钢圈自动抓取装置及抓取方法
技术领域
本发明属于橡胶轮胎成型机械技术领域,尤其涉及一种钢圈自动抓取装置及抓取方法。
背景技术
轮胎制造过程中,首先利用轮胎成型机将半成品胶料和钢圈组装形成一个生胎,需要将钢圈抓取配合到胎体上,现有的抓圈方式主要为人工抓取钢圈,这种方式上圈速度慢、无法适应自动化作业,生产效率不高。现有还有一种自动抓圈系统,但是现有的钢圈与钢圈是层叠放置,且两钢圈之间还设置有托盘,导致抓圈难度增大,且容易摔坏相邻的钢圈。
现有也出现自动抓取钢圈的装置,但该种装置通常针对的是悬挂放置的钢圈,钢圈容易在重力的作用下变形,从而降低轮胎的质量。
有鉴于此,有必要提供一种改进的钢圈自动抓取装置及抓取方法以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是轮胎组装过程中需要人工取放钢圈,基于上述技术问题本发明的目的在于提供一种自动抓取钢圈的装置,能够提高生产效率、降低制造成本和降低工人工作强度。
为实现上述目的,本发明还提供一种钢圈自动抓取装置,用于抓取放置在一支撑机构上的层叠钢圈,任意相邻两个钢圈之间配合设置有间隔盘,所述间隔盘为中部向外凸出的柔性环形部件,所述钢圈的表面与所述间隔盘表面部分相贴,所述钢圈自动抓取装置包括:基座组件;抓取臂组件,包括抓取臂及驱动所述抓取臂上下移动的第一驱动源,所述抓取臂设置在所述基座组件上;抓取移动机构,设置在所述抓取臂下侧,向上作用在所述间隔盘的靠外部位,以带动所述间隔盘和钢圈远离所述支撑机构;分离机构,包括阻挡块以及驱动所述阻挡块朝向所述间隔盘径向伸缩的第二驱动源,当所述抓取移动机构带动所述间隔盘和钢圈远离所述支撑机构时,通过驱动所述阻挡块抵触在所述间隔盘的靠内部位,以使所述间隔盘对称翻折,并在所述间隔盘和钢圈的凸出部位处形成间隙;扣持机构,包括至少两个对称设置的扣持块以及驱动每个扣持块沿所述间隔盘径向移动的第三驱动源,每个扣持块上间隔设有若干扣持槽,待所述间隔盘和钢圈在凸出部位形成间隙后,通过驱动每个所述扣持块抵触扣持在所述钢圈的内缘;检测识别组件,用以识别所述钢圈是否在预设位置以及检测驱动源的速度、时间、位置参数,并发送相应的检测信号;控制模块,根据接收的检测信号控制所述钢圈自动抓取装置启动。
作为本发明的进一步改进,所述抓取臂组件还包括设置在所述抓取臂下侧的固定架,所述抓取移动机构包括设置在所述固定架上的至少两个对称设置的抽吸组件,所述抽吸组件作用在所述间隔盘的靠外部位,并能带动所述间隔盘和钢圈远离所述支撑机构移动。
作为本发明的进一步改进,所述抽吸组件包括真空吸盘、气源以及导气管;或者所述抽吸组件为可控电磁铁。
作为本发明的进一步改进,所述抓取移动机构还包括设置在所述抽吸组件旁侧的至少两个对称设置的抓取组件,所述抓取组件包括设置在所述固定架上的卡钩、驱动所述卡钩在垂直于所述抓取移动机构移动的方向上伸缩的第四驱动源,所述卡钩自所述固定架伸出的长度大于所述抽吸组件自所述固定架伸出的长度。
作为本发明的进一步改进,所述检测识别组件包括设置在所述固定架上的光源以及图像获取元件。
作为本发明的进一步改进,所述抓取臂的下端与所述固定架之间设置有第一导轨组件,所述第一导轨组件包括第一滑轨以及与所述第一滑轨配合的第一滑块,所述第一滑块上设置有一调节架。
作为本发明的进一步改进,所述基座组件包括基杆以及设置在基杆顶部的横梁,所述横梁上设置有与所述第一导轨组件相垂直的第二导轨组件,所述第二导轨组件包括第二滑轨以及与所述第二滑轨配合的第二滑块,所述抓取臂设置在所述第二滑块上。
作为本发明的进一步改进,所述调节架的下端与所述固定架旋转连接,所述抓取臂组件还包括驱动所述固定架相对所述调节架旋转的第五驱动源。
作为本发明的进一步改进,所述支撑机构包括底座、设置在所述底座上的若干支撑杆以及设置在若干支撑杆上端的固定板,所述阻挡块设置在所述固定板上,并在所述第二驱动源的驱动下沿所述间隔盘径向伸缩。
作为本发明的进一步改进,所述支撑机构还包括套设在所述支撑杆上用于支撑所述间隔盘和钢圈的支撑板,以及驱动所述支撑板沿所述支撑杆滑动的第六驱动源,所述支撑板上设有至少两个对称设置的缺口。
作为本发明的进一步改进,所述支撑机构还包括设置在所述阻挡块旁侧的行程开关。
作为本发明的进一步改进,所述扣持机构还包括驱动至少两个扣持块同步动作的传动组件。
为实现上述目的,本发明还提供一种利用上述钢圈自动抓取装置进行抓取的抓取方法,用于抓取存放在支撑机构上的若干环形钢圈,相邻两个钢圈之间配合设置有间隔盘,所述间隔盘为中部向外凸出的柔性环形部件,所述钢圈的表面与所述间隔盘表面至少部分相贴合,包括以下步骤:所述检测识别组件检测所述抓取移动机构是否与所述支撑机构上的间隔盘对准,若是,则向所述控制模块发送信号;
所述控制模块根据接收到信号控制所述抓取移动机构向上施力在所述间隔盘的靠外部位,以带动所述间隔盘和钢圈远离所述支撑机构移动,同时,控制所述分离机构向下施力在所述间隔盘的靠内部位,以使所述间隔盘上下对称翻折,进而使得所述间隔盘与钢圈在凸出部位处形成一间隙,以将所述间隔盘与钢圈部分分离;
控制所述扣持块扣持在所述钢圈的内缘,在所述抓取臂组件和基座组件的驱动下移动至所述间隔盘放置处,所述抓取移动机构停止向所述间隔盘施力,所述间隔盘掉落在所述间隔盘放置处,从而完成对所述钢圈的自动抓取。
作为本发明的进一步改进,所述抓取移动机构通过一抽吸组件或所述抽吸组件配合一抓取组件施力在所述间隔盘的靠外部位,并带动所述间隔盘和钢圈远离所述支撑机构移动。
本发明的有益效果是:本发明涉及一种钢圈自动抓取装置,用于自动抓取层叠设置的钢圈,任意相邻的钢圈之间设置有间隔盘,通过在一固定架上设置一移动抓取机构作用在所述间隔盘的靠外部位,并带动钢圈和间隔盘远离所述支撑机构移动,再设置一分离机构,在所述钢圈和间隔盘的移动过程中,将所述钢圈和间隔盘部分分离,最后再设置一个扣持机构扣持在所述钢圈的内缘,松开所述移动抓取机构将间隔盘放置在预设位置处,最后在驱动源的驱动下将所述钢圈移动至轮胎成型机的预置器上,从而完成对所述钢圈的自动抓取。
附图说明
图1是本发明钢圈自动抓取装置的侧视图。
图2是本发明钢圈及间隔盘的立体分解图。
图3是图2的前视图。
图4是本发明钢圈自动抓取装置基座组件的立体图。
图5是本发明钢圈自动抓取装置抓取臂组件的前视图。
图6是本发明钢圈自动抓取装置调节架组件和固定架组件的立体图。
图7是本发明钢圈自动抓取装置固定架组件的立体图。
图8是本发明钢圈自动抓取装置抓取移动机构的立体图。
图9是本发明钢圈自动抓取装置抽吸组件工作状态图。
图10是本发明钢圈自动抓取装置抓取组件工作状态图。
图11是本发明钢圈自动抓取装置支撑机构的立体图。
图12是本发明钢圈自动抓取装置分离机构的立体图。
图13是图7的俯视图。
图14是本发明钢圈自动抓取装置扣持机构的立体图。
图15是本发明钢圈自动抓取装置扣持机构扣持在钢圈内缘的工作状态图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述,以下为本发明的最优实施方式。
请参见图1~图3所示,本发明涉及一种钢圈自动抓取装置100,包括基座组件10、设置在所述基座组件10上的抓取臂组件20、设置在所述抓取臂组件20下侧的抓取移动机构30、设置在所述抓取移动机构30下侧或旁侧的分离机构40、检测识别组件(未标号)以及控制模块(未标号)。所述钢圈自动抓取装置100用于自动逐个抓取层叠设置的钢圈200,并将所述钢圈200组装至轮胎成型机的预置器上。若干层叠设置的钢圈200套设在一支撑机构300上,且任意相邻两个钢圈200之间贴合设置有间隔盘210,所述间隔盘210和所述钢圈200均为中空圆环结构,且所述间隔盘210为柔性材料。所述间隔盘210的中部设置有向外凸起的凸起部211,所述钢圈200贴合在所述间隔盘210上侧,且中部设有与所述凸起部211相配合的凹槽部201。所述钢圈210的面积小于所述间隔盘220的面积,以在所述间隔盘210上形成有重合区212和非重合区213,所述重合区212靠近所述间隔盘210的内缘设置,即部分所述间隔盘210与所述钢圈200贴合。
请参见图1~图4所示,所述基座组件10包括基杆11、设置在基杆11顶部的横梁12,设置在所述横梁12上的第二导轨组件13,所述第二导轨组件13包括第二滑轨131、与所述第二滑轨131配合的第二滑块132以及第二导轨驱动源133,所述抓取臂组件20设置在所述第二滑块132上,所述第二导轨驱动源133能够驱动所述抓取臂组件20沿所述第二滑轨131滑动。在本实施方式中,所述第二导轨驱动源133为电机与丝杠的组合结构。
请参见图4~图6所示,所述抓取臂组件20包括抓取臂21、设置在所述抓取臂21下侧的调节架组件22、旋转设置在所述调节架组件22下侧的固定架组件23以及驱动所述抓取臂21移动的第一驱动源24,所述抓取臂21设置在所述第二滑块132上。所述第一驱动源24为电机与丝杠的组合结构。
所述调节架组件22包括设置在所述抓取臂21下端的调节架221、设置在所述调节架221和抓取臂21之间的第一导轨组件222,所述第一导轨组件222包括设置在所述抓取臂21底端的第一滑轨2221、设置在所述调节架221上的第一滑块2222,以及驱动所述调节架221沿所述第一滑轨2221滑动的第一导轨驱动源2223。所述第一导轨组件222与所述第二导轨组件13相互垂直,以使所述固定架23能够在所述第一导轨组件222和第二导轨组件13的导引下交错移动。
所述固定架组件23包括旋转设置在所述调节架221底端的固定架231、驱动所述固定架231旋转的第五驱动源232以及设置在所述固定架231上的检测识别组件(未标号),所述第五驱动源232设置在所述调节架221上并设有一伸缩杆2311,所述伸缩杆2311通过一连杆233与所述固定架231相连,第五驱动源232驱动所述伸缩杆2311伸缩时,所述连杆233带动所述固定架231垂直旋转。所述第五驱动源232为伸缩气缸。
请参见图7~图8所示,所述抓取移动机构30包括至少两个对称设置的抽吸组件31以及位于所述抽吸组件及31旁侧的抓取组件32。所述抽吸组件31包括自所述固定架231向一侧延伸设置的真空吸盘311或者磁铁。所述抓取组件32包括设置在所述固定架231上的卡钩321、驱动所述卡钩321在垂直于所述抓取移动机构30移动的方向上伸缩的第四驱动源322。所述卡钩321设置在所述抽吸组件31旁侧,且所述卡钩321的长度大于所述真空吸盘311,所述抽吸组件31先作用于所述间隔盘210的靠外部位,以带动所述间隔盘210远离所述支撑机构300移动一距离后,请参见图9所示,所述第四驱动源322驱动所述卡钩321沿所述间隔盘210径向向内移动并卡在所述间隔盘210的底部,从而带动所述间隔盘210移动,请参见图10所示。所述第四驱动源322为伸缩气缸。
请参见图12、图15所示,所述分离机构40设置在所述支撑机构300上,所述分离机构40包括阻挡块41以及驱动所述阻挡块41朝向所述间隔盘210内部伸缩的第二驱动源42,当所述抓取移动机构30通过所述抽吸组件31和所述抓取组件32带动所述间隔板210远离所述支撑机构40时,所述第二驱动源42驱动所述阻挡块41朝向所述间隔盘210内部伸出,并抵触在所述间隔盘210的内部,由于所述抓取移动机构30作用于所述间隔盘210靠外部位,所述阻挡块41作用于所述间隔盘210内部,且所述作用力相反,从而使得所述间隔盘210对称翻折,并在所述间隔盘210和钢圈200的凸出部位形成间隙。所述第二驱动源42为伸缩气缸。
所述分离机构40还包括设置在所述阻挡块41旁侧的行程开关43,用于检测所述间隔盘210和钢圈200是否到达指定位置。
请参见图11所示,所述支撑机构300包括底座310、设置在所述底座310上的若干支撑杆320、设置在若干支撑杆320上端的固定板330、套设在所述支撑杆320上用于支撑所述间隔盘210和钢圈200的支撑板340,以及驱动所述支撑板340沿所述支撑杆320移动的第六驱动源350。所述阻挡块41设置在所述固定板330上,并在所述第二驱动源42的驱动下朝向所述间隔盘210伸缩。当所述第六驱动源350驱动所述支撑板340移动至上端时,所述固定板330与所述间隔盘210的中空部相配合。所述支撑板340上设有至少两个对称设置的缺口341,以便于所述抓取组件32抓取在所述间隔盘210的底部。所述第六驱动源350为电机与滚珠丝杠的组合结构。
请参见图7、图13~图15,所述扣持机构50包括对称设置的至少两个扣持块51、带动每个扣持块51同步动作的传动组件52、驱动所述传动组件52以带动每个扣持块51朝向所述间隔盘210内缘移动的第三驱动源53。每个扣持块51间隔开设在侧壁上的若干与所述间隔盘210内缘相配合的扣持槽511、设置在所述扣持块51底部的滚动轮512,所述扣持块51通过一弹簧设置在所述固定架231的下侧且能够相对所述固定架231上下移动,当所述第三驱动源53驱动所述扣持块51沿所述间隔盘210径向移动时,所述扣持块51的滚动轮512先与所述间隔盘210的表面相接触,并在所述间隔盘210的表面上朝向所述钢圈200的内缘滚动,由于所述间隔盘210的中部凸出设置,所述扣持块51能够上下移动,从而能够避免刮伤所述间隔盘210和所述钢圈200的内缘。所述第三驱动源53为旋转气缸。
所述传动组件52包括设置在所述固定架231一侧的至少两个同步轮521、设置在所述固定架23另一侧且与所述同步轮组件521共轴的齿轮齿条组件522。所述同步轮组件521包括至少两个同步轮5211、连接每个同步轮5211的同步带以及压紧轮5212。所述齿轮齿条组件522包括扣持导轨5221以及与所述扣持导轨5221配合设置的滑块5222,所述滑块5222的一侧设置有齿条,所述扣持块51设置在所述齿条上,并在所述第三驱动源53驱动下带动所述扣持块51沿所述间隔盘210径向伸缩。
所述检测识别组件包括设置在所述固定架231上的光源、设置在所述支撑机构上的图像获取元件以及设置在上述每一驱动源上的位置检测元件,所述光源、图像获取元件、位置检测元件均与所述控制模块电性或通信连接。所述光源能够向下发射光线,通过所述图像获取元件检测所述钢圈200是否在指定位置,并向所述控制模块发送信号。所述位置检测元件能够记录下驱动源动作的速度、位置、时间等参数,并发送信号给所述控制模块。
本发明还提供一种利用所述钢圈自动抓取装置100进行抓取的抓取方法,包括以下步骤:所述钢圈自动抓取装置100具有一起始位置,所述检测识别组件234检测所述钢圈200是否到达指定位置,若是,则给所述控制模块发送启动信号。
所述控制模块根据接收到的信号控制所述抓取移动机构30向上施力在所述间隔盘210的靠外部位,以带动所述间隔盘210和钢圈200远离所述支撑机构300,同时,控制所述分离机构40向下施力在所述间隔盘210的靠内部位,以使所述间隔盘210上下对称翻折,进而使得所述间隔盘210与所述钢圈200在凸出部位处形成一间隙。
具体为:所述抽取组件31作用在所述间隔盘210靠外部位一侧表面,并带动所述间隔盘210和钢圈200移动一段距离后,所述抓取组件32抓取作用在所述间隔盘210另一侧表面,以使所述抓取移动机构30作用在所述间隔盘210的靠外部位,从而将所述间隔盘210远离所述支撑机构300移动,待检测到所述间隔盘210向上移动到设定距离后,所述控制模块控制所述第二驱动源42驱动所述阻挡块41朝向所述间隔盘210内部伸出,并抵触在所述间隔盘210的靠内部位,由于所述抓取移动机构30作用于所述间隔盘210靠外部位,所述阻挡块41作用于所述间隔盘210内部,且作用力相反,从而使得所述间隔盘210对称翻折,使得所述间隔盘210与所述钢圈200在凸出部位处形成一间隙。
检测所述分离机构40运行到设定时间后,所述控制模块控制所述扣持块51扣持在所述钢圈200内缘,在所述抓取臂组件20和基座组件10的驱动下移动至所述间隔盘210放置处后,所述抓取移动机构30停止向所述间隔盘210施力,所述间隔盘210掉落在所述间隔盘放置处,从而分离所述钢圈200和间隔盘210,完成对所述钢圈200的自动夹持。
具体为:所述第一导轨驱动源2223、第二导轨驱动源14以及第一驱动源24驱动所述固定架231到指定位置后,所述第四驱动源322驱动所述卡钩321沿所述间隔盘210径向向外移动以松开所述间隔盘210,从而将所述间隔盘210掉落,完成所述钢圈200和间隔盘210的分离,所述扣持机构50能够扣持所述钢圈200在上述驱动源的带动下组装到预置器上,从而完成对所述钢圈200自动抓取。
综上所述,本发明涉及一种钢圈自动抓取装置100,用于自动抓取层叠设置的钢圈200,任意相邻的钢圈200之间设置有间隔盘210,通过在一固定架231上设置一移动抓取机构30作用在所述间隔盘210的靠外部位,并带动钢圈200和间隔盘210远离所述支撑机构300移动,再设置一分离机构40,在所述钢圈200和间隔盘210的移动过程中,将所述钢圈200和间隔盘210部分分离,最后再设置一个扣持机构50扣持在所述钢圈200的内缘,松开所述移动抓取机构30将间隔盘210放置在预设位置处,最后在上述驱动源的驱动下将所述钢圈200移动至轮胎成型机的预置器上,从而完成对所述钢圈200的自动抓取。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。