CN105661885A - 全自动光机电一体化数控上下柄机构及其上下柄方法 - Google Patents

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CN105661885A CN201610114459.3A CN201610114459A CN105661885A CN 105661885 A CN105661885 A CN 105661885A CN 201610114459 A CN201610114459 A CN 201610114459A CN 105661885 A CN105661885 A CN 105661885A
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Abstract

本发明公开了一种全自动光机电一体化数控上下柄机构，涉及一种上下柄机构。它包括机架，支撑板，PLC控制箱，将上柄架上的棍刷依次通过隔柄机构和放柄机构放置到托柄槽上的托柄机构，位于托柄机构两端的顶柄机构，和将托柄槽上的棍刷送至机身工作台的上下柄机构，所述上柄架斜向固定在两个支撑板之间，顶柄机构固定在机架侧面并位于托柄槽外侧，所述隔柄机构、放柄机构、顶柄机构和上下柄机构均与PLC控制箱电连接。本发明在对棍刷进行上柄和下柄时，不仅能够实现全自动光机电一体化生产，而且劳动强度较低，产品精度较高，质量较好，大幅度减少了棍刷的次品率和废品率。本发明还涉及这种全自动光机电一体化数控上下柄机构的上下柄方法。

Description

全自动光机电一体化数控上下柄机构及其上下柄方法
技术领域
本发明属于大型棍刷(毛刷)加工领域，具体涉及一种将大型棍刷送到机身工作台的上下柄机构，更具体的说是一种全自动光机电一体化数控上下柄机构。本发明还涉及这种全自动光机电一体化数控上下柄机构的上下柄方法。
背景技术
当棍刷(毛刷)的长度达到1-4m，重量达到30-180kg时，现有技术在对上述大型棍刷进行加工时，先需要人工将棍刷抬至机身工作台，接着在机身工作台上对棍刷进行夹紧定位，然后才能对棍刷进行后续的植毛剪毛操作。在对棍刷进行夹紧定位时，上述现有技术方案至少需要两个人同时在机身工作台的各一端对棍刷的安装位置进行调试定位，此时，由于人工操作的原因，棍刷的中心轴在夹紧时，棍刷两端容易形成偏差，造成棍刷在钻孔和植毛时，棍刷上的植毛孔位易产生偏差，从而导致棍刷的产品质量和产品精度下降，进而易形成次品和废品。同时，上述现有技术方案劳动强度较大，工作效率较低。
发明内容
为了克服上述背景技术的不足之处，本发明的第一个目的是提供一种全自动光机电一体化数控上下柄机构，它能实现全自动光机电一体化生产，只需要一个人就可以完成全部操作，工作效率更高，劳动强度更低。
本发明的第二个目的是提供这种全自动光机电一体化数控上下柄机构的上下柄方法。
为了达到本发明的第一个目的，本发明的实施方式如下：全自动光机电一体化数控上下柄机构，其特征在于：包括机架，两个间隔的安装在机架上的支撑板，安装在机架上的PLC控制箱，将上柄架上的棍刷依次通过隔柄机构和放柄机构放置到托柄槽上的托柄机构，位于托柄机构两端的顶柄机构，和将托柄槽上的棍刷送至机身工作台的上下柄机构，所述上柄架斜向固定在两个支撑板之间，顶柄机构固定在机架侧面并位于托柄槽外侧，所述隔柄机构、放柄机构、顶柄机构和上下柄机构均与PLC控制箱电连接。
在上述技术方案中，所述隔柄机构包括安装在上柄架上的隔柄感应开关、用于挡住棍刷的隔柄挡板，和与隔柄挡板连接并带动隔柄挡板上下运动的隔柄气缸；所述放柄机构包括用于挡住棍刷的放柄挡板，和与放柄挡板连接并带动放柄挡板上下移动的放柄气缸；顶柄机构包括与支撑板的侧板连接的顶柄气缸和用于对棍刷的中心轴进行拍动的连接板，连接板与顶柄气缸连接。
在上述技术方案中，所述机身上安装有工作台导轨，支撑板安装在工作台导轨上并可在工作台导轨上滑动，托柄机构位于两个支撑板之间。
在上述技术方案中，所述托柄机构包括安装在工作台导轨上的托柄支撑台、安装在托柄支撑台上的托柄导轨、安装在托柄导轨上的托柄滑块、安装在托柄支撑台上的托柄固定板、安装于托柄固定板一端的托柄挡板、安装于托柄固定板另一端的托柄气缸，托柄滑块位于托柄气缸和斜块之间，斜块、托柄固定板和托柄挡板之间形成托柄槽。
在上述技术方案中，所述上下柄机构包括用于夹住棍刷的夹柄机构和用于将夹柄机构上的棍刷送至机身工作台的摆角气缸，夹柄机构通过旋转关节固定在支撑板上；摆角气缸一端固定在支撑板上，另一端与夹柄机构上的钳口固定板铰接。
在上述技术方案中，所述夹柄机构包括钳口固定板、与钳口固定板连接的夹柄气缸、与夹柄气缸的输出端连接的夹柄钳口、与支撑板侧部连接并可使夹柄气缸左右移动的钳口左右气缸、安装在钳口固定板上的钳口前后上下气缸，钳口固定板下端连接有滑轨，钳口前后上下气缸下端与夹柄气缸连接，钳口左右气缸的输出端与夹柄气缸和/或钳口前后上下气缸连接。
在上述技术方案中，所述钳口前后上下气缸两侧均设有安装在钳口固定板上的气缸上下导杆，气缸上下导杆上端套装有上滑块，气缸上下导杆下端套装有下滑块，上滑块上安装有上电眼，下滑块上安装有下电眼。
在上述技术方案中，还包括安装在地面上的拖车导轨和用于放置棍刷的拖车斗，拖车斗安装在拖车导轨上，拖车导轨位于机身工作台和上柄架之间。
为了达到本发明的第二目的，本发明的实施方式如下：全自动光机电一体化数控上下柄机构的上下柄方法，包括上柄方法和下柄方法，其特征在于：上柄方法包括如下施工步骤，步骤1：将多个棍刷放置在上柄架上，有隔柄机构位于第一刷前端并将第一棍刷挡住；步骤2：隔柄机构通过隔柄感应开关感应到第一棍刷放柄信号，隔柄机构松开第一棍刷，第一棍刷沿着上柄架向下滑动直至被放柄机构挡住；步骤3：放柄机构同时感应到第二放柄信号，放柄机构松开上述第一棍刷，第一棍刷继续沿着上柄架向下滑动；步骤4：在第一棍刷继续向上柄架下端滑动的过程中，有托柄机构对第一棍刷进行托举，第一棍刷在经过托柄机构的托举后滑至托柄槽，有柄开关感应到棍刷已滑至托柄槽并将控制信号发送到PLC控制箱；步骤5：夹柄气缸接受到夹柄信号，与夹柄气缸下端连接的夹柄钳口张开并下降，下降到与棍刷的中心轴对应位置时，夹柄钳口将刷辊的中心轴抓住并向上提起；步骤6：在棍刷被夹柄钳口提着向上运动的过程中，摆角气缸使夹柄气缸转动直至使夹柄气缸呈水平放置，夹柄气缸在运动到水平位置后，夹柄前后上下气缸推动棍刷向机身工作台运动，直至将棍刷送至机身工作台；步骤7：送柄动作全部完成，夹柄钳口返回原点并等待下一个命令；下柄方法包括如下工施工步骤，步骤a：夹柄钳口移动至棍刷两端并将夹柄钳口两端夹住；步骤b：左右气缸带动夹柄气缸向右移动，夹柄气缸带动棍刷向右移动；步骤c：钳口前后上下气缸带动夹柄气缸向后移动，同时，摆角气缸使夹柄气缸从水平放置状态运动到竖直放置状态；步骤d：当棍刷移动到拖车斗上方时，夹柄钳口张开，棍刷被放置在拖车斗上；步骤e：拖车斗带着棍刷运动至放置棍刷处，拖车斗通过倒料气缸将棍刷倒出，此时，卸柄动作全部完成。
在上述技术方案中，在步骤4完成后，位于机架两端的顶柄机构同时对棍刷的中心轴进行拍动，刷柄在经过两个顶柄机构的拍动后位于夹柄钳口的中间位置。
本发明在对棍刷进行上柄和下柄时，不仅能够实现全自动光机电一体化生产，而且劳动强度更低，产品精度更高，质量更好，大幅度减少了棍刷的次品率和废品率。
附图说明
图1为本发明(包含plc控制箱)在开始工作前的结构示意图(上下柄机构为收缩状态)。
图2为本发明(不包含plc控制箱)在下料后的结构示意图(带拖车斗部分)。
图3为本发明(不包含plc控制箱)将棍刷送到机身工作台时的结构示意图(上下柄机构为展开状态)。
图中1-机架，11-拖车斗，12-拖车导轨，13-倒料气缸，2-支撑板，21-工作台导轨，3-上柄架，4-棍刷，41-第一棍刷，42-第二棍刷，43-第三棍刷，5-隔柄机构，51-隔柄气缸，52-隔柄感应开关，53-隔柄挡板，6-放柄机构，61-放柄气缸，62-放柄挡板，7-托柄机构，71-托柄气缸，72-托柄导轨，73-托柄滑块，74-有柄开关，75-托柄挡板，76-斜块，77-托柄槽，78-托柄支撑台，79-托柄固定板，8-顶柄机构，81-顶柄气缸，82-连接板，9-上下柄机构，90-夹柄机构，91-夹柄钳口，92-夹柄气缸，93-钳口前后上下气缸，941-上滑块，942-下滑块，943-上电眼，944-下电眼，95-气缸上下导杆，96-旋转关节，97-摆角气缸，98-钳口固定板，99-钳口左右气缸，910-钳口滑轨，10-PLC控制箱。
具体实施例
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定仅作举例，同时通过说明使本发明的优点变得更加清楚和容易理解。
如图1所示，全自动光机电一体化数控上下柄机构，包括机架1，两个间隔的安装在机架1上的支撑板2，安装在机架上的PLC控制箱10，将上柄架3上的棍刷4依次通过隔柄机构5和放柄机构6放置到托柄槽77上的托柄机构7，位于托柄机构7两端的顶柄机构8，和将托柄槽77上的棍刷4送至机身工作台的上下柄机构9，所述上柄架3斜向固定在两个支撑板2之间，顶柄机构8固定在机架1侧面并位于托柄槽77外侧，所述隔柄机构5、放柄机构6、顶柄机构8和上下柄机构9均与PLC控制箱10电连接。
优选的，如图1和图2所示，隔柄机构5包括安装在上柄架3上的隔柄感应开关52、用于挡住棍刷4的隔柄挡板53，和与隔柄挡板53连接并带动隔柄挡板53上下运动的隔柄气缸51。放柄机构6包括用于挡住棍刷4的放柄挡板62，和与放柄挡板62连接并带动放柄挡板62上下移动的放柄气缸61。顶柄机构8包括与支撑板2的侧板连接的顶柄气缸81和用于对棍刷4的中心轴进行拍动的连接板82，连接板82与顶柄气缸81连接。
优选的，如图2所示，所述机身1上安装有工作台导轨21，支撑板2安装在工作台导轨21上并可在工作台导轨21上滑动，托柄机构7位于两个支撑板2之间。
优选的，如图3所示，所述托柄机构7包括安装在工作台导轨21上的托柄支撑台78、安装在托柄支撑台78上的托柄导轨72、安装在托柄导轨72上的托柄滑块73、安装在托柄支撑台78上的托柄固定板79、安装于托柄固定板79一端的托柄挡板75、安装于托柄固定板79另一端的托柄气缸，托柄滑块73位于托柄气缸71和斜块76之间，斜块76、托柄固定板79和托柄挡板75之间形成托柄槽77。
优选的，如图3所示，所述上下柄机构9包括用于夹住棍刷的夹柄机构90和用于将夹柄机构90上的棍刷送至机身工作台的摆角气缸97，夹柄机构90通过旋转关节96固定在支撑板2上；摆角气缸97一端固定在支撑板2上，另一端与夹柄机构90上的钳口固定板98铰接。
优选的，如图3所示，所述夹柄机构90包括钳口固定板98、与钳口固定板98连接的夹柄气缸92、与夹柄气缸92的输出端连接的夹柄钳口91、与支撑板2侧部连接并可使夹柄气缸92左右移动的钳口左右气缸99、安装在钳口固定板98上的钳口前后上下气缸93，钳口固定板98下端连接有滑轨，钳口前后上下气缸93下端与夹柄气缸92连接，钳口左右气缸99的输出端与夹柄气缸92和/或钳口前后上下气缸93连接。
优选的，如图3所示，钳口前后上下气缸93两侧均设有安装在钳口固定板98上的气缸上下导杆95，气缸上下导杆95上端套装有上滑块941，气缸上下导杆95下端套装有下滑块942，上滑块941上安装有上电眼943，下滑块942上安装有下电眼944。
实际工作时，如图3所示，安装在上柄架上的棍刷自下而上依次为第一棍刷41，第二棍刷42，第三棍刷43。如图1和图2所示，当钳口前后上下气缸93为竖直放置时，钳口前后上下气缸93做上下运动；如图3所示，当钳口前后上下气缸93为水平放置时，钳口前后上下气缸93做前后运动。如图2所示，本发明还包括安装在地面上的拖车导轨12和用于放置棍刷的拖车斗11，拖车斗11安装在拖车导轨12上，拖车导轨12位于机身工作台和上柄架3之间。
实际工作时，全自动光机电一体化数控上下柄机构的上柄方法包括如下施工步骤，
步骤1：将多个棍刷4放置在上柄架3上，有隔柄机构5位于第一刷前端并将第一棍刷41挡住；
步骤2：隔柄机构5通过隔柄感应开关53感应到第一棍刷41放柄信号，隔柄机构5松开第一棍刷41，第一棍刷41沿着上柄架3向下滑动直至被放柄机构6挡住，隔柄机构5与放柄机构6之间的距离等于棍刷4的直径；
步骤3：放柄机构6同时感应到第二放柄信号，放柄机构6松开上述第一棍刷41，第一棍刷41继续沿着上柄架3向下滑动；
步骤4：在第一棍刷41继续向上柄架3下端滑动的过程中，有托柄机构7对第一棍刷41进行托举，第一棍刷41在经过托柄机构7的托举后滑至托柄槽77，有柄开关74感应到棍刷4已滑至托柄槽77并将控制信号发送到PLC控制箱10；
步骤5：夹柄气缸92接受到夹柄信号，与夹柄气缸92下端连接的夹柄钳口(91张开并下降，下降到与棍刷4的中心轴对应位置时，夹柄钳口91将刷辊10的中心轴抓住并向上提起；
步骤6：在棍刷4被夹柄钳口提着向上运动的过程中，摆角气缸97使夹柄气缸92转动直至使夹柄气缸92呈水平放置，夹柄气缸92在运动到水平位置后，夹柄前后上下气缸93推动棍刷4向机身工作台运动，直至将棍刷送至机身工作台；
步骤7：送柄动作(上柄操作)全部完成，夹柄钳口返回原点并等待下一个命令。
优选的，在步骤4完成后，位于机架1两端的顶柄机构8同时对棍刷4的中心轴进行拍动，刷柄4在经过两个顶柄机构8的拍动后位于夹柄钳口91的中间位置。
实际工作时，全自动光机电一体化数控上下柄机构的下柄方法包括如下工艺步骤，
步骤a：夹柄钳口91移动至棍刷两端并将夹柄钳口91两端夹住；
步骤b：左右气缸99带动夹柄气缸92向右移动，夹柄气缸92带动棍刷4向右移动；
步骤c：钳口前后上下气缸93带动夹柄气缸92向后移动，同时，摆角气缸97使夹柄气缸92从水平放置状态运动到竖直放置状态；
步骤d：当棍刷4移动到拖车斗12上方时，夹柄钳口91张开，棍刷4被放置在拖车斗上；
步骤e：拖车斗12带着棍刷4运动至放置棍刷4处，拖车斗12通过倒料气缸13将棍刷4倒出，此时，卸柄动作(下柄操作)全部完成。
其它未详细说明的部分均属于现有技术。

Claims (10)

1.全自动光机电一体化数控上下柄机构，其特征在于：包括机架(1)，两个间隔的安装在机架(1)上的支撑板(2)，安装在机架上的PLC控制箱(10)，将上柄架(3)上的棍刷(4)依次通过隔柄机构(5)和放柄机构(6)放置到托柄槽(77)上的托柄机构(7)，位于托柄机构(7)两端的顶柄机构(8)，和将托柄槽(77)上的棍刷(4)送至机身工作台的上下柄机构(9)，所述上柄架(3)斜向固定在两个支撑板(2)之间，顶柄机构(8)固定在机架(1)侧面并位于托柄槽(77)外侧，所述隔柄机构(5)、放柄机构(6)、顶柄机构(8)和上下柄机构(9)均与PLC控制箱(10)电连接。
2.根据权利要求1所述的全自动光机电一体化数控上下柄机构，其特征在于：所述隔柄机构(5)包括安装在上柄架(3)上的隔柄感应开关(52)、用于挡住棍刷(4)的隔柄挡板(53)，和与隔柄挡板(53)连接并带动隔柄挡板(53)上下运动的隔柄气缸(51)；所述放柄机构(6)包括用于挡住棍刷(4)的放柄挡板(62)，和与放柄挡板(62)连接并带动放柄挡板(62)上下移动的放柄气缸(61)；顶柄机构(8)包括与支撑板(2)的侧板连接的顶柄气缸(81)和用于对棍刷(4)的中心轴进行拍动的连接板(82)，连接板(82)与顶柄气缸(81)连接。
3.根据权利要求1所述的全自动光机电一体化数控上下柄机构，其特征在于：所述机身(1)上安装有工作台导轨(21)，支撑板(2)安装在工作台导轨(21)上并可在工作台导轨(21)上滑动，托柄机构(7)位于两个支撑板(2)之间。
4.根据权利要求3所述的全自动光机电一体化数控上下柄机构，其特征在于：所述托柄机构(7)包括安装在工作台导轨(21)上的托柄支撑台(78)、安装在托柄支撑台(78)上的托柄导轨(72)、安装在托柄导轨(72)上的托柄滑块(73)、安装在托柄支撑台(78)上的托柄固定板(79)、安装于托柄固定板(79)一端的托柄挡板(75)、安装于托柄固定板(79)另一端的托柄气缸(91)，托柄滑块(73)位于托柄气缸(71)和斜块(76)之间，斜块(76)、托柄固定板(79)和托柄挡板(75)之间形成托柄槽(77)。
5.根据权利要求1所述的全自动光机电一体化数控上下柄机构，其特征在于：所述上下柄机构(9)包括用于夹住棍刷的夹柄机构(90)和用于将夹柄机构(90)上的棍刷送至机身工作台的摆角气缸(97)，夹柄机构(90)通过旋转关节(96)固定在支撑板(2)上；摆角气缸(97)一端固定在支撑板(2)上，另一端与夹柄机构(90)上的钳口固定板(98)铰接。
6.根据权利要求5所述的全自动光机电一体化数控上下柄机构，其特征在于：所述夹柄机构(90)包括钳口固定板(98)、与钳口固定板(98)连接的夹柄气缸(92)、与夹柄气缸(92)的输出端连接的夹柄钳口(91)、与支撑板(2)侧部连接并可使夹柄气缸(92)左右移动的钳口左右气缸(99)、安装在钳口固定板(98)上的钳口前后上下气缸(93)，钳口固定板(98)下端连接有钳口滑轨(910)，钳口前后上下气缸(93)下端与夹柄气缸(92)连接，钳口左右气缸(99)的输出端与夹柄气缸(92)和/或钳口前后上下气缸(93)连接，夹柄气缸(92)套在钳口滑轨(910)上。
7.根据权利要求6所述的全自动光机电一体化数控上下柄机构，其特征在于：所述钳口前后上下气缸(93)两侧均设有安装在钳口固定板(98)上的气缸上下导杆(95)，气缸上下导杆(95)上端套装有上滑块(941)，气缸上下导杆(95)下端套装有下滑块(942)，上滑块(941)上安装有上电眼(943)，下滑块(942)上安装有下电眼(944)。
8.根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的全自动光机电一体化数控上下柄机构，其特征在于：还包括安装在地面上的拖车导轨(12)和用于放置棍刷的拖车斗(11)，拖车斗(11)安装在拖车导轨(12)上，拖车导轨(12)位于机身工作台和上柄架(3)之间。
9.全自动光机电一体化数控上下柄机构的上下柄方法，包括上柄方法和下柄方法，其特征在于：上柄方法包括如下施工步骤，
步骤1：将多个棍刷(4)放置在上柄架(3)上，有隔柄机构(5)位于第一棍刷(41)前端并将第一棍刷(41)挡住；
步骤2：隔柄机构(5)通过隔柄感应开关(53)感应到第一棍刷(41)的放柄信号，隔柄机构(5)松开第一棍刷(41)，第一棍刷(41)沿着上柄架(3)向下滑动直至被放柄机构(6)挡住；
步骤3：放柄机构(6)同时感应到第二放柄信号，放柄机构(6)松开上述第一棍刷(41)，第一棍刷(41)继续沿着上柄架(3)向下滑动；
步骤4：在第一棍刷(41)继续向上柄架(3)下端滑动的过程中，有托柄机构(7)对第一棍刷(41)进行托举，第一棍刷(41)在经过托柄机构(7)的托举后滑至托柄槽(77)，有柄开关(74)感应到棍刷(4)已滑至托柄槽(77)并将控制信号发送到PLC控制箱(10)；
步骤5：夹柄气缸(92)接受到夹柄信号，与夹柄气缸(92)下端连接的夹柄钳口(91)张开并下降，下降到与棍刷(4)两端对应位置时，夹柄钳口(91)将刷辊(10)两端抓住并向上提起；
步骤6：在棍刷(4)被夹柄钳口提着向上运动的过程中，摆角气缸(97)使夹柄气缸(92)转动直至使夹柄气缸(92)呈水平放置，夹柄气缸(92)在运动到水平位置后，夹柄前后上下气缸(93)推动棍刷(4)向机身工作台运动，直至将棍刷送至机身工作台；
步骤7：送柄动作全部完成，夹柄钳口返回原点并等待下一个命令；
下柄方法包括如下施工步骤，
步骤a：夹柄钳口(91)移动至棍刷两端并将夹柄钳口(91)两端夹住；
步骤b：左右气缸(99)带动夹柄气缸(92)向右移动，夹柄气缸(92)带动棍刷(4)向右移动；
步骤c：钳口前后上下气缸(93)带动夹柄气缸(92)向后移动，同时，摆角气缸(97)使夹柄气缸(92)从水平放置状态运动到竖直放置状态；
步骤d：当棍刷(4)移动到拖车斗(12)上方时，夹柄钳口(91)张开，棍刷(4)被放置在拖车斗上；
步骤f：拖车斗(12)带着棍刷(4)运动至放置棍刷(4)处，拖车斗(12)通过倒料气缸(13)将棍刷(4)倒出，此时，卸柄动作全部完成。
10.根据权利要求9所述的全自动光机电一体化数控上下柄机构的上柄方法，其特征在于：在上柄方法的步骤4完成后，位于机架(1)两端的顶柄机构(8)同时对棍刷(4)的中心轴进行拍动，刷柄(4)在经过两个顶柄机构(8)的拍动后位于夹柄钳口(91)的中间位置。
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