CN105107790A - 摆臂式自动插片方法及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种摆臂式自动插片方法及控制器，该方法包括设备准备、复位检查、上料、自动分片、自动取片插片、洗篮走位步骤。该控制器包括可编程控制器，与可编程控制器电连接的限位开关、电磁阀、继电器、步进驱动器。本发明采用分片机构、摆臂式插片机构配合动作，分片机构推板上一左一右设置有两个方槽，一边的方槽装料时另一边吸料，两套机构交错装片、分片、插片，提高了生产效率；机构简单实用，其通用性好；整个装置自动程度高，可节约人工成本。

Description

摆臂式自动插片方法及控制器

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种摆臂式自动插片方法和控制器。

背景技术

蓝宝石玻璃和水晶玻璃广泛应用于手机、相机等数码产品屏幕或镜头，其加工工艺过程包括选料、切片、研磨、抛光、倒棱、清洗。加工过程中，为了减小崩点破损，使用油液作为润滑，因此，蓝宝石玻璃和水晶玻璃成品的清洗必须有效彻底。绝大多数水晶片加工工厂采用超声波清洗技术，其朝清洗液辐射超声波，超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中，既能破坏污物与清洗件表面的吸附，又能引起污物层的疲劳破坏而被驳离，采用这一技术后，可减少化学溶剂的用量，降低环境污染。为了提高清洗效果和效率，需要将倒棱后的玻璃制品叠片一片片分插到洗篮中，然后将洗篮放入超声波清洗槽中。现有的插片过程，均由人工手工完成，劳动强度大，效率低，成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明的发明目的在于提供一种自动程度高、效率高的摆臂式自动插片方法和控制执行该方法的控制器。

为达上述目的，本发明采用的方案为：一种摆臂式自动插片方法，包括有以下步骤：（a）设备准备：所述设备由安装工作台面上的分片机构、摆臂式插片机构、洗篮平动机构，及安装在洗篮平动机构的标准洗篮组成，分片机构包括成叠放置水晶片的料框、安装料框上方压紧水晶片的压头、上开设方槽用于水晶片分片的推板、推拉推板的分片气缸；摆臂式插片机构包括曲臂、驱动曲臂在插片位和吸片位做旋转的摆动气缸、驱动真空吸枪贴合水晶片和离开方槽的伸缩气缸、和连接在曲臂末端吸放水晶片的真空吸枪。（b）复位检查：启动设备前，确认推板是否在原位，即方槽是否处于料框底部，确认曲臂和洗篮处于原点位，即曲臂处于洗篮第一个上片格栅的正上方，不在原位则人工复位至原位，并检查曲臂、洗篮行走轨迹中无其他部件干涉。（c）上料：人工手动掰开压头，将完成倒棱工序的水晶片叠放至料框内，水晶片的片数根据料框的高度，放下压头。（d）自动分片：启动设备，压头将一叠水晶片中最低端的一片压入至方槽中，分片气缸推动推板，推板带出一片水晶片至吸取位，供真空吸枪吸取。（e）自动取片、插片：摆动气缸驱动曲臂旋转，曲臂末端的真空吸枪对准吸取位的水晶片，伸缩气缸缸杆伸长驱动曲臂连通真空吸枪靠近水晶片，气嘴与水晶片表面贴合，连通吸嘴的气源吸气，气嘴和水晶片粘合牢靠后，伸缩气缸缸杆收缩驱动真空吸枪离开方槽，摆动气缸驱动曲臂旋转回原位，吸嘴充气，真空破坏，水晶片落入洗篮格栅内。（f）洗篮走位：判断洗篮一列格栅插片是否完成，没有则洗篮平移机构驱动洗篮纵向平移一个格栅的距离，若完成则纵向平移一个格栅的距离。（g）若料框有料则重复步骤（c）~步骤（f），若料框无料则重复步骤（b）~步骤（f），直至加工完成为止。

所述步骤（a）中推板一左一右设置两个方槽；所述摆臂式插片机构也一左一右对应设置两套。

左边机构做所述步骤（d）、步骤（e）的同时，右边机构做步骤（e）、步骤（d），整个设备交错运行。

一种摆臂式自动插片控制器，其特征在于：包括可编程控制器，与可编程控制器电连接的限位开关、电磁阀、继电器、步进驱动器，可编程控制器预设有控制程序，限位开关分别检测推板的左极限位和右极限位，检测曲臂的插片位和吸取位，检测伸缩气缸的前极限位和后极限位，限位开关与可编程控制器的输入端口电连接；可编程控制器的输出端口与电磁阀的控制端电连接，电磁阀分别与分片气缸、摆动气缸、伸缩气缸气动连接；可编程控制器的输出端口与洗篮平动机构的步进电机驱动器电连接，控制电机的转向与步进。

本发明采用分片机构、摆臂式插片机构配合动作，分片机构推板上一左一右设置有两个方槽，一边的方槽装料时另一边吸料，两套机构交错装片、分片、插片，提高了生产效率；机构简单实用，其通用性好；整个装置自动程度高，可节约人工成本。

附图说明

图1为本发明实施例中摆臂式自动插片设备轴测示意图；

图2为本发明实施例中洗篮平动机构俯视图；

图3为本发明实施例中摆臂式自动插片控制器原理图；

图中标记说明：1—工作台面，2—标准洗篮，3—摆动气缸，4—真空气枪，5—推板，6—料框，7—底座，8—分片气缸，9—压块，10—压簧，11—伸缩气缸。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明的实施例做进一步说明，参见图1至图3：

按本发明步骤（a）实施的摆臂式自动插片设备，主要的动作有分片、取片、插片，所以设置有分片机构和摆臂式插片机构，分片机构类似一个抽屉原理将水晶片从一叠中分离出来。摆臂式插片机构采用气吸的方式取片，摆臂摆动完成插片动作。为了简化插片机构的结构，减少摆臂的关节，整个分片机构铅垂于洗篮安装，这样保证水晶片的状态与插入时保持一致，无需翻转仅凭平动就可完成。由于水晶片上有液体，与方槽有较大的吸附力，所以推板运动过程中，水晶片不会发生翻倒。也可使分片机构向后倾斜5°左右的角度，使水晶片与方槽贴合更牢靠。

具体的结构为：分片机构由底座、料框、压头、推板、分片气缸组成，底座固定安装在标准洗篮上方的工作台面上，底座安装有料框，料框放置一叠待分片后插片的水晶片，所以料框采用中间镂空的框架结构，料框两个支腿与底座固定连接。在料框与底座间装配有推板，推板与料框的间隙小于一片水晶片厚度。推板上开设有方槽，方槽深度大于一片水晶片厚度小于两片水晶片厚度，方槽周边由塑胶材料包裹防止损伤水晶片。推板与分片气缸缸杆连接，在分片气缸回缩时，料框的水晶片落入一片至方槽中，分片气缸伸长将推板连同水晶片推出供机械手吸取。由于方槽深度和推板与料框间隙的限制，确保每次只推出一片。为了推板往复移动的平稳，在推板底部设有滑槽，底座设有滑轨，滑槽滑轨相对滑动。推板一左一右设置两个方槽，推板移动到左端时，左边有片等待取片，右边方槽上料，推板移动到右端时，右边有片等待取片，左边方槽上料。这样交错进行，提高工作效率。压头提供水晶片叠向推板压紧的推力，其包括有压块和压簧，压簧设置在压块与分片机构的底座之间。

摆臂式插片机构包括支架、摆动气缸、伸缩气缸、曲臂、真空吸枪，支架固定在平台上，摆动气缸安装在支架上，摆动气缸缸杆与伸缩气缸缸体连接，伸缩气缸缸杆与曲臂末端连接。摆动气缸不同于直动气缸，将气源的作用下旋转。曲臂头端连接真空吸枪，吸嘴为可伸缩的弹性吸嘴，减小吸枪压向水晶片的冲击，防止其损伤。摆动气缸驱动曲臂旋转，真空吸枪的吸嘴对准方槽中的水晶片，伸缩气缸伸长，吸嘴紧贴水晶片表面，真空吸枪抽气吸住水晶片，伸缩气缸收缩，摆动气缸回摆，真空吸枪回到原位即标准洗篮上方，充气放下水晶片。由于本实施例中推板的方槽设置两个，摆臂式插片机构也相应一左一右设置两套，两套机构交错运动。

标准洗篮为条形凸台阵列结构，两相邻条形凸台设有插槽，插槽的宽度和厚度均稍大于水晶片，两相邻条形凸台间的槽宽大于真空吸枪宽度，防止吸枪与洗篮发生干涉。洗篮平动机构为由步进电机加丝杆的电动XY位移平台，可驱动洗篮在X/Y平面运动。

按本发明实施的摆臂式自动插片方法，包括有以下步骤：（a）设备准备：自动插片装置由安装工作台面上的分片机构、摆臂式插片机构、洗篮平动机构，及安装在洗篮平动机构的标准洗篮组成，分片机构包括成叠放置水晶片的料框、安装料框上方压紧水晶片的压头、上开设方槽用于水晶片分片的推板、推拉推板的分片气缸；摆臂式插片机构包括曲臂、驱动曲臂在插片位和吸片位做旋转的摆动气缸、驱动真空吸枪贴合水晶片和离开方槽的伸缩气缸、和连接在曲臂末端吸放水晶片的真空吸枪。（b）复位检查：启动设备前，确认推板是否在原位，即方槽是否处于料框底部，确认曲臂和洗篮处于原点位，即曲臂处于洗篮第一个上片格栅的正上方，不在原位则人工复位至原位，并检查曲臂、洗篮行走轨迹中无其他部件干涉。（c）上料：人工手动掰开压头，将完成倒棱工序的水晶片叠放至料框内，水晶片的片数根据料框的高度，放下压头。（d）自动分片：启动设备，压头将一叠水晶片中最低端的一片压入至方槽中，分片气缸推动推板，推板带出一片水晶片至吸取位，供真空吸枪吸取。（e）自动取片、插片：摆动气缸驱动曲臂旋转，曲臂末端的真空吸枪对准吸取位的水晶片，伸缩气缸缸杆伸长驱动曲臂连通真空吸枪靠近水晶片，气嘴与水晶片表面贴合，连通吸嘴的气源吸气，气嘴和水晶片粘合牢靠后，伸缩气缸缸杆收缩驱动真空吸枪离开方槽，摆动气缸驱动曲臂旋转回原位，吸嘴充气，真空破坏，水晶片落入洗篮格栅内。（f）洗篮走位：判断洗篮一列格栅插片是否完成，没有则洗篮平移机构驱动洗篮纵向平移一个格栅的距离，若完成则纵向平移一个格栅的距离。（g）若料框有料则重复步骤（c）~步骤（f），若料框无料则重复步骤（b）~步骤（f），直至加工完成为止。

所述步骤（a）中推板一左一右设置两个方槽；所述摆臂式插片机构也一左一右对应设置两套。左边机构做所述步骤（d）、步骤（e）的同时，右边机构做步骤（e）、步骤（d），整个设备交错运行。

摆臂式自动插片控制器，包括可编程控制器，与可编程控制器电连接的限位开关、电磁阀、继电器、步进驱动器，可编程控制器预设有控制程序，限位开关分别检测推板的左极限位和右极限位，检测曲臂的插片位和吸取位，检测伸缩气缸的前极限位和后极限位，限位开关与可编程控制器的输入端口电连接；可编程控制器的输出端口与电磁阀的控制端电连接，电磁阀分别与分片气缸、摆动气缸、伸缩气缸气动连接；可编程控制器的输出端口与洗篮平动机构的步进电机驱动器电连接，控制电机的转向与步进。

Claims (5)

1.一种摆臂式自动插片方法，其特征在于：包括有以下步骤：

（a）设备准备：所述设备由安装工作台面上的分片机构、摆臂式插片机构、洗篮平动机构，及安装在洗篮平动机构的标准洗篮组成，分片机构包括成叠放置水晶片的料框、安装料框上方压紧水晶片的压头、上开设方槽用于水晶片分片的推板、推拉推板的分片气缸；摆臂式插片机构包括曲臂、驱动曲臂在插片位和吸片位做旋转的摆动气缸、驱动真空吸枪贴合水晶片和离开方槽的伸缩气缸、和连接在曲臂末端吸放水晶片的真空吸枪；

（b）复位检查：启动设备前，确认推板是否在原位，即方槽是否处于料框底部，确认曲臂和洗篮处于原点位，即曲臂处于洗篮第一个上片格栅的正上方，不在原位则人工复位至原位，并检查曲臂、洗篮行走轨迹中无其他部件干涉；

（c）上料：人工手动掰开压头，将完成倒棱工序的水晶片叠放至料框内，水晶片的片数根据料框的高度，放下压头；

（d）自动分片：启动设备，压头将一叠水晶片中最低端的一片压入至方槽中，分片气缸推动推板，推板带出一片水晶片至吸取位，供真空吸枪吸取；

（e）自动取片、插片：摆动气缸驱动曲臂旋转，曲臂末端的真空吸枪对准吸取位的水晶片，伸缩气缸缸杆伸长驱动曲臂连通真空吸枪靠近水晶片，气嘴与水晶片表面贴合，连通吸嘴的气源吸气，气嘴和水晶片粘合牢靠后，伸缩气缸缸杆收缩驱动真空吸枪离开方槽，摆动气缸驱动曲臂旋转回原位，吸嘴充气，真空破坏，水晶片落入洗篮格栅内；

（f）洗篮走位：判断洗篮一列格栅插片是否完成，没有则洗篮平移机构驱动洗篮纵向平移一个格栅的距离，若完成则纵向平移一个格栅的距离；

（g）若料框有料则重复步骤（d）~步骤（f），若料框无料则重复步骤（c）~步骤（f），直至加工完成为止。

2.根据权利要求1所述的摆臂式自动插片方法，其特征在于：所述步骤（a）中推板一左一右设置两个方槽；所述摆臂式插片机构也一左一右对应设置两套。

3.根据权利要求2所述的摆臂式自动插片方法，其特征在于：左边机构做所述步骤（d）、步骤（e）的同时，右边机构做步骤（e）、步骤（d），整个设备交错运行。

4.根据权利要求1所述的一种摆臂式自动插片控制器，其特征在于：包括可编程控制器，与可编程控制器电连接的限位开关、电磁阀、继电器、步进驱动器，可编程控制器预设有控制程序，限位开关分别检测推板的左极限位和右极限位，检测曲臂的插片位和吸取位，检测伸缩气缸的前极限位和后极限位，限位开关与可编程控制器的输入端口电连接；可编程控制器的输出端口与电磁阀的控制端电连接，电磁阀分别与分片气缸、摆动气缸、伸缩气缸气动连接；可编程控制器的输出端口与洗篮平动机构的步进电机驱动器电连接，控制电机的转向与步进。

5.根据权利要求4所述的一种摆臂式自动插片控制器，其特征在于：所述限位开关为磁性开关，分别安装在分片气缸、摆动气缸、伸缩气缸的缸体上。