CN108327162A - 一种立式注塑机自动上料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立式注塑机自动上料系统，包括立式注塑机、上料机器人、将金属构件规整排列和输送的振动料盘，振动料盘与设有中空长槽的输送导轨一端相连，输送导轨另一端设于储料器正上方，输送导轨将金属构件依次输送至储料器上方并配合自动落料装置使金属构件有序落入储料器内规范保存，设置于立式注塑机侧部的上料机器人设有多自由度的机械臂，机械臂的工作末端相连有抓取装置，机械臂绕其固定端旋转一定角度并配合抓取装置将保存于储料器内的金属构件夹持转移至立式注塑机可向外伸出的注塑模具，并将注塑后的成品夹持转移至成品收集箱内。相对现有技术，本发明可提高生产自动化程度和生产效率，同时可降低工伤风险和劳动强度。

Description

一种立式注塑机自动上料系统

技术领域

本发明涉及自动上料技术领域，特别涉及一种立式注塑机自动上料系统。

背景技术

注塑成型工艺是指在一定的工艺温度下，通过螺杆搅拌完全熔融的塑料材料并通过高压射入至模腔内，经过冷却固化后，从而得到成型品的方法。

在生产由金属和塑胶两种材料组成的零件时，需要将金属构件提前放入至注塑模具中，待注塑成型后再将已经固化的模具取出并放入至成品收集箱内。

传统生产过程通过人工将金属构件放入至注塑模具内，注塑完毕后也需要通过人工将注塑完毕后的注塑产品取出，通过人工进行操作使得注塑生产过程中存在一定的安全风险，并且当注塑的金属构件较多时，重复取料和放料动作次数较多，使该工序的劳动强度较大且效率较低，因此对立式注塑机的上料和提取注塑成品的步骤进行自动化改造具有极其重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、自动落料、可靠抓料以及自动上料的立式注塑机自动上料系统。

为实现上述目的，本发明提出的一种立式注塑机自动上料系统，包括用于对金属构件进行注塑的立式注塑机、用于上料和提取成品的上料机器人、将金属构件进行规整排列和输送的振动料盘，所述振动料盘与设有中空长槽的输送导轨一端相连，所述输送导轨另一端设于储料器正上方，所述输送导轨将金属构件依次输送至所述储料器上方并配合自动落料装置使金属构件有序落入所述储料器内规范保存，设置于所述立式注塑机侧部的所述上料机器人设有多自由度的机械臂，所述机械臂的工作末端相连有抓取装置，所述机械臂绕其固定端旋转一定角度并配合所述抓取装置将保存于所述储料器内的金属构件夹持转移至所述立式注塑机可向外伸出的注塑模具，并将注塑后的成品夹持转移至成品收集箱内。

优选地，所述自动落料装置包括用于输送和调整金属构件相邻间隔的输送导轨、用于接收并储存金属构件的受料部分以及用于驱动金属构件落入所述储料器的落料驱动部分；所述落料驱动部分设置在输送导轨的侧部，通过旋转拨动金属构件落入所述储料器内；

所述输送导轨为若干组且并排设置，所述输送导轨的一端与所述振动料盘相连，另一端水平或倾斜向下延伸至所述受料部分上方，使金属构件从所述振动料盘经所述输送导轨依次落入至所述储料器内；

所述落料驱动部分包括第一步进电机、第一联轴器、齿盘、轴承和落料套，所述落料套固定设置于所述输送导轨末端且位于所述储料器上方，所述齿盘中心轴线垂直于所述输送导轨且由轴承支撑旋转，所述齿盘上的齿槽嵌入至所述输送导轨内并将所述输送导轨上的金属构件逐个卡入至齿槽内；所述第一联轴器的一端与所述齿盘相连，另一端与所述第一步进电机相连，所述第一步进电机通过驱动所述齿盘转动而拨动金属构件，使金属构件逐个进入所述落料套；

所述受料部分包括储料器、齿条、滑动导轨、齿轮轴、第二联轴器以及第二步进电机；所述齿条固定设置于可往复滑动的所述滑动导轨底面，所述储料器固定于所述滑动导轨顶面一端且位于所述落料套下方，所述齿轮轴设置于所述齿条底面且位于所述齿条另一端且与所述齿条啮合传动；所述第二联轴器一端与所述齿轮轴固定相连，另一端与所述第二步进电机相连，所述第二步进电机驱动所述齿轮轴啮合传动所述齿条，所述齿条带动所述滑动导轨以及所述储料器进行直线来回滑动。

优选地，所述振动料盘包括顶部设有开口且为圆柱桶型的料盘，所述料盘内壁面相连有呈螺旋上升的薄板作为金属构件的上升轨道，所述料盘底面周向相连有三个固定座，所述固定座与板弹簧一端相连，所述板弹簧另一端与底座的固定座相连，所述料盘底面相连有衔铁，所述底座顶面设有由铁芯和线圈组成的吸附结构，所述衔铁与所述吸附结构之间相隔一定间隙，所述吸附结构与所述底座之间设有斜楔调整所述衔铁与所述吸附结构之间间隙，所述料盘的出料端与所述输送导轨的进料端相连，所述上升轨道与所述输送导轨相连位置处的宽度小于其他位置宽度。

优选地，所述输送导轨底面相连有导轨固定座，所述导轨固定座分别与导轨板弹簧一端相连，所述导轨板弹簧另一端与导轨底座相连，所述输送导轨底面相连有导轨衔铁，所述导轨底座顶面固定相连有由铁芯和线圈组成的导轨吸附结构，所述导轨吸附结构与所述导轨衔铁之间设有间隙，所述导轨吸附结构与所述导轨底座底座之间设有导轨斜楔调整所述导轨吸附结构与所述导轨衔铁之间间隙。

优选地，所述板弹簧和所述导轨板弹簧与水平面之间夹角为20～25°，所述底座底面和所述导轨底座底面均相连有减震橡胶柱。

优选地，所述受料部分还包括用于再次调整金属构件放置位置的振动器，所述振动器固定相连于所述储料器侧面。

优选地，所述落料驱动部分还包括用于检测金属构件到位情况的位置检测传感器，所述位置检测传感器位于所述落料套整下方且检测端朝向于所述储料器。

优选地，所述抓取装置包括与所述机械臂工作末端固定相连的主框架、用于抓取和释放的抓取部分以及驱动所述抓取部分的抓取驱动部分；所述抓取部分安装在所述主框架底部，所述抓取驱动部分固定在所述主框架上与所述抓取部分传动连接，实现驱动所述抓取部分将金属构件抓取或释放；

所述抓取部分包括传动轴、驱动所述传动轴旋转的传动齿轮、用于夹取金属构件的第一夹爪、用于夹取注塑成品以及配合所述第一夹爪夹取金属构件的第二夹爪，所述第一夹爪安装在最外侧的两个传动轴上，所述第二夹爪安装在中部的两根传动轴上，轴向相邻的两个所述第一夹爪或所述第二夹爪之间通过轴套相隔，所述传动轴设有四根，依次并排设置在所述主框架上，并通过轴承与所述主框架可转动连接，所述传动齿轮通过传动轴键分别固定于四根传动轴的同一端，所述传动轴之间通过所述传动齿轮啮合传动，所述第二夹爪与所述第一夹爪相对一侧设有第一弧形结构，配合所述第一夹爪的所述第一弧形结构共同夹持金属构件，径向相邻的两根传动轴上的所述第二夹爪对称设有第二弧形结构共同配合夹持注塑成品；

所述抓取驱动部分包括旋转气缸、气缸安装板、大齿轮以及小齿轮，所述旋转气缸安装在气缸安装板上，所述气缸安装板固定在所述主框架上，所述大齿轮固定安装在所述旋转气缸的输出轴上，所述小齿轮安装在其中一根所述传动轴的另一端且与所述大齿轮啮合传动，所述旋转气缸驱动传动轴转动并通过所述传动轴上的传动齿轮啮合传动，所述旋转气缸驱动传动轴转动，并通过所述传动轴上的传动齿轮之间啮合传动，实现金属构件的抓取和释放。

优选地，所述第一夹爪和第二夹爪的第一弧形结构末端均设有用于金属构件进行对中定位的V形槽。

优选地，所述第一弧形结构和第二弧形结构均采用弧形薄臂结构。

本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：

(1)本发明技术方案的立式注塑机自动上料系统采用旋转气缸同时驱动四根传动轴对两排金属构件进行夹取和释放，上料效率大大提高，上料时间显著缩短，而且该结构设计简单、合理、可靠性高；同时采用弧形薄臂结构设计，通过旋转气缸控制第一夹爪和第二夹爪的正反转来实现抓取、释放构件或成品，抓取力度适中、可以紧紧地抓住金属构件，从而获得很好的抓取效果；与此同时采用间隔设置的第一夹爪和第二夹爪对金属构件的杆部进行夹紧，这样的设计能够将夹紧力很好地分配到每个夹爪上，对构件的夹紧更加牢固，在上料过程中不容易出现松动或歪斜现象。

(2)本发明技术方案的立式注塑机自动上料系统采用双齿盘拨动金属构件落料的方式，可以大大提高落料的精度、准确性及效率，获得很好的落料效果；同时采用电磁振动的方式对储料器上的歪斜金属构件进行矫正，使其竖直插入储料孔内，显著提高上料机械手的抓取精度和效果，进一步提高金属构件注塑的效率和质量；与此同时采用齿轮轴驱动齿条的方式，再配合步进电机的驱动，使整个落料、送料系统的结构简单化，大大降低系统的复杂性和设备的制造成本，同时大大方便日后对落料装置的维护。

(3)本发明技术方案的立式注塑机自动上料系统通过采用落料装置、抓取金属构件装置、机械臂相互配合进行自动化上料，可提高注塑生产的自动化程度和生产效率，同时也能够降低人工操作的工伤风险和劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明立式注塑机自动上料系统的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明实施例振动料盘的结构示意图；

图4为本发明实施例落料装置的俯视结构示意图；

图5为本发明实施例落料装置的侧面部分剖视图；

图6为图4的B-B方向的剖面图；

图7为本发明实施例抓取装置的俯视图；

图8为图7中C-C方向的剖面图；

图9为图8中B方向抓取装置的结构示意图；

图10为图8中A方向抓取装置的结构示意图；

图11为本发明实施例第一夹爪的结构示意图；

图12为本发明实施例第二夹爪的结构示意图；

图13为本发明实施例立式注塑机上料的工作原理图；

图14为本发明实施例立式注塑机提取注塑成品的工作原理图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种立式注塑机自动上料系统。

请参见图1至图14，在本发明实施例的立式注塑机自动上料系统，包括用于对金属构件9进行注塑的立式注塑机、用于上料和提取注塑成品10的上料机器人3、将金属构件9进行规整排列和输送的振动料盘8，振动料盘8与设有中空长槽708的输送导轨7一端相连，输送导轨7另一端设于储料器613正上方，输送导轨7将金属构件9依次输送至储料器613上方并配合自动落料装置6使金属构件9按照一定规律落入储料器613的储料孔601内进行规整保存，设置于第一立式注塑机1和第二立式注塑机2侧部的上料机器人3设有多自由度的机械臂31，其中机械臂31的自由度包括上升、下降、旋转、伸缩等，机械臂31的工作末端相连有用于抓取金属构件9的抓取装置4，机械臂31绕其固定端旋转一定角度并配合使用抓取装置4将保存于储料器613的金属构件9夹持转移至立式注塑机可向外伸出的注塑模具11内，并将注塑后的注塑成品10夹持转移至成品收集箱5内。

请参阅图1至图6，本发明实施例的自动落料装置6用于存放金属构件9且将零散的金属构件9有序地排列起来并有序地输送至储料器613内，为下一步上料工序做好准备。自动落料装置6主要包括用于输送和调整金属构件9相邻间隔的输送导轨7、用于接收并存储金属构件9的受料部分以及用于驱动金属构件9落入储料器613的落料驱动部分。振动料盘8为固定设置，储料器613的安装高度低于振动料盘8的安装高度，输送导轨7一端与振动料盘8连通，另一端延伸至受料部分上方，振动料盘8内的金属构件9经过输送导轨7有序落入储料器613内。落料驱动部分设置在输送导轨7侧部，通过旋转来拨动输送导轨7上的金属构件9，使金属构件9有序落入储料器613内，最后上料机械人3的机械臂31将储料器613内的金属构件9取走，继续进行后续的自动上料操作。

请参阅图1至图6，具体地，本发明实施例的输送导轨7设为两组且并排设置，根据生产的实际情况，输送导轨7可为多排并列设置，以提高生产效率。输送导轨7一端与振动料盘8连通，另一端水平或倾斜向下延伸至储料器613上方，使金属构件9从振动料盘8经输送导轨7有序落入储料器613。

具体地，本发明实施例的落料驱动部分对应设为两组且位于输送导轨7的外侧，落料驱动部分的数量与输送导轨7相同，当输送导轨7增加时，落料驱动部分也应当相应增加。落料驱动部分主要包括第一步进电机610、第一联轴器611、齿盘603以及使金属构件9以垂直方向落入储料器613的落料套609。落料套609固定设置于输送导轨7末端且位于储料器613上方。齿盘603中心线垂直于输送导轨7，齿盘603上的齿槽604嵌入输送导轨7内并将输送导轨7上的金属构件9逐个卡进齿槽604内，这样设计的目的在于间隔输送导轨7上的金属构件9，从而精确控制落入储料器613内的金属构件9数量以及落入时机。第一联轴器611的一端与齿盘603连接，另一端与第一步进电机610固定连接，第一步进电机610通过驱动齿盘603转动拨动金属构件9，使金属构件9逐个进入落料套609。

具体地，本发明实施例的受料部分主要包括储料器613、齿条612、滑动导轨607、齿轮轴608、第二联轴器606以及第二步进电机605。滑动导轨607固定设置在输送导轨7正下方，与输送方向平行。齿条612固定设置于可往复滑动的滑动导轨607底面。储料器613固定在滑动导轨607顶面一端且位于落料套609正下方。齿轮轴608设置在齿条612底部且位于齿条612另一端，与齿条612啮合连接，通过啮合传动带动齿条612来回移动。第二联轴器606一端与齿轮轴608固定，另一端与第二步进电机605连接，第二步进电机605通过驱动齿轮轴608转动驱动齿条612和储料器613跟随滑动导轨607来回滑动。

请参阅图1至图3，具体地，本发明实施例的振动料盘8包括顶部设有开口且为圆柱桶型的料盘801，并且本实施例的料盘801为薄钢板卷成的金属圆桶，料盘801内壁面焊接相连有呈螺旋上升的金属薄板作为金属构件9的上升轨道802，料盘801的底部为圆形厚钢板材料的底板，料盘801底面周向设有三个固定座806，固定座806与由2～3片弹簧片迭起的板弹簧807一端相连，板弹簧807另一端与底座808的固定器相连，料盘801底面相连有衔铁803，底座808顶面设有由铁芯和线圈组成的吸附结构804，衔铁803与吸附结构804之间相隔一定间隙，吸附结构804与底座808之间设有斜楔805调整衔铁803与吸附结构804之间间隙，料盘801的出料端与输送导轨7的进料端相连。

请参阅图3，具体地，输送导轨7底面相连有导轨固定座701，导轨固定座701分别与导轨板弹簧704一端相连，导轨板弹簧704另一端与导轨底座706上的导轨固定座701相连，输送导轨7底面相连有导轨衔铁702，导轨底座706顶面固定相连有由铁芯和线圈组成的导轨吸附结构703，导轨吸附结构703与导轨衔铁702之间设有间隙，导轨吸附结构703与导轨底座703之间设有导轨斜楔705调整导轨吸附结构703与导轨衔铁702之间间隙宽度。

优选地，板弹簧807和导轨板弹簧704与水平面之间的夹角为20～25°，底座808底面相连有减震橡胶柱809，导轨底座706底面均相连有导轨减震橡胶柱707，从而起到一定的隔震效果。

请参见图4至图6，进一步，金属构件9从输送导轨7落入储料器613后，由于定位精度和震动原因，会使金属构件9插入储料孔613的位置可能存在偏差，导致金属构件9歪斜，影响后续的机械臂31抓取金属构件9。因此本发明实施例的受料部分包括用于再次调整金属构件9位置的振动器614。振动器614设置在储料器613一侧且与储料器613固定连接。当金属构件9填满整个储料器613后，振动器614工作，通过震动使歪斜的金属构件9自动重新调整位置，竖直地插入储料孔601内，等待取料操作，这样不仅提高了取料的机械臂31的抓取精度和准确性，还避免了漏抓、抓歪现象的出现，同时也缩短了注塑的上料等待时间，提高生产效率。

作为本发明的优选方案，为优化振动料盘8结构，本发明的振动料盘8采用结构简单、振动强度调节方便、效率高的电磁振动式振动料盘。

作为本发明的优选方案，齿盘603采用拨动效率高、容易控制金属构件前进和落入储料器速度、拨动平稳的直齿轮结构。

请参见图4至图6，进一步，为了判断金属构件9是否落入储料器613中，本发明的落料驱动部分还包括用于检测金属构件9到位的位置检测传感器602。优选地，位置检测传感器602采用接近开关或光电检测传感器，位置检测传感器602设为两组，分别设置在储料器613两侧，位于落料套609正下方，其检测口朝向储料器613的储料孔601。工作时，当齿盘603拨动金属构件9正确落入储料器613后，位置检测传感器602发出的检测信号被金属构件9所挡住，即可判断当前金属构件9落料到位并准备下一排落料操作，当金属构件9掉到储料孔601之外时，位置检测传感器602发出的信号没被挡住，即可识别到金属构件9没有落料到位，需要人工介入。

作为本发明的优选方案，为提高落料器的效率，本发明储料器613上设有两排储料孔601，每排储料孔601的数量为若干个，每个储料孔601的深度设为金属构件9长度的三分之二。在实际生产中，可根据注塑机单次可注塑的量来确定储料器613的储料孔601的排数，这样可以更好地提高上料效率，缩短生产周期。

请参见图7至图12，本发明实施例的抓取装置4主要用于将放置于储料器613内的金属构件9统一抓取并放入注塑模具11中，待注塑完毕后，又从注塑模具11中抓取注塑成品10并将注塑成品10投入成品收集箱5内。本发明实施例的抓取装置4主要包括与机械臂31工作末端固定连接的主框架404、用于抓取和释放物料的抓取部分、以及驱动抓取部分的抓取驱动部分，主框架404与机械臂31固定连接，由机械臂31驱动主框架404及整个抓取装置4执行抓取操作。抓取部分安装在主框架404底部，抓取驱动部分则安装在主框架404上，与抓取部分传动连接，从而实现驱动抓取部分将物料抓取或释放。

具体地，抓取部分包括传动轴、驱动传动轴旋转的传动齿轮、用于夹取金属构件9的第一夹爪409、用于夹取注塑成品10以及配合第一夹爪409夹取金属构件9的第二夹爪408，其中第一夹爪409安装在最外侧的两个传动轴上，第二夹爪408安装在中部的两根传动轴上，轴向相邻的两个第一夹爪409或第二夹爪408之间通过轴套410相隔。本发明实施例的传动轴设有四根，其中有一根比其他三根长，称为长传动轴401，其余三根相同长度则被称为短传动轴402，四根传动轴依次并排设置在主框架404上，并通过轴承与主框架404可转动连接。传动齿轮405分别设置在四根传动轴的同一端，并与传动轴以键连接方式相连，四根传动轴之间通过传动齿轮啮合连接，当驱动长传动轴401转动时，另外三根短传动轴402也同时并同步转动，若干个第一夹爪409和若干个第二夹爪408均安装在传动轴上，并通过轴套410间隔。位于外侧传动轴的第一夹爪409与相邻内侧传动轴上的第一夹爪409之间对称安装，且第一夹爪409上设有向内弯曲且用于夹取金属构件9的第一弧形结构411，第二夹爪408安装于中部的两根传动轴，并且第二夹爪408与第一夹爪409相对一侧设有第一弧形结构411，配合第一夹爪409的第一弧形结构411共同夹持金属构件9，径向相邻的两根传动轴上的第二夹爪对称设有第二弧形结构412共同配合夹持注塑成品10。

具体地，抓取驱动部分包括旋转气缸406、气缸安装板4061、大齿轮407以及小齿轮403。旋转气缸406安装在气缸安装板4061上，气缸安装板4061固定在主框架404，大齿轮407固定安装在旋转气缸406的输出轴上，由旋转气缸406带着大齿轮407转动，小齿轮403安装在其中一根传动轴的另一端上，具体地，小齿轮403安装在长传动轴401上，且小齿轮403与大齿轮407啮合传动，从而使旋转气缸406通过大齿轮407和小齿轮403驱动长传动轴401转动，实现金属构件9的抓取和释放。

进一步地，为提高金属构件9在夹取时的对中和定位效果，本发明的第一夹爪409和第二夹爪408的第一弧形结构411末端均设有V形槽413，夹取时，V形槽413的槽口卡在金属构件9上，使金属构件9在抓取和释放过程中始终保持竖直向下姿势，可避免晃动、歪斜情况出现，大大提高抓取部分对金属构件9的抓取效率，获得更好定位效果。

作为本发明的优选方案，为降低抓取装置的制造成本，本发明大齿轮407与旋转气缸406输出轴之间、小齿轮403与长传动轴401之间、传动齿轮405与传动轴之间均采用结构简单、对中性好、拆装方便的平键连接方式。

作为本发明的优选方案，为减轻抓取装置4重量，同时提高抓取可靠性，第一弧形结构411和第二弧形结构412均采用弧形薄臂结构。这样设计的好处在于，当金属构件9和V型槽有误差时，薄臂结构便会依靠自身的弹性变形进行补偿，从而确保第一夹爪409和第二夹爪408牢固、可靠地将金属构件9夹紧。

请参见图1至图14，本发明实施例的立式注塑机自动上料系统的工作原理为：

通过人工或者其他方式将金属构件9倒入至振动料盘8的料盘801内部，由于料盘801底面相连有衔铁803，而衔铁803下方设有由铁芯和线圈组成的吸附结构804，当线圈通过经半波整流后的单向脉冲电流后，在电流的正半周内，线圈有电流通过，使铁芯产生了脉冲电磁力对上方的衔铁803进行吸附，使得底座808与料盘801之间的板弹簧807受到向下作用力而发生微小的扭曲变形，这样可储存一定的弹性势能。当线圈在电流的负半周内没有电流通过，铁芯没有产生电磁力对衔铁吸附，因此圆周均布的板弹簧807在没有受到向下作用力而恢复原来形状而产生顺时针方向的扭转抛物上升运动，位于料盘801内的金属构件9在惯性力、重力以及摩擦力的综合作用下而依次进入上升轨道802，并且已经在上升轨道802的金属构件9沿着螺旋上升的上升轨道逐渐向上移动，并直到料盘801的出口端。

如图2所示，当每个金属构件9依次接近料盘801的出口端时，用于输送金属构件9的上升轨道802一分为二，每条上升轨道802与输送导轨7相连的位置处宽度逐渐变小，使得原本与上升轨道802移动方向垂直的金属构件9失去承托且不能通过上升轨道802变窄的位置而掉落回料盘801内部，而与上升轨道802移动方向一致的金属构件9能够顺利通过上升轨道802变窄位置而进入输送导轨7继续向前输送。

由于输送导轨7内部设有中空长槽708，而金属构件9宽度较小一端翻转并落入中空长槽708内，使得金属构件9呈竖直状态，使得金属构件9呈宽度较大一端朝上，宽度一端朝下的姿态依次进入输送导轨7内。

本实施例的输送导轨7底部设有两个导轨固定座701，当输送导轨7下方由线圈和铁芯组成的导轨吸附结构703在正半周内有电流通过，使得铁芯带有磁性对设置于上方的导轨衔铁702吸附，使导轨固定座701与导轨底座706之间的导轨板弹簧704发生一定扭曲变形而带有势能，当线圈在负半周内没有电流通过时，铁芯失去磁性而不能对导轨衔铁702吸附，使得导轨板弹簧704恢复原状而产生顺时针方向的扭转抛物上升运动，最终使得输送导轨7内的金属构件9沿着输送导轨7的中空长槽708逐渐向前端移动。

金属构件9在输送导轨7内以向前的抛物跳跃运动，直到进入齿盘603的齿槽604内，分布在输送导轨7两侧的第一步进电机610驱动齿盘603绕其中心轴线旋转，从而将齿槽604内的金属构件9逐个有序地拨入至落料套609内。因为本实施例的落料套609下端正对储料器613的储料孔601，因此金属构件9从落料套609落入至储料孔601内。当储料器613每次装入两个金属构件9时，第二步进电机605通过齿轮齿条传动使储料器613向前移动一个落料工位，以便后续再装载两个金属构件9，直到储料器613上的储料孔601被全部装完位置。最后，振动器614进行振动使储料器613内的每个金属构件9均能准确且竖直地插入至储料孔601内，第二步进电机605通过齿轮齿条传动使得储料器613向前推送至机械臂31可触及的位置，并等待机械臂31抓取金属构件9的操作。

本发明实施例的上料机械人3上设有的机械臂31绕其自身的固定端进行摆动，使得与机械臂31摆动末端相连的抓取装置4位于储料器613正上方，然后机械臂31向下移动。机械臂31末端的旋转气缸406驱动抓取部分，使得抓取部分的两组传动轴以相反方向进行转动，从而实现第一夹爪409的第一弧形结构411与第二夹爪408的第一弧形结构411共同配合将金属构件9抓起，储料器613通过齿轮齿条机构进行复位储存金属构件9。然后机械臂31向上移动一定距离后再顺时针摆动至第一台立式注塑机1向外伸出的工作台上的注塑模具11正上方，机械臂31向下移动一定距离后，旋转气缸406驱动两组传动轴进行反转，使得第一夹爪409向外分开，金属构件9由于在自身重力作用下而下落至注塑模具11对应的定位孔内，机械臂31向上移动一定距离后，第一台立式注塑机1的工作台进行复位注塑工序。

机械臂31逆时针方向摆动一定角度至储料器613的正上方再向下移动，抓取装置4抓取重新放置在储料器613的储料孔601的金属构件9，然后机械臂31再以逆时针方向摆动至第二台立式注塑机2向外伸出的工作台上的注塑模具正上方，机械臂31向下移动一定距离后将金属构件9放置于注塑模具11的定位孔内，机械臂31向上移动一定距离后，第二台立式注塑机2的工作台复位且进行注塑工序。

机械臂31以顺时针方向摆动至第一台立式注塑机1向外伸出且已注塑完毕后的工作台上方，机械臂31下降一定距离后，旋转气缸406驱动内侧的两根传动轴，使传动轴上的两个第二夹爪408相互靠近，将注塑成品10夹取并向上抬升，机械臂31向上移动一定距离后再逆时针方向摆动一定角度，将注塑成品10摆动至成品收集箱5正上方，通过驱动两个相对且相邻的第二夹爪408相对分离，使注塑成品10转移进入至成品收集箱5内。

然后机械臂31再摆动至储料器613工位将金属构件9转移至第一台立式注塑机1内进行重复的注塑工序，然后机械臂31逆时针方向摆动至第二台立式注塑机2位置，将第二台立式注塑机2已经注塑完毕的注塑成品10转移至注塑成品10收集箱5内，再通过机械臂31将金属构件9补充进入第二台立式注塑机2的注塑模具11内。

最后通过机械臂31将上述步骤进行依次重复循环，从而实现自动化的金属构件9上料注塑。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种立式注塑机自动上料系统，其特征在于，包括用于对金属构件进行注塑的立式注塑机、用于上料和提取成品的上料机器人、将金属构件进行规整排列和输送的振动料盘，所述振动料盘与设有中空长槽的输送导轨一端相连，所述输送导轨另一端设于储料器正上方，所述输送导轨将金属构件依次输送至所述储料器上方并配合自动落料装置使金属构件有序落入所述储料器内规范保存，设置于所述立式注塑机侧部的所述上料机器人设有多自由度的机械臂，所述机械臂的工作末端相连有抓取装置，所述机械臂绕其固定端旋转一定角度并配合所述抓取装置将保存于所述储料器内的金属构件夹持转移至所述立式注塑机可向外伸出的注塑模具，并将注塑后的成品夹持转移至成品收集箱内。

2.如权利要求1所述的自动上料系统，其特征在于，所述自动落料装置包括用于输送和调整金属构件相邻间隔的输送导轨、用于接收并储存金属构件的受料部分以及用于驱动金属构件落入所述储料器的落料驱动部分；所述落料驱动部分设置在输送导轨的侧部，通过旋转拨动金属构件落入所述储料器内；

所述输送导轨为若干组且并排设置，所述输送导轨的一端与所述振动料盘相连，另一端水平或倾斜向下延伸至所述受料部分上方，使金属构件从所述振动料盘经所述输送导轨依次落入至所述储料器内；

所述落料驱动部分包括第一步进电机、第一联轴器、齿盘、轴承和落料套，所述落料套固定设置于所述输送导轨末端且位于所述储料器上方，所述齿盘中心轴线垂直于所述输送导轨且由轴承支撑旋转，所述齿盘上的齿槽嵌入至所述输送导轨内并将所述输送导轨上的金属构件逐个卡入至齿槽内；所述第一联轴器的一端与所述齿盘相连，另一端与所述第一步进电机相连，所述第一步进电机通过驱动所述齿盘转动而拨动金属构件，使金属构件逐个进入所述落料套；

所述受料部分包括储料器、齿条、滑动导轨、齿轮轴、第二联轴器以及第二步进电机；所述齿条固定设置于可往复滑动的所述滑动导轨底面，所述储料器固定于所述滑动导轨顶面一端且位于所述落料套下方，所述齿轮轴设置于所述齿条底面且位于所述齿条另一端且与所述齿条啮合传动；所述第二联轴器一端与所述齿轮轴固定相连，另一端与所述第二步进电机相连，所述第二步进电机驱动所述齿轮轴啮合传动所述齿条，所述齿条带动所述滑动导轨以及所述储料器进行直线来回滑动。

3.如权利要求2所述的自动上料系统，其特征在于，所述振动料盘包括顶部设有开口且为圆柱桶型的料盘，所述料盘内壁面相连有呈螺旋上升的薄板作为金属构件的上升轨道，所述料盘底面周向相连有三个固定座，所述固定座与板弹簧一端相连，所述板弹簧另一端与底座的固定座相连，所述料盘底面相连有衔铁，所述底座顶面设有由铁芯和线圈组成的吸附结构，所述衔铁与所述吸附结构之间相隔一定间隙，所述吸附结构与所述底座之间设有斜楔调整所述衔铁与所述吸附结构之间间隙，所述料盘的出料端与所述输送导轨的进料端相连，所述上升轨道与所述输送导轨相连位置处的宽度小于其他位置宽度。

4.如权利要求3所述的自动上料系统，其特征在于，所述输送导轨底面相连有导轨固定座，所述导轨固定座分别与导轨板弹簧一端相连，所述导轨板弹簧另一端与导轨底座相连，所述输送导轨底面相连有导轨衔铁，所述导轨底座顶面固定相连有由铁芯和线圈组成的导轨吸附结构，所述导轨吸附结构与所述导轨衔铁之间设有间隙，所述导轨吸附结构与所述导轨底座底座之间设有导轨斜楔调整所述导轨吸附结构与所述导轨衔铁之间间隙。

5.如权利要求4所述的自动上料系统，其特征在于，所述板弹簧和所述导轨板弹簧与水平面之间夹角为20～25°，所述底座底面和所述导轨底座底面均相连有减震橡胶柱。

6.如权利要求2所述的自动上料系统，其特征在于，所述受料部分还包括用于再次调整金属构件放置位置的振动器，所述振动器固定相连于所述储料器侧面。

7.如权利要求2所述的自动上料系统，其特征在于，所述落料驱动部分还包括用于检测金属构件到位情况的位置检测传感器，所述位置检测传感器位于所述落料套整下方且检测端朝向于所述储料器。

8.如权利要求1所述的自动上料系统，其特征在于，所述抓取装置包括与所述机械臂工作末端固定相连的主框架、用于抓取和释放的抓取部分以及驱动所述抓取部分的抓取驱动部分；所述抓取部分安装在所述主框架底部，所述抓取驱动部分固定在所述主框架上与所述抓取部分传动连接，实现驱动所述抓取部分将金属构件抓取或释放；

所述抓取部分包括传动轴、驱动所述传动轴旋转的传动齿轮、用于夹取金属构件的第一夹爪、用于夹取注塑成品以及配合所述第一夹爪夹取金属构件的第二夹爪，所述第一夹爪安装在最外侧的两个传动轴上，所述第二夹爪安装在中部的两根传动轴上，轴向相邻的两个所述第一夹爪或所述第二夹爪之间通过轴套相隔，所述传动轴设有四根，依次并排设置在所述主框架上，并通过轴承与所述主框架可转动连接，所述传动齿轮通过传动轴键分别固定于四根传动轴的同一端，所述传动轴之间通过所述传动齿轮啮合传动，所述第二夹爪与所述第一夹爪相对一侧设有第一弧形结构，配合所述第一夹爪的所述第一弧形结构共同夹持金属构件，径向相邻的两根传动轴上的所述第二夹爪对称设有第二弧形结构共同配合夹持注塑成品；

所述抓取驱动部分包括旋转气缸、气缸安装板、大齿轮以及小齿轮，所述旋转气缸安装在气缸安装板上，所述气缸安装板固定在所述主框架上，所述大齿轮固定安装在所述旋转气缸的输出轴上，所述小齿轮安装在其中一根所述传动轴的另一端且与所述大齿轮啮合传动，所述旋转气缸驱动传动轴转动并通过所述传动轴上的传动齿轮啮合传动，所述旋转气缸驱动传动轴转动，并通过所述传动轴上的传动齿轮之间啮合传动，实现金属构件的抓取和释放。

9.如权利要求8所述的自动上料系统，其特征在于，所述第一夹爪和第二夹爪的第一弧形结构末端均设有用于金属构件进行对中定位的V形槽。

10.如权利要求9所述的自动上料系统，其特征在于，所述第一弧形结构和第二弧形结构均采用弧形薄臂结构。