CN105500190B - 基于复合式振动料斗的喷油泵柱塞芯磨床自动送料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于复合式振动料斗的喷油泵柱塞芯磨床自动送料装置及方法，该装置包括底座板以及安装在底座板上的圆盘式电磁振动料斗、基板以及安装在基板上的直线式电磁振动料斗、铝型材框架以及安装在框架上的柱塞芯方向调整机械手和安装在圆盘式电磁振动料斗出料口上的传感检测装置。圆盘式电磁振动料斗包括圆形电磁振动底座以及与振动底座连接的螺旋形料盘，直线式电磁振动料斗包括直线振动底座、连接在底座上的直线料槽以及安装在料槽上的满料传感器，螺旋形料盘的出口端与直线料槽的入口端对接。方向调整机械手通过连接板安装在顶部的铝型材上，传感与检测装置包括柱塞芯方向判断光纤传感器和工件到位的光纤传感器。本发明采用PLC为核心的电控装置能够实现喷油泵柱塞的自动定向排列和传输。

Description

基于复合式振动料斗的喷油泵柱塞芯磨床自动送料装置及 方法

技术领域

本发明涉及一种喷油泵柱塞芯自动化生产过程中送料装置，具体涉及柱塞芯的自动排列装置、方向检测装置、方向调整机械手装置和直线传输装置。

背景技术

柱塞芯是汽车里的柱塞式喷油泵的一个重要零件，柱塞芯加工质量的高低直接影响整个柱塞喷油泵的性能，同时柱塞芯加工生产的速度也反应了一个国家自动化工业水平。在生产过程中，需要将柱塞芯逐个送入磨床磨削小端处的两个平面，现有的送料装置依靠重心来区分柱塞芯的大小端，不仅效率不高，而且容易出现小端向前的柱塞芯进入磨床的情况，会破坏砂轮，造成磨穿的损坏和经济损失。如何设计一种自动化的装置，使其能够快速且稳定的将柱塞芯输送到磨床里进行磨削，降低和劳动强度和节约人工成本，已成为亟待解决的技术问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种汽车喷油泵柱塞芯自动送料装置，该装置能够实现柱塞芯的自动排列、方向判断以及快速的直线传输，且结构简单、高效、准确度高、使用寿命长。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的基于复合式振动料斗的喷油泵柱塞芯磨床自动送料装置，包括机架，所述机架上安装有圆盘式电磁振动料斗和直线式电磁振动料斗，所述圆盘式电磁振动料斗包括相互连接的圆形电磁振动底座和螺旋形料盘，所述直线式电磁振动料斗包括相互连接的直线振动底座和直线料槽，所述螺旋形料盘的出料口具有上层轨道、下层轨道和机械手，所述上层轨道具有检测工位，所述检测工位的末端安装有磁钢，所述下层轨道与直线料槽的入口端对接，所述检测工位两侧安装有检测装置和机械手，所述检测装置用于检测柱塞芯的方向，所述机械手上具有用于阻挡后续柱塞芯继续前进的阻挡气缸，用于剔除反向的柱塞芯的剔除气缸，以及用户将正向的柱塞芯下压到下层轨道的下压气缸。

作为优选，所述剔除气缸从反向的柱塞芯的一端指向螺旋形料盘的内侧轨道中，在上层轨道一侧具有用于使反向的柱塞芯换向的圆柱件，当剔除气缸从反向的柱塞芯的一端将其推入螺旋形料盘的内侧轨道时，圆柱件在推入方向上阻挡反向的柱塞芯中部，作为支点使反向的柱塞芯旋转换向。

作为优选，所述检测装置包括在检测工位上指向柱塞芯头部的工件到位传感器，指向柱塞芯正向时凹槽部的柱塞芯正反方向检测传感器，以及指向柱塞芯反向时凹槽部的复检传感器。

作为优选，所述直线式电磁振动料斗上安装有用于检测直线料槽内是否满料的对射式激光传感器。

作为优选，所述直线料槽的起始端安装有气嘴，将吹气和电磁振动结合，辅助柱塞芯的向前移动。

作为优选，所述旋形料盘内轨道面和侧壁具有耐磨层。该耐磨层可以是淬火处理层。

作为优选，所述直线料槽内底面具有与柱塞芯大端半径相同的圆弧形槽，所述圆弧形槽表面具有耐磨层。

本发明同时提出基于复合式振动料斗的喷油泵柱塞芯磨床自动送料方法，包括以下步骤：

步骤1，通过圆盘振动料斗来对柱塞芯进行存储、定向和排序；

步骤2，将排序好的柱塞芯输送到圆盘振动料斗出料口上层轨道处，

步骤3，柱塞芯被上层轨道末端的磁钢处被吸附定位在检测工位，检测装置判断柱塞芯的方向；

步骤4，当光纤传感器检测到柱塞芯的方向为正向，且下层轨道处的光纤传感器检测到下层没有柱塞芯时，阻挡气缸将检测工位后的柱塞芯挡住，下压气缸将正向柱塞芯从上层轨道的检测工位压入下层轨道，随后进入与其对接的直线料槽，直线振动料斗将正向柱塞芯传输到下一工位；

当光纤传感器检测到柱塞芯的方向为反向时，阻挡气缸将检测工位后的柱塞芯挡住，剔除气缸将反向柱塞芯从一段推入螺旋形料盘的内侧轨道中，反向柱塞芯以圆柱件为支点旋转换向。

具体地，所述步骤3中，到位光纤传感器检测到工件，光纤传感器会根据反光量的大小对柱塞芯的方向进行判断。

有益效果：与现有技术相比，本发明采用的技术方法具有以下显著的进步：

1、结构简单紧凑、使用寿命长。本发明涉及到的零部件加工以及安装过程简单、易于实现。本发明在螺旋形料斗内轨道面和内侧壁粘有淬火钢耐磨层，大大提高了料盘的耐磨性，延长了送料装置的使用寿命。

2、提高了送料准确率和送料速度。原有的柱塞芯送料装置是利用柱塞芯的重心偏差，通过圆盘振动料斗的定向机构实现柱塞芯大小头的选择，这样有时方向正确的柱塞芯也会被重新回流到料盘中，这样不仅输送效率低，而且容易因为机构磨损导致定向错误；而且有时错误方向的柱塞芯会误判成正确的进入到后面的直线料槽。本发明的自动送料装置，通过传感器对柱塞芯的大小头进行检测，通过机械手对错误方向的柱塞芯进行剔除，确保正确的柱塞芯都能被传送到后面的直线料槽上，大大减小了柱塞芯方向错误造成的危害。

除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的基于复合式振动料斗的喷油泵柱塞芯磨床自动送料装置及方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是图2的圆圈处处局部放大示意图；

图4是本发明的后视结构示意图；

图5是图4的圆圈处处局部放大示意图；

图6是本发明的俯视结构示意图；

图7是本发明的前视结构示意图；

图8是图7的圆圈处处局部放大示意图；

图9是出料口导向槽截面示意图；

图10是本发明的光纤传感器喷油泵柱塞芯的方向判断原理图；

图中：基板1、底座板2、铝型材框架3、圆盘式振动料斗底座4、螺旋形料盘5、剔除气缸6、剔除气缸滑块导轨7、阻挡气缸8、阻挡气缸滑块导轨9、剔除气缸中间连接件10、阻挡气缸中间连接件11、机械手安装板12、机械手连接板13、满料传感器14、直线料槽15、直线料斗底座16、直线料斗安装支架17、出料口导向槽18、阻挡板19、磁钢安装座20、磁钢21、剔除板22、下压板23、下压气缸中间连接件24、下层轨道传感器25、下压气缸26、辅助气嘴27、下压气缸滑块导轨28、复检传感器29、柱塞芯正反方向检测传感器30、工件到位传感器31、圆盘连接螺栓32、圆柱件33。

具体实施方式

实施例：

本实施例的汽车喷油泵柱塞芯自动上料装置如图1至图9所示，包括底座板2与安装在底座板2上的圆盘式电磁振动料斗、基板1与安装在基板1上的直线式电磁振动料斗、气动机械手和相应的传感器检测装置。螺旋形圆料盘5通过连接螺栓32连接固定到圆形振动底座4上，振动底座4的规则振动传递到螺旋形圆料盘5，从而驱动螺旋形圆料盘5内的柱塞芯沿着料盘轨道传输和排列。螺旋形圆盘5出料口分为上下两层轨道，上层轨道前端安装出料口导向槽18，其截面如图7所示，在内侧底面有与柱塞芯大头直径相同的圆弧槽，能保证柱塞芯在槽内直线传输时不发生翻转。后端安装有磁钢安装座20，其里面安装着磁钢21，对上层轨道到位的柱塞芯进行吸附定位。从而使得传感器能够稳定检测。螺旋形圆料盘5轨道面和侧面粘有1mm厚的淬火钢耐磨材料，能有效改善料盘5的耐磨性和使用寿命。

直线料槽15安装固定在直线振动底座16上，并且两者一起通过直线料斗安装支架17安装在基板1上。直线振动底座16的规则振动传到直线料槽15上，从而驱动直线料槽15内的柱塞芯沿着轨道直线传输。在直线料槽15的前段安装有辅助气嘴27和满料传感器14，当柱塞芯填充满直线料槽15时，此时满料传感器14就会发出信号从而使得螺旋形圆盘5停止振动。同时当柱塞芯进入直线料槽15时，辅助气嘴27进行吹气，加速柱塞芯在直线料槽15里传输的速度。

本发明所使用的机械手主要是气动机械手装置，通过以PLC为核心的电控装置可以控制其对柱塞芯进行反向的调整。机械手安装在安装在机械手安装板12上并且通过机械手连接板13将机械手完全安装到铝型材框架3上，这样可以避免机械手参与圆盘料斗的振动，从而保证机械手的使用寿命。

首先当工件到位传感器31检测到柱塞芯到位时，并且柱塞芯正反方向检测传感器30以及复检传感器29都检测到柱塞芯方向正确时，阻挡气缸8通过带动安装在阻挡气缸滑块导轨9上的阻挡气缸中间连接件11从而带动阻挡板19先阻挡已经被磁钢21吸附定位的柱塞芯后面的继续前进的柱塞芯，并且下层轨道处的光纤传感器25检测到下层轨道没有柱塞芯时，下压气缸26就会带动安装在下压气缸滑块导轨28上的下压气缸中间连接件24从而带动下压板23将柱塞芯从上层轨道压入下层轨道并且随后进入与其对接的直线料槽15，然后，直线振动料斗将柱塞芯传输到下一工位，等待装夹机械手的操作。

当工件到位传感器31检测到柱塞芯到位时，并且柱塞芯正反方向检测传感器30以及复检传感器29都检测到柱塞芯方向都错误时，阻挡气缸8通过带动安装在阻挡气缸滑块导轨9上的阻挡气缸中间连接件11从而带动阻挡板19先阻挡已经被磁钢21吸附定位的柱塞芯后面的继续前进的柱塞芯，剔除气缸6会带动安装在剔除气缸滑块导轨7上的剔除气缸中间连接件10从而带动剔除气缸剔除板22将柱塞芯推进螺旋形料盘5进入重新排列定向，为了使柱塞芯在剔除过程中进行方向调整，这里在圆形料盘出料口上层导轨处安装一个圆柱件33，使得工件换向。

其中，光纤传感器来判断柱塞芯的方向的原理是如图10所示：利用柱塞芯两处直径不同的位置，当光纤传感器发射的光照射到小直径处，由于光纤头与反射面距离远，反射的光量相对较少，低于设定值；当光照射到大直径处，光纤头与反射面距离近，反射的光相对较多，高于设定值；由此传感器具有不同的输出状态，以区分柱塞芯的方向。

以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于复合式振动料斗的喷油泵柱塞芯磨床自动送料装置的送料方法，包括机架，所述机架上安装有圆盘式电磁振动料斗和直线式电磁振动料斗，所述圆盘式电磁振动料斗包括相互连接的圆形电磁振动底座和螺旋形料盘，所述直线式电磁振动料斗包括相互连接的直线振动底座和直线料槽，其特征在于：所述螺旋形料盘的出料口具有上层轨道、下层轨道和机械手，所述上层轨道具有检测工位，所述检测工位的末端安装有磁钢，所述下层轨道与直线料槽的入口端对接，所述检测工位两侧安装有检测装置和机械手，所述检测装置用于检测柱塞芯的方向，所述机械手上具有用于阻挡后续柱塞芯继续前进的阻挡气缸，用于剔除反向的柱塞芯的剔除气缸，以及用于将正向的柱塞芯下压到下层轨道的下压气缸；

所述剔除气缸从反向的柱塞芯的一端指向螺旋形料盘的内侧轨道中，在上层轨道一侧具有用于使反向的柱塞芯换向的圆柱件；

所述检测装置包括在检测工位上指向柱塞芯头部的工件到位传感器，指向柱塞芯正向时凹槽部的柱塞芯正反方向检测传感器，以及指向柱塞芯反向时凹槽部的复检传感器；

所述直线式电磁振动料斗上安装有用于检测直线料槽内是否满料的对射式激光传感器；所述直线料槽的起始端安装有气嘴，用于辅助柱塞芯的向前移动；所述螺旋形料盘内轨道面和侧壁具有耐磨层；所述直线料槽内底面具有与柱塞芯大端半径相同的圆弧形槽，所述圆弧形槽表面具有耐磨层；

该送料装置的送料方法包括以下步骤：

步骤1，通过圆盘式电磁振动料斗对柱塞芯进行存储、定向和排序；

步骤2，将排序好的柱塞芯输送到圆盘式电磁振动料斗出料口上层轨道处，

步骤3，柱塞芯在上层轨道末端的磁钢处被吸附定位在检测工位，检测装置判断柱塞芯的方向；

步骤4，当柱塞芯正反方向检测传感器检测到柱塞芯的方向为正向，且下层轨道处的光纤传感器检测到下层没有柱塞芯时，阻挡气缸将检测工位后的柱塞芯挡住，下压气缸将正向柱塞芯从上层轨道的检测工位压入下层轨道，随后进入与其对接的直线料槽，直线式电磁振动料斗将正向柱塞芯传输到下一工位；

当柱塞芯正反方向检测传感器检测到柱塞芯的方向为反向时，阻挡气缸将检测工位后的柱塞芯挡住，剔除气缸将反向柱塞芯从一段推入螺旋形料盘的内侧轨道中，反向柱塞芯以圆柱件为支点旋转换向。