CN107414485B - 长杆工件自动上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长杆工件自动上料装置，包括悬臂吊和与悬臂吊通过转接法兰连接的夹具组件，所述夹具组件包括单根夹具和三根夹具。本发明提供了一种长杆工件自动上料装置，能够实现一个人完成长杆工件的搬运，不需要其他人的协助，降低人员的劳动强度；单根夹具的设计，能够实现单根长杆工件的夹取；三根夹具的设计，能实现三根长杆工件共同夹取；转接法兰的设计，能够连接悬臂吊与夹具，并能够实现单根夹具与三根夹具的变换。

Description

长杆工件自动上料装置

技术领域

本发明属于一种自动上料装置，具体涉及一种长杆工件自动上料装置。

背景技术

车间生产线目前自动化程度较低，工位工作内容主要是完成长杆工件上线的安装以及信号线组件的装配。

目前工位操作状态：首先由一名操作员安装角钢、夹板并紧固，排布信号线组件，然后安装长杆工件。安装长杆工件时操作员将装有长杆工件的运输车推到待定搬运位置后，由另一工位抽调一位操作人员配合此工位操作人员将长杆工件按顺序抬至升降器，通过升降器抬起至指定高度，两人再配合将精、供、贫三根长杆工件按顺序抬起安装至装架指定位置，每安装一根长杆工件都会装两个螺栓用以支撑和夹紧定位。

因此，可以看出整个过程存在如下问题：目前使用提升装置需要人工进行两次搬运，消耗体力；单根长杆工件重约为19kg，单人无法完成安装，在安装长杆工件时需要从其他工位抽调人员来协助安装。

为解决以上存在问题，需设计一台长杆工件上料装置来适应生产节奏紧张，人员短缺的现状。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种长杆工件自动上料装置。

本发明的技术方案是：

一种长杆工件自动上料装置，包括悬臂吊和与悬臂吊通过转接法兰连接的夹具组件，所述夹具组件包括单根夹具和三根夹具。

所述悬臂吊包括基座；基座上垂直设置有立柱；立柱顶端竖直设置两块杆固定板，其中部外圆周壁设置有移动气缸安装架；移动气缸安装于移动气缸安装架上；移动气缸的气缸杆与主动杆连接；平衡杆与主动杆平行设置，两者靠近立柱的一端伸入两块杆固定板之间的间隙处，并通过转轴与两块杆固定板连接，且两者另一端通过旋转件与旋转杆连接；旋转杆远离立柱的一端底面与转接法兰连接。

所述主动杆与气缸杆连接的一端形成叉型结构，气缸杆伸入叉型结构间隙中，且与主动杆叉型端通过转轴连接。

所述旋转件包括连接件，其一端与平衡杆与主动杆连接，另一端与套设于旋转轴外部的轴套连接；旋转轴与设置于旋转杆上端面的旋转法兰盘连接；旋转气缸安装板垂直设置于连接件侧壁上，旋转气缸安装于旋转气缸安装板下端面，且其输出轴与旋转法兰盘连接。

所述单根夹具包括连接臂，其上端设置与转接法兰连接的单根连接法兰盘，下端与翻转连接件弯折处通过转轴连接；翻转气缸通过翻转气缸固定件与连接臂连接，其气缸杆与翻转连接件一端通过转轴连接；翻转连接件底端与夹取爪安装板连接，两个夹取爪组件设置于夹取爪安装板下端面；手柄通过手柄安装件与连接臂连接。

所述翻转连接件包括两块连接弯板和一块连接平板，连接弯板为弯折成钝角的弯板结构，其下端与连接平板垂直连接，连接平板与夹取爪安装板中部固定连接。

所述夹取爪组件包括与夹取爪安装板底面固定的夹取气缸，夹取气缸的气缸杆底端连接夹取连接件，夹取气缸两侧设置有倒T字形夹取爪安装板，两个夹取爪上端均与两块夹取爪安装板底端突出部通过转轴连接；夹取连接件靠近夹取爪安装板的两侧分别设置有两个夹取辅助板，夹取辅助板的另一端与夹取爪同侧的中部连接。

所述三根夹具包括水平设置的调节组件和与调节组件底端连接的两组夹取组件，两组夹取组件设置有四个工件固定夹，竖直方向上两个工件固定夹通过皮带连接，且通过皮带与调节组件的转轮传动连接；附件安装板分别于两组夹取组件连接，附件安装板上设置有操纵箱和两个把手。

所述调节组件包括中空的箱体，箱体顶面中部设置有三根连接法兰盘，箱体一侧端面安装有电机，电机的输出轴与设置于箱体内的旋转轴连接，旋转轴依次穿过左轴承及轴承座组件、两组转轮和右轴承及轴承座组件；箱体底面对应两组转轮的位置均形成有皮带孔。

所述夹取组件包括顶端与箱体底面连接的固定托板和活动夹取具；活动夹取具包括活动托板，活动托板两侧均垂直设置有与箱体底面连接的支撑板，两个支撑板之间设置有加固板，两个支撑板下端面与活动托板底面平齐，上端面设置有两块夹持气缸安装板，夹持气缸安装于夹持气缸安装板上，其气缸杆与推动装夹连接，推动装夹的另一端与活动托板连接。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种长杆工件自动上料装置，能够实现一个人完成长杆工件的搬运，不需要其他人的协助，降低人员的劳动强度；单根夹具的设计，能够实现单根长杆工件的夹取；三根夹具的设计，能实现三根长杆工件共同夹取；转接法兰的设计，能够连接悬臂吊与夹具，并能够实现单根夹具与三根夹具的变换。

附图说明

图1是本发明安装单根夹具时的整体结构示意图；

图2是本发明中悬臂吊的结构示意图；

图3是本发明中旋转件部分的放大结构示意图；

图4是本发明中单根夹具使用状态的结构示意图；

图5是本发明中单根夹具的局部结构放大示意图；

图6是本发明中夹取爪组件部分的放大结构示意图；

图7是本发明中三根夹具使用状态的结构示意图；

图8是本发明中三根夹具的结构示意图(正视等轴侧)；

图9是本发明中三根夹具的结构示意图(后视等轴侧)；

图10是本发明中调节组件的结构示意图；

图11是本发明中夹持组件部分的放大结构示意图。

其中：

1 悬臂吊 2 转接法兰

3 单根夹具 4 三根夹具

5 长杆工件 101 基座

102 立柱 103 移动气缸安装架

104 移动气缸 105 气缸杆

106 主动杆 107 平衡杆

108 旋转件 109 旋转杆

110 杆固定板 111 控制箱

112 连接件 113 旋转气缸安装板

114 旋转气缸 115 轴套

116 旋转轴 117 旋转法兰盘

118 加强筋 119 基板

120 连接板 301 连接臂

302 单根连接法兰盘 303 翻转气缸固定件

304 翻转气缸 305 翻转连接件

306 夹取爪安装板 307 手柄安装件

308 手柄 309 操作箱

310 夹取爪组件 311 夹持板

312 转接板 313 连接弯板

314 连接平板 315 夹取气缸

316 夹取爪安装板 317 夹取连接件

318 夹取辅助板 319 夹取爪

320 保护套 321 卡槽

401 调节组件 402 夹取组件

403 附件安装板 404 操纵箱

405 把手 406 箱体

407 三根连接法兰盘 408 电机

409 工件固定夹 410 旋转轴

411 左轴承及轴承座组件 412 转轮

413 右轴承及轴承座组件 414 皮带孔

415 固定托板 416 活动夹取具

417 活动托板 418 支撑板

419 加固板 420 夹持气缸安装板

421 夹持气缸 422 推动装夹。

具体实施方式

下面结合说明书附图几实施例对本发明长杆工件自动上料装置进行详细说明：

如图1所示，一种长杆工件自动上料装置，包括悬臂吊1和与悬臂吊1通过转接法兰2连接的夹具组件，所述夹具组件包括单根夹具3和三根夹具4。

如图1、2所示，所述悬臂吊1包括基座101；基座101上垂直设置有立柱102；立柱102顶端竖直设置两块杆固定板110，其中部外圆周壁设置有移动气缸安装架103；移动气缸104安装于移动气缸安装架103上；移动气缸104的气缸杆105与主动杆106连接；平衡杆107与主动杆106平行设置，两者靠近立柱102的一端伸入两块杆固定板110之间的间隙处，并通过转轴与两块杆固定板110连接，且两者另一端通过旋转件108与旋转杆109连接；旋转杆109远离立柱102的一端底面与转接法兰2连接。

所述主动杆106与气缸杆105连接的一端形成叉型结构，气缸杆105伸入叉型结构间隙中，且与主动杆106叉型端通过转轴连接。

如图3所示，所述旋转件108包括连接件112，其一端与平衡杆107与主动杆106连接，另一端与套设于旋转轴116外部的轴套115连接；旋转轴116与设置于旋转杆109上端面的旋转法兰盘117连接；旋转气缸安装板113垂直设置于连接件112侧壁上，旋转气缸114安装于旋转气缸安装板113下端面，且其输出轴与旋转法兰盘117连接。

所述立柱102上设置有控制箱111。

所述基座101和立柱102之间设置有加强筋118。

所述移动气缸安装架103与立柱102垂直设置。

所述移动气缸104与立柱102两者轴线平行设置。

所述转接法兰2与立柱102两者轴线平行设置。

所述连接件112由两块平行设置的L型基板119和设置于两块基板119之间且垂直连接的连接板120；连接板120设置于基板119弯折处；基板119以连接板120为分隔，一侧与平衡杆107与主动杆106连接，另一侧与轴套115外圆连接。

如图4～6所示，所述单根夹具3包括连接臂301，其上端设置与转接法兰2连接的单根连接法兰盘302，下端与翻转连接件305弯折处通过转轴连接；翻转气缸304通过翻转气缸固定件303与连接臂301连接，其气缸杆与翻转连接件305一端通过转轴连接；翻转连接件305底端与夹取爪安装板306连接，两个夹取爪组件310设置于夹取爪安装板306下端面；手柄308通过手柄安装件307与连接臂301连接。

所述翻转气缸固定件303由两块夹持板311和转接板312组成，两块夹持板311设置于连接臂301相互对称的两侧壁上，转接板312一端与一块夹持板311连接，另一端与翻转气缸304顶部连接。

所述手柄安装件307垂直设置于连接臂301上。

所述翻转气缸304与连接臂301相互平行设置。

所述手柄308是由圆管弯折成的长方框型结构，其两侧管上均设置有操作箱309，操作箱309上设置操作按钮。

所述翻转连接件305包括两块连接弯板313和一块连接平板314，连接弯板313为弯折成钝角的弯板结构，其下端与连接平板314垂直连接，连接平板314与夹取爪安装板306中部固定连接。

所述两块连接弯板313对称设置于连接臂301两侧。

所述夹取爪组件310包括与夹取爪安装板306底面固定的夹取气缸315，夹取气缸315的气缸杆底端连接夹取连接件317，夹取气缸315两侧设置有倒T字形夹取爪安装板316，两个夹取爪319上端均与两块夹取爪安装板316底端突出部通过转轴连接；夹取连接件317靠近夹取爪安装板316的两侧分别设置有两个夹取辅助板318，夹取辅助板318的另一端与夹取爪319同侧的中部连接。

所述夹取辅助板318与夹取连接件317、夹取爪319之间为可自由转动连接。

所述两个夹取爪319呈镜像对称设置，夹取爪319下端靠近夹取气缸315气缸杆的一侧形成卡槽321，且夹取爪319下端外部套设保护套320。

如图7～9所示，所述三根夹具4包括水平设置的调节组件401和与调节组件401底端连接的两组夹取组件402，两组夹取组件402设置有四个工件固定夹409，竖直方向上两个工件固定夹409通过皮带连接，且通过皮带与调节组件401的转轮412传动连接；附件安装板403分别于两组夹取组件402连接，附件安装板403上设置有操纵箱404和两个把手405。

所述附件安装板403竖直设置。

所述两个把手405分别设置于操纵箱404两侧。

如图10所示，所述调节组件401包括中空的箱体406，箱体406顶面中部设置有三根连接法兰盘407，箱体406一侧端面安装有电机408，电机408的输出轴与设置于箱体406内的旋转轴410连接，旋转轴410依次穿过左轴承及轴承座组件411、两组转轮412和右轴承及轴承座组件413；箱体406底面对应两组转轮412的位置均形成有皮带孔414。

如图11所示，所述夹取组件402包括顶端与箱体406底面连接的固定托板415和活动夹取具416；活动夹取具416包括活动托板417，活动托板417两侧均垂直设置有与箱体406底面连接的支撑板418，两个支撑板418之间设置有加固板419，两个支撑板418下端面与活动托板417底面平齐，上端面设置有两块夹持气缸安装板420，夹持气缸421安装于夹持气缸安装板420上，其气缸杆与推动装夹422连接，推动装夹422的另一端与活动托板417连接。

所述推动装夹422呈丁字型结构。

本发明长杆工件自动上料装置具备夹紧以及移动功能，移动功能包括竖直移动、水平旋转，水平方向能实现至少90度旋转。

竖直移动通过悬臂吊1以杠杆原理的形式实现，具体过程为：移动气缸104的气缸杆105上下运动，带动主动杆106以其与杆固定板110的连接处为中心在竖直面内上下摆动，进一步带动与主动杆106连接的旋转杆109的上下运动，从而实现旋转杆109下方连接的夹具在竖直方向的移动。

水平旋转通过旋转件108实现，具体过程为：旋转气缸114汽缸杆运动，带动旋转法兰盘117转动，进一步带动旋转杆109水平旋转，进而实现旋转杆109下方连接的夹具在水平方向的移动。

本发明中的三根夹具4能够同时加紧三根长杆工件5，实现长杆工件5从长杆工件运输车到装架的移动。除此之外，三根夹具4还具备长杆工件5间距的调节功能。因为三根长杆工件在长杆工件运输车上的间距大于，在装架上方架板上三根长杆工件的间距，由于两者间距不一样，如果三根长杆工件5整体夹取，需将长杆工件5的间距进行减小调整。具体的实现方式为：将夹取三根长杆工件5的三根夹具4移动到装架上方架板上方，首先到达最下方夹持的一根长杆工件5预定位置后，通过电机408运转带动旋转轴410旋转，进一步带动与转轮412传动链接的皮带运动，从而实现其他两根用工件固定夹409固定的两根长杆工件5的向下运动，调节长杆工件5之间的间距。

本发明中夹紧功能的实现方法：

(1)单根夹具3

夹紧功能通过夹取爪组件310实现，夹取气缸315运行，其气缸杆上下运动，带动汽缸杆底端连接夹取连接件317上下运动，由于夹取连接件317靠近夹取爪安装板316的两侧分别设置有两个夹取辅助板318，夹取辅助板318的另一端与夹取爪319同侧的中部连接，从而实现夹取爪319以两者连接处为旋转轴的旋转运动，从而实现夹紧功能。

同时，单根夹具3还具备翻转功能，通过翻转气缸304实现，翻转气缸304通过翻转连接件305和夹取爪安装板306实现与两个夹取爪组件310的连接，翻转气缸304运行，带动翻转连接件305翻转，进而实现两个夹取爪组件310通过整体翻转。

同时，为了避免磕碰装架，夹取爪319下端进行包胶处理，设置有保护套320。

(2)三根夹具4

夹持气缸421运行，其汽缸杆推动与其连接的推动装夹422，使与推动装夹422连接的活动托板417向固定托板415方向运动，固定托板415固定不动，进而完成夹取。

因为装架安放长杆工件部分的空间限制，夹持气缸421不能正顶在长杆工件5上，需在三个长杆工件5之间的两个位置设置夹持气缸421，只能一侧加夹持气缸421，因此需放置四个夹持气缸421，且每个夹持气缸421均设置于相邻的两根长杆工件5之间。

本发明使用PLC控制器实现自动化控制。

本发明的使用方法：

(1)安装单根夹具的长杆工件自动上料装置

双手抓住手柄308，松开系统关节刹车；手动移动单根夹具3到长杆工件5放置处；调整好单根夹具3与长杆工件5的位置；按动操作箱309上的“取料”按钮，单根夹具3夹取长杆工件5；再按动操作箱309上的“上升”按钮；缓慢将长杆工件5提起，移动到安装位置上部；按动操作箱309上的“下降”按钮，缓缓下降长杆工件5，移动至安装位置；将长杆工件5放置到安装位置，按动操作箱309上的“放料”按钮，放下工件；将悬臂吊1的旋转杆109移动到指定位置，按下操作箱309上的“刹车”按钮，锁住系统回转关节，完成操作。

(2)安装三根夹具的长杆工件自动上料装置

双手抓住把手405，松开系统关节刹车；手动移动三根夹具4到长杆工件5放置处；调整好三根夹具4与长杆工件5的位置；将工件固定夹409放置在长杆工件5上；按动操纵箱404上的“取料”按钮，三根夹具4夹取长杆工件5；按动操纵箱404上的“上升”按钮，缓慢将长杆工件5提起，移动到安装位置上部；按动操纵箱404上的“下降”按钮，缓缓下降长杆工件5，移动至安装位置；将最下部的长杆工件5放置到安装位置，按下操纵箱404上的“固定夹下降“按钮，将工件间的距离进行调整，待中间的工件放置到安装位置时停止；按下操纵箱404上的“固定夹下降“按钮，将工件间的距离进行调整，待最上面的工件放置到安装位置时停止；按动操纵箱404上的“放料”按钮，将工件固定夹409从长杆工件5上取下，放下长杆工件5；将悬臂吊1的旋转杆109移动到指定位置，按下操纵箱404上的“刹车”按钮，锁住系统回转关节，完成操作。

本发明实现了长杆工件的抓紧，且在抓取的过程中，不损坏长杆工件的表面质量；同时，实现长杆工件从长杆工件运输车到装架上端的移动。

Claims (9)

1.一种长杆工件自动上料装置，包括悬臂吊(1)和与悬臂吊(1)通过转接法兰(2)连接的夹具组件，其特征在于：所述夹具组件包括单根夹具(3)和三根夹具(4)；

所述三根夹具(4)包括水平设置的调节组件(401)和与调节组件(401)底端连接的两组夹取组件(402)，两组夹取组件(402)设置有四个工件固定夹(409)，竖直方向上两个工件固定夹(409)通过皮带连接，且通过皮带与调节组件(401)的转轮(412)传动连接；附件安装板(403)分别与两组夹取组件(402)连接，附件安装板(403)上设置有操纵箱(404)和两个把手(405)。

2.根据权利要求1所述的一种长杆工件自动上料装置，其特征在于：所述悬臂吊(1)包括基座(101)；基座(101)上垂直设置有立柱(102)；立柱(102)顶端竖直设置两块杆固定板(110)，其中部外圆周壁设置有移动气缸安装架(103)；移动气缸(104)安装于移动气缸安装架(103)上；移动气缸(104)的气缸杆(105)与主动杆(106)连接；平衡杆(107)与主动杆(106)平行设置，两者靠近立柱(102)的一端伸入两块杆固定板(110)之间的间隙处，并通过转轴与两块杆固定板(110)连接，且两者另一端通过旋转件(108)与旋转杆(109)连接；旋转杆(109)远离立柱(102)的一端底面与转接法兰(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种长杆工件自动上料装置，其特征在于：所述主动杆(106)与气缸杆(105)连接的一端形成叉型结构，气缸杆(105)伸入叉型结构间隙中，且与主动杆(106)叉型端通过转轴连接。

4.根据权利要求2所述的一种长杆工件自动上料装置，其特征在于：所述旋转件(108)包括连接件(112)，其一端与平衡杆(107)与主动杆(106)连接，另一端与套设于旋转轴(116)外部的轴套(115)连接；旋转轴(116)与设置于旋转杆(109)上端面的旋转法兰盘(117)连接；旋转气缸安装板(113)垂直设置于连接件(112)侧壁上，旋转气缸(114)安装于旋转气缸安装板(113)下端面，且其输出轴与旋转法兰盘(117)连接。

5.根据权利要求1所述的一种长杆工件自动上料装置，其特征在于：所述单根夹具(3)包括连接臂(301)，其上端设置与转接法兰(2)连接的单根连接法兰盘(302)，下端与翻转连接件(305)弯折处通过转轴连接；翻转气缸(304)通过翻转气缸固定件(303)与连接臂(301)连接，其气缸杆与翻转连接件(305)一端通过转轴连接；翻转连接件(305)底端与夹取爪安装板(306)连接，两个夹取爪组件(310)设置于夹取爪安装板(306)下端面；手柄(308)通过手柄安装件(307)与连接臂(301)连接。

6.根据权利要求5所述的一种长杆工件自动上料装置，其特征在于：所述翻转连接件(305)包括两块连接弯板(313)和一块连接平板(314)，连接弯板(313)为弯折成钝角的弯板结构，其下端与连接平板(314)垂直连接，连接平板(314)与夹取爪安装板(306)中部固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种长杆工件自动上料装置，其特征在于：所述夹取爪组件(310)包括与夹取爪安装板(306)底面固定的夹取气缸(315)，夹取气缸(315)的气缸杆底端连接夹取连接件(317)，夹取气缸(315)两侧设置有倒T字形夹取爪安装板(316)，两个夹取爪(319)上端均与两块夹取爪安装板(316)底端突出部通过转轴连接；夹取连接件(317)靠近夹取爪安装板(316)的两侧分别设置有两个夹取辅助板(318)，夹取辅助板(318)的另一端与夹取爪(319)同侧的中部连接。

8.根据权利要求1所述的一种长杆工件自动上料装置，其特征在于：所述调节组件(401)包括中空的箱体(406)，箱体(406)顶面中部设置有三根连接法兰盘(407)，箱体(406)一侧端面安装有电机(408)，电机(408)的输出轴与设置于箱体(406)内的旋转轴(410)连接，旋转轴(410)依次穿过左轴承及轴承座组件(411)、两组转轮(412)和右轴承及轴承座组件(413)；箱体(406)底面对应两组转轮(412)的位置均形成有皮带孔(414)。

9.根据权利要求1或8所述的一种长杆工件自动上料装置，其特征在于：所述夹取组件(402)包括顶端与箱体(406)底面连接的固定托板(415)和活动夹取具(416)；活动夹取具(416)包括活动托板(417)，活动托板(417)两侧均垂直设置有与箱体(406)底面连接的支撑板(418)，两个支撑板(418)之间设置有加固板(419)，两个支撑板(418)下端面与活动托板(417)底面平齐，上端面设置有两块夹持气缸安装板(420)，夹持气缸(421)安装于夹持气缸安装板(420)上，其气缸杆与推动装夹(422)连接，推动装夹(422)的另一端与活动托板(417)连接。