CN107378423B - 用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置及送料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置，其包括用于存储垫圈的送料振动盘、位于在送料振动盘一侧的架体、设置在架体上的上料平台、以及设置在架体上且位于上料平台上方的抓取下料底座。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置及送料方法

技术领域

本发明涉及用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置及送料方法，本发明属于垫圈类零、部件抓放的自动生产线技术领域，具体涉及用于对弹垫、平垫、胶木垫等不同材料、不同型号等中孔类零部件实现自动化抓取和放置。

背景技术

目前很多产品生产都需要装配弹垫、平垫等中孔类零部件，甚至有的产品同时需要装多个垫圈、多种垫圈，有的产品作为公司的主打品牌每年要生产的数量巨大，且装配时用的垫圈品种各异，一般垫圈体积比较偏小，操作人员在操作过程中抓取、放置垫圈很不方便，容易抓不住或不容易放在指定位置，很是费神费力，再加上日复一日，年复一年的做着单一动作，时间一久，操作人员不但劳动强度大，更容易出现走神、疲劳和态度懈怠等现象，很容易造成产品装配的垫圈多装、少装和错装等问题出现，甚至导致产品质量不合格，不但影响生产进度，间接影响公司经济效益和社会效益。由于很多产品都是单一的装配方式，且每年的生产数量巨大，自动化装配的生产线更加适合这种生产模式，在当前自动化领先的时代，中国提出了“中国制造2025”的发展规划，这就急需要有一种垫圈类及其它零、部件自动抓、放装配的自动化生产线装置来出现。

目前还没有垫圈类零、部件抓放的自动生产线装配装置，几乎都是靠人工一个一个的去进行装配，存在以下问题：

（1）装配效率低：一般垫圈类零件，不管是弹垫还是平垫都是又小又薄，手工抓取或安装都比较费劲，再加上生产数量较大时，操作人员很容易劳累，导致了传统的装配效率很低。

（2）操作者劳动强度大：人工日复一日，年复一年的不间断工作，劳动强度较大。

（3）产品质量不高：因为垫圈类产品普遍体积较小，装配费神费力，而且当人们反复进行单一的动作时，时间一久注意力分散，容易造成平垫或弹垫的多装、漏装或者错装，从而降低了产品质量的合格率。

（4）不适合现代化生产的步伐：现在国家提出“中国制造2025“的发展口号，传统的手工装配已经不能适合时代的发展，更需要半自动化和自动化生产来实现。

因此，如何开发出一种用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置，对本领域技术人员来说是迫切需要努力实现的方向和目标。

发明内容

本发明的目的是设计用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置及送料方法，改变现有此领域的空白，具有提高装配效率和产品质量、降低操作者劳动强度、适应现代化社会发展等优点；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置，包括用于存储垫圈的送料振动盘、位于在送料振动盘一侧的架体、设置在架体上的上料平台、以及设置在架体上且位于上料平台上方的抓取下料底座。

作为上述技术方案的进一步改进：

在上料平台上设置有用于水平放置数量为一个且从送料振动盘轨道传送来垫圈的指定口；在上料平台上上下伸缩设置有上料气缸，上料气缸活塞杆在指定口中上下伸缩设置，在上料气缸活塞杆上端头设置有用于向上托举指定口中的垫圈的轴肩。

在架体上设置有带动抓取下料底座上下移动的Y轴动作气缸，Y轴动作气缸的活塞杆下端与抓取下料底座连接，在抓取下料底座上水平设置有X轴动作气缸，X轴动作气缸的活塞杆上连接有抓放料箱，抓放料箱在抓取下料底座上水平移动设置，在抓放料箱上端倒置有下料气缸，在抓放料箱下端设置有与指定口对应的上槽口，在上槽口的内壁上设置有至少3个径向孔，在径向孔内伸缩设置有销，在抓放料箱外侧壁环绕设置有圆弧沟槽，圆弧沟槽的内侧面分别与径向孔的外端口连通，在圆弧沟槽内设置有橡胶圈，在抓放料箱内部设置有与上槽口同轴的中心孔，中心孔的下端与上槽口的顶壁连通，在中心孔内活动设置有芯轴，芯轴的下端头与卡装在上槽口内的垫圈上端面接触；下料气缸的活塞杆下端与芯轴上端传动连接；销的内端头部为弧面。

在芯轴的下端头设置有光电传感器与位置传感器；光电传感器与位置传感器分别电连接有单片机；

光电传感器用于感应指定口中的垫圈的放置位置，并将该信号传递给单片机或PLC，单片机通过控制器控制送料振动盘的控制电机与Y轴动作气缸的启停；

位置传感器用于感应抓放料箱的下端头与上料平台上端面的位置，并将该位置信号传递给单片机，单片机通过控制器控制上料气缸、Y轴动作气缸、X轴动作气缸以及下料气缸的控制电机。

一种垫圈类及套类零件的送料方法，借助于上述的自动生产线装置，包括以下步骤：

步骤a：首先，将待组装的垫圈类及套类零件存放在送料振动盘中；然后，送料振动盘在振动电机的驱动下，将垫圈类及套类零件逐个传送到指定口中且水平放置；

步骤b：当光电传感器检测到指定口中存放有垫圈类及套类零件后，单片机通过控制器控制送料振动盘在振动电机停止工作，同时，单片机通过控制器控制Y轴动作气缸带动抓取下料底座向下移动；

步骤c：当上槽口的下端面与指定口的上端面吻合后，首先，位置传感器向单片机发出信号，单片机通过控制器控制Y轴动作气缸停止移动，同时，单片机通过控制器控制上料气缸向上移动，上料气缸的上端轴肩将步骤b中的垫圈类及套类零件托顶到上槽口中；其次，垫圈类及套类零件将销在径向孔中向外推动，销的内部头与垫圈类及套类零件的外侧壁接触；

步骤d：首先，单片机通过控制器控制Y轴动作气缸向上移动；然后，单片机通过控制器控制X轴动作气缸带动步骤c中的抓放料箱水平移动到组装工位；

步骤e：当达到步骤d的组装工位后，单片机通过控制器控制下料气缸向下移动，芯轴的下端头向下移动将步骤d中的垫圈类及套类零件从上槽口中顶出来。

本发明的效果在于：

（1）生产效率大幅度提高：本发明属于自动化生产线装置范畴，流水生产模式，装置不间歇的装配，生产效率很高。

（2）操作者劳动强度降低：传统的手工生产模式，生产数量较大时需要投入大量的人力、物力，且操作人员不停地工作，利用本自动化装置后，几乎不用人力，使得操作者劳动强度大幅度降低。

（3）产品质量得到了提高：传统人力生产，由不同的人员操作，每个人的技能水平不同，造成产品质量也不尽相同，同时长时间劳作，人的疲劳强度逐渐加大，不可避免地会出现错装等质量问题。利用自动化生产装置后，避免了以上问题的出现。

（4）本发明装置适合了时代的发展：本自动化装置顺应了国家提倡的“中国制造2025”的发展方向，适应了时代发展潮流。

本发明明显的提高了弹垫、平垫、胶木垫等不同材料、不同型号等中孔类零部件的装配效率，降低了不合格品数量，间接地提高了经济效益。

本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的I部放大结构示意图。

其中：1、送料振动盘；2、上料平台；3、抓取下料底座；4、架体；5、垫圈；6、Y轴动作气缸；7、上料气缸；8、上槽口；9、橡胶圈；10、销；11、芯轴；12、光电传感器；13、X轴动作气缸；14、单片机；15、位置传感器；16、下料气缸；17、指定口；18、抓放料箱。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置，包括用于存储垫圈5的送料振动盘1、位于在送料振动盘1一侧的架体4、设置在架体4上的上料平台2、以及设置在架体4上且位于上料平台2上方的抓取下料底座3。

在上料平台2上设置有用于水平放置数量为一个且从送料振动盘1轨道传送来垫圈5的指定口17；在上料平台2上上下伸缩设置有上料气缸7，上料气缸7活塞杆在指定口17中上下伸缩设置，在上料气缸7活塞杆上端头设置有用于向上托举指定口17中的垫圈5的轴肩。

在架体4上设置有带动抓取下料底座3上下移动的Y轴动作气缸6，Y轴动作气缸6的活塞杆下端与抓取下料底座3连接，在抓取下料底座3上水平设置有X轴动作气缸13，X轴动作气缸13的活塞杆上连接有抓放料箱18，抓放料箱18在抓取下料底座3上水平移动设置，在抓放料箱18上端倒置有下料气缸16，在抓放料箱18下端设置有与指定口17对应的上槽口8，在上槽口8的内壁上设置有至少3个径向孔，在径向孔内伸缩设置有销10，在抓放料箱18外侧壁环绕设置有圆弧沟槽，圆弧沟槽的内侧面分别与径向孔的外端口连通，在圆弧沟槽内设置有橡胶圈9，在抓放料箱18内部设置有与上槽口8同轴的中心孔，中心孔的下端与上槽口8的顶壁连通，在中心孔内活动设置有芯轴11，芯轴11的下端头与卡装在上槽口8内的垫圈5上端面接触；下料气缸16的活塞杆下端与芯轴11上端传动连接；销10的内端头部为弧面。

在芯轴11的下端头设置有光电传感器12与位置传感器15；光电传感器12与位置传感器15分别电连接有单片机14；

光电传感器12用于感应指定口17中的垫圈5的放置位置，并将该信号传递给单片机14，单片机14通过控制器控制送料振动盘1的控制电机与Y轴动作气缸6的启停；

位置传感器15用于感应抓放料箱18的下端头与上料平台2上端面的位置，并将该位置信号传递给单片机14，单片机14通过控制器控制上料气缸7、Y轴动作气缸6、X轴动作气缸13以及下料气缸16的控制电机。

本实施例的垫圈类及套类零件的送料方法，借助于上述的自动生产线装置，包括以下步骤：

步骤a：首先，将待组装的垫圈类及套类零件存放在送料振动盘1中；然后，送料振动盘1在振动电机的驱动下，将垫圈类及套类零件逐个传送到指定口17中且水平放置；

步骤b：当光电传感器12检测到指定口17中存放有垫圈类及套类零件后，单片机14通过控制器控制送料振动盘1在振动电机停止工作，同时，单片机14通过控制器控制Y轴动作气缸6带动抓取下料底座3向下移动；

步骤c：当上槽口8的下端面与指定口17的上端面吻合后，首先，位置传感器15向单片机14发出信号，单片机14通过控制器控制Y轴动作气缸6停止移动，同时，单片机14通过控制器控制上料气缸7向上移动，上料气缸7的上端轴肩将步骤b中的垫圈类及套类零件托顶到上槽口8中；其次，垫圈类及套类零件将销10在径向孔中向外推动，销10的内部头与垫圈类及套类零件的外侧壁接触；

步骤d：首先，单片机14通过控制器控制Y轴动作气缸6向上移动；然后，单片机14通过控制器控制X轴动作气缸13带动步骤c中的抓放料箱18水平移动到组装工位；

步骤e：当达到步骤d的组装工位后，单片机14通过控制器控制下料气缸16向下移动，芯轴11的下端头向下移动将步骤d中的垫圈类及套类零件从上槽口8中顶出来。

本发明是应用于垫圈类及其它零部件抓、放的自动生产线装置，可以对弹垫、平垫、胶木垫等不同材料、不同型号等中孔类零部件实现自动化抓取和放置。

本发明的工作原理是：首先，将需要抓取以及放置的垫圈类零部件放入送料振动盘1内，通过振动盘的振动排选，垫圈5会按照送料振动盘1的送料路径依次单个排开，并且在振动源的作用下，逐步向上料平台2的指定口17移动，直至第一个垫圈5恰好落入上料平台2的垫圈指定口17内时，光电传感器12感应，反馈给单片机 14一个感应信号，利用单片机14给送料振动盘1一个停止指令，送料振动盘1停止振动输送垫圈5；此后单片机 14会给Y轴动作气缸6一个动作指令，Y轴动作气缸6驱使抓取下料底座3整体下移直至传感器15接触到上料平台2时，单片机 14控制Y轴动作气缸6动作停止；此后上料气缸7向上动作，推着上料平台内的垫圈5向上移动，一直将垫圈5送进抓取下料底座3的上槽口内，在垫圈5接触到销10后，随着垫圈5的上升，垫圈5会逐渐挤压4个销5沿销轴轴向方向向外移动，间接将橡胶圈9的内径涨大，当垫圈5上升到指定位置后，此时上料气缸7停止动作，在橡胶圈9自身收缩弹力的作用下，4个方向的销10正好将垫圈5稳稳的抓紧；此后单片机 14下达指令，上料气缸7退回原来位置，X轴动作气缸13带动整个抓取下料底座3以及垫圈5移动到要组装的指定位置，到位后，单片机 14给出动作指令，下料气缸16推动芯轴11，将垫圈5从抓取下料底座3中推出，直至放置到安装的指定位置；此后在单片机 14指令和光电传感器的辅助下，各零部件都回归最初的位置状态，循环下一个动作，实现了现代自动化生产线装配。

本发明的关键点在于：

（1）采用橡胶圈（以及其它材料弹圈类产品）的自身收放预紧力方式卡紧垫圈以及其它被抓放的零部件；

（2）不管是抓取还是置放，都能保证垫圈以及其它零部件的精确取放；

（3）利用上、下两气缸给料和下料方式，为垫圈及其它零部件的推进和送出提供原动力；

（4）装置由四部分组成：送料振动盘、上料平台、抓取下料底座和架体；

（5）利用光电装置来精确控制垫圈的输送位置；

（6）采用振动盘方式，对料进行筛选以及传输；

（7）利用橡胶圈9的自身收缩弹力，使得销10正好将垫圈5稳稳的抓紧。

本发明的效果在于：

（1）生产效率大幅度提高：本发明属于自动化生产线装置范畴，流水生产模式，装置不间歇的装配，生产效率很高。

（2）操作者劳动强度降低：传统的手工生产模式，生产数量较大时需要投入大量的人力、物力，且操作人员不停地工作，利用本自动化装置后，几乎不用人力，使得操作者劳动强度大幅度降低。

（3）产品质量得到了提高：传统人力生产，由不同的人员操作，每个人的技能水平不同，造成产品质量也不尽相同，同时长时间劳作，人的疲劳强度逐渐加大，不可避免地会出现错装等质量问题。利用自动化生产装置后，避免了以上问题的出现。

（4）本发明装置适合了时代的发展：本自动化装置顺应了国家提倡的“中国制造2025”的发展方向，适应了时代发展潮流。

本发明明显的提高了弹垫、平垫、胶木垫等不同材料、不同型号等中孔类零部件的装配效率，降低了不合格品数量，间接地提高了经济效益。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置，其特征在于：包括用于存储垫圈(5)的送料振动盘(1)、位于在送料振动盘(1)一侧的架体(4)、设置在架体(4)上的上料平台(2)、以及设置在架体(4)上且位于上料平台(2)上方的抓取下料底座(3)；

在上料平台(2)上设置有用于水平放置数量为一个且从送料振动盘(1)轨道传送来垫圈(5)的指定口(17)；在上料平台(2)上上下伸缩设置有上料气缸(7)，上料气缸(7)活塞杆在指定口(17)中上下伸缩设置，在上料气缸(7)活塞杆上端头设置有用于向上托举指定口(17)中垫圈(5)的轴肩；

在架体(4)上设置有带动抓取下料底座(3)上下移动的Y轴动作气缸(6)，Y轴动作气缸(6)的活塞杆下端与抓取下料底座(3)连接，在抓取下料底座(3)上水平设置有X轴动作气缸(13)，X轴动作气缸(13)的活塞杆上连接有抓放料箱（18），抓放料箱（18）在抓取下料底座(3)上水平移动设置，在抓放料箱（18）上端倒置有下料气缸(16)，在抓放料箱（18）下端设置有与指定口(17)对应的上槽口(8)，在上槽口(8)的内壁上设置有至少3个径向孔，在径向孔内伸缩设置有销(10)，在抓放料箱（18）外侧壁环绕设置有圆弧沟槽，圆弧沟槽的内侧面分别与径向孔的外端口连通，在圆弧沟槽内设置有橡胶圈(9)，在抓放料箱（18）内部设置有与上槽口(8)同轴的中心孔，中心孔的下端与上槽口(8)的顶壁连通，在中心孔内活动设置有芯轴(11)，芯轴(11)的下端头与卡装在上槽口(8)内的垫圈(5)上端面接触；下料气缸(16)的活塞杆下端与芯轴(11)上端传动连接；销(10)的内端头部为弧面。

2.根据权利要求1所述的用于垫圈类及套类零件抓放的自动生产线装置，其特征在于:在芯轴(11)的下端头设置有光电传感器(12)与位置传感器(15)；光电传感器(12)与位置传感器(15)分别电连接有单片机(14)；

光电传感器(12)用于感应指定口(17)中垫圈(5)的放置位置，并将该信号传递给单片机(14)，单片机(14)通过控制器控制送料振动盘(1)的控制电机与Y轴动作气缸(6)的启停；

位置传感器(15)用于感应抓放料箱（18）的下端头与上料平台(2)上端面的位置，并将该位置信号传递给单片机(14)，单片机(14)通过控制器控制上料气缸(7)、Y轴动作气缸(6)、X轴动作气缸(13)以及下料气缸(16)的控制电机。

3.一种垫圈类及套类零件的送料方法，其特征在于:借助于权利要求2所述的自动生产线装置，包括以下步骤：

步骤a：首先，将待组装的垫圈类及套类零件存放在送料振动盘(1)中；然后，送料振动盘(1)在振动电机的驱动下，将垫圈类及套类零件逐个传送到指定口(17)中且水平放置；

步骤b：当光电传感器(12)检测到指定口(17)中存放有垫圈类及套类零件后，单片机(14)通过控制器控制送料振动盘(1)使振动电机停止工作，同时，单片机(14)通过控制器控制Y轴动作气缸(6)带动抓取下料底座(3)向下移动；

步骤c：当上槽口(8)的下端面与指定口(17)的上端面吻合后，首先，位置传感器(15)向单片机(14)发出信号，单片机(14)通过控制器控制Y轴动作气缸(6)停止移动,同时，单片机(14)通过控制器控制上料气缸(7)向上移动，上料气缸(7)的上端轴肩将步骤b中的垫圈类及套类零件托顶到上槽口(8)中；其次，垫圈类及套类零件将销(10)在径向孔中向外推动，销(10)的内部头与垫圈类及套类零件的外侧壁接触；

步骤d：首先，单片机(14)通过控制器控制Y轴动作气缸(6)向上移动；然后，单片机(14)通过控制器控制X轴动作气缸(13)带动步骤c中的抓放料箱（18）水平移动到组装工位；

步骤e：当达到步骤d的组装工位后，单片机(14)通过控制器控制下料气缸(16)向下移动，芯轴(11)的下端头向下移动将步骤d中的垫圈类及套类零件从上槽口(8)中顶出来。