插孔可为非圆形，旋转轴41的前端可插入于该非圆形的插孔内。旋转轴41的前端和插孔可呈方形或“D”字形等。当然，转向驱动组件4也可采用旋转电机或旋转气缸直接驱动，也可通过旋转电机和减速器驱动等。

具体地，所述驱动部件还包括用于驱动所述转向驱动组件4、纵向运动组件5和吸嘴34一同平移的平移驱动部件6，以将工件23平移至下一工位。

具体地，所述平移驱动部件6包括横向导轨61、横向滑块62和滑块驱动件，所述横向滑块62滑动连接于所述横向导轨61，所述滑动驱动件连接于所述横向滑块62，所述齿条箱43固定连接于所述横向滑块62。滑动驱动件可为气缸、直线电机、齿轮齿条、丝杆等。

本发明实施例所提供的带轴孔球形工件自动上料装置，工件23以具有轴孔的孔珠为例，加工好的带孔珠通过振动上料盘14上料，通过出料管道13从出料口101到达上料接驳滑台22，为避免取珠时候发生碰撞，上料接驳滑台22的滑台驱动件25(气缸)动作，将孔珠从上料盘出口处移动至取料部件3(吸嘴34)的正下方，孔珠中孔的轴线和吸嘴34的轴线重合；纵向运动组件5的气缸动作，带动转向驱动组件4和取料部件3整体下移；纵向运动组件5到位后，取料部件3的气缸动作，驱动吸嘴34下移，吸取孔珠后取料部件3的气缸复位，吸嘴34上移；之后转向驱动组件4的气缸动作，将取料部件3旋转90°，此时吸嘴34水平，珠孔轴线方向由竖直变为水平，纵向运动组件5的气缸复位，带动转向驱动组件4和取料部件3整体上移；平移驱动部件6的气缸动作，带动纵向运动组件5、转向驱动组件4、取料部件3一起水平运动，将孔珠送至下一步加工的夹持钳处。至此完成一个孔珠的上料、取料、送料过程。

结合附图2，由于球形珠的珠孔方向高度小于孔珠直径，因此振动上料盘14的出料口101使用限高挡板12进行限高，保证只有珠孔方向竖直的孔珠能够通过出料口101。为避免孔珠在由出料口101移动到接驳台滑台上时发生滚动，延长振动上料盘14上出料口101处的限高挡板12，同时保证上料接驳滑台22底面和出料口101底面高度基本一致。上料接驳滑台22通过T形槽保证滑动轨迹。为防止吸嘴34碰撞上料接驳滑台22，上料接驳滑台22容纳孔珠的开槽201可设计成多边形形状。弹片21紧贴上料接驳滑台22侧面以防止孔珠掉出上料接驳滑台22的开槽201。燕尾槽24用于调整上料接驳滑台22高度以适应振动上料盘14出料口101高度。

结合附图3，取料部件3的吸嘴34和第二气缸31的活塞刚性连接，通过导向槽33的异型孔保证在运动时不发生转动。其中吸嘴34的局部细节如附图4。吸嘴34端部中心加工出和孔珠上轴孔直径对应的导向杆35，在吸取孔珠时导向杆35插入轴孔中，并在整个运动过程中防止孔珠发生旋转。在导向杆35外侧设计两个相距180°分布的吸附孔301提供气路；为保证吸取时的吸力需要提高气密性，吸嘴34和孔珠外表面的接触面设计成球面。在孔珠由吸嘴34转移到下一步工序的夹爪时，为保证孔珠的夹持稳定性，夹爪的夹持面采用球面，导致两夹爪之间的最小距离小于孔珠直径，为避免夹爪夹取时与吸嘴34发生碰撞，切除掉导气孔两侧多余部分，只留中部较窄的突起，起到稳定和气密的作用。

结合附图5及附图6，转向驱动组件4可通过气缸(齿条驱动件)和齿轮齿条机构实现，气缸和推杆42之间刚性连接，推杆42的下部和齿条固定，齿条在齿条箱43内壁上开的导向槽内滑动，同时和旋转轴41上固定的齿轮啮合，通过齿轮齿条机构将直线运动转化为旋转运动。旋转轴41的外端设计成方轴形状，安装座32上的方孔配合安装，驱动取料部件3旋转。由于旋转机构存在间隙，为了实现精确的角度转动，在取料部件3和旋转机构之间使用螺钉35和螺钉44进行极限位置限位，另一个位置的限位同理。

本发明实施例所提供的带轴孔球形工件自动上料装置，其中振动上料盘14使用限高挡板12保证珠孔方向竖直，使用特殊设计的吸嘴34吸取珠子，吸嘴34使用导向杆35保持珠孔方向，采用圆弧状斜面使吸嘴34开口和珠子表面贴合，保证吸附力。为了防止吸嘴34在取珠时和振动上料盘14发生干涉，特意设计了上料接驳滑台22。采用气缸实现输送动作，分为竖直、水平两个方向的直线运动以及从竖直方向到水平方向的90°翻转。竖直方向上的运动为取料运动，为保证运行时的精度和成功率采用二级运动，先使用大行程气缸进行整体下移，到位后使用迷你气缸驱动吸嘴34小距离移动，避免震颤；翻转运动是为了将珠孔转到可加工的方向；水平运动是将珠子转移至后续加工夹持具。在带孔球形珠的进料与转移工艺中采用了气吸的方式，针对其提出了一种新型吸嘴34，增加了带孔球形珠的运输平稳性与定位准确性；在取料机构设计中采用两级运动，提高了取料的可靠性和成功率。使用普通气缸结合齿轮齿条实现转向功能，成本低速度快，配合限位机构转动位置精确，解决了带孔球形珠难拾取、难进料的问题，可实现带孔的球形工件的精准传送，自动化程度高，且传送过程精准可靠，传送效率高而且设备成本低，利于推广使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，包括具有出料口且用于将工件送至所述出料口的出料部件、用于吸取或夹取所述工件的取料部件和用于驱动所述取料部件使所述取料部件上的工件移送至下一个工位的驱动部件，所述出料部件连接有用于使所述工件的轴孔朝向所述取料部件的限高挡板。

2.如权利要求1所述的带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，所述出料部件具有出料管道和用于容纳工件且将工件逐个输送至所述出料口的上料驱动部件，所述出料管道的一端为所述的出料口，所述出料管道的另一端连接于所述上料驱动部件，所述限高挡板连接于所述出料管道的上端。

3.如权利要求2所述的带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，所述出料部件还包括位于所述出料口的前端的上料接驳滑台，所述限高挡板向前延伸至所述上料接驳滑台上，所述上料接驳滑台的一侧设置有用于容纳所述工件的开槽，所述上料接驳滑台一侧固定设置有用于防止所述工件掉出所述开槽的弹片，所述上料接驳滑台连接有用于驱动所述上料接驳滑台的滑台驱动件。

4.如权利要求1至3中任一项所述的带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，所述取料部件包括吸嘴，所述吸嘴连接有可插入所述工件的轴孔内的导向杆，所述吸嘴上设置有用于吸附所述工件的吸附孔，所述吸附孔连接于吸附气路，所述吸附孔设置有至少两个，各吸附孔沿所述导向杆的周围周向均匀排布，所述吸嘴连接有用于驱动所述吸嘴直线运动的纵向运动组件。

5.如权利要求4所述的带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，所述吸嘴与所述工件相接的表面呈内凹的球面状，所述吸附孔设置有两个且呈180度间隔周身布置，所述吸附孔两侧的吸嘴设置有切槽。

6.如权利要求4所述的带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，所述纵向运动组件包括第一气缸和由所述第一气缸驱动的第二气缸，所述吸嘴连接于所述第二气缸。

7.如权利要求6所述的带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，所述驱动部件还包括用于驱动所述第二气缸和所述吸嘴一同旋转的转向驱动组件。

8.如权利要求4所述的带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，所述纵向运动组件的两侧设置有水平限位件和竖直限位件。

9.如权利要求7所述的带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，所述转向驱动组件包括齿条箱、齿条和连接于所述纵向运动组件的旋转轴，所述齿条箱内设置有固定连接于所述旋转轴的齿轮，所述齿条与所述齿轮相啮合，所述齿条连接有齿条驱动件。

10.如权利要求9所述的带轴孔球形工件自动上料装置，其特征在于，所述驱动部件还包括用于驱动所述转向驱动组件、纵向运动组件和吸嘴一同平移的平移驱动部件。