CN108672584B - 冲压废料收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提出一种结构简单、控制方便、自动化程度较高的冲压废料收集装置。本发明的冲压废料收集装置包括机架；驱动机架移动的行走机构；通过升降机构安装于机架上的废料承接台；高度调整机构，以用于当废料承接台上的废料高度超过预定高度时，降低废料承接台的高度。本发明的冲压废料收集装置在承接废料时，利用高度调整机构来实时调整废料承接台的高度，使废料承接台随着废料高度升高而下降，从而保持机器人的放件高度不变，简化了机器人的控制，并排除了因机器人放件高度过低而可能存在的与其他部件的干涉问题，提高了安全性。

Description

冲压废料收集装置

技术领域

本发明属于汽车冲压生产技术领域，具体用于冲压所产生的废料的收集。

背景技术

大型汽车覆盖件在冲压生产时，会产生面积较大的钢板废料，这些冲裁下来的废料可以做为车身其他冲压件或相关产品的原材料加以利用，这种废料循环利用方式将会降低汽车制造成本。但目前的自动化生产线专业性强而柔性低，无法对废料进行收集。而要想解决这个问题，就需要对生产线进行改造，由于可以进行废料利用的制件数量较少，投入产出是不成比例的，因此需要另辟蹊径来进行解决。

发明内容

本发明的目的是提出一种结构简单、控制方便、自动化程度较高的冲压废料收集装置。

本发明的冲压废料收集装置包括机架；驱动机架移动的行走机构；通过升降机构安装于机架上的废料承接台；高度调整机构，以用于当废料承接台上的废料高度超过预定高度时，降低废料承接台的高度。

上述冲压废料收集装置的工作原理如下：

首先利用行走机构驱动冲压废料收集装置进入冲压生产线，停止在机器人放件的位置，然后利用升降机构顶起废料承接台，调整到合适高度；机器人将废料堆放在废料承接台上，在承接废料时，利用高度调整机构来实时调整废料承接台的高度，使废料承接台随着废料高度升高而下降，从而保持机器人的放件高度不变。当收集相应废料后，再利用行走机构将冲压废料收集装置移出生产线，收集的废料由行车吊运至存储区域，完成废料收集任务。

在上述废料收集过程中，保持了机器人的放件高度不变，简化了机器人的控制，并排除了因机器人放件高度过低而可能存在的与其他部件的干涉问题，提高了安全性。

具体来说，所述升降机构由封闭储油缸、液压油缸构成，所述封闭储油缸分别通过进油管、排油管与液压油缸相通，所述进油管设有单向阀，所述排油管设有调节阀；所述封闭储油缸还设有顶升控制阀，所述顶升控制阀设有两个档位，以用于分别与气源和大气相通；液压油缸的缸体垂直设置，废料承接台固定于液压油缸的活塞杆的顶端。

在需要升高废料承接台时，关闭调节阀，将顶升控制阀与气源接通，利用气源提供的压缩空气将封闭储油缸的液压油通过单向阀推进到液压油缸内，从而将活塞向上顶升，带动废料承接台升高；当废料承接台的高度达到预定高度后，将顶升控制阀转向与大气相通，由于此时调节阀仍处于关闭状态，液压油缸内的液压油无法通过单向阀流至封闭储油缸内，因此活塞的位置保持不变，使得废料承接台的高度保持在预定高度；当需要降低废料承接台的高度时，打开调节阀，开启液压油缸至封闭储油缸的排油管通路，废料承接台自身及其上所承载的废料的重量就会压迫活塞下行，使液压油在活塞的压力下从液压油缸回流至封闭储油缸内，从而使废料承接台的高度降低。

进一步地，所述高度调整机构包括调节杆，所述调节杆转动安装于机架的上方，所述调节阀位于调节杆的一侧，所述调节杆在受到废料压迫而转动时，推动调节阀开启。上述高度调整机构采用了废料压迫调节杆的方式来使得调节杆转动，从而推动调节阀开启，控制废料承接台下降；而当废料承接台下降一定高度后，废料与调节杆脱离接触，调节阀在自身复位力的作用下复位关闭，将废料承接台固定在当前高度。随着废料的增加，调节阀不断地重复开启及关闭的过程，使得废料的顶端高度保持不变，以便于机器人放件。

具体来说，所述机架安装有垂直支架，所述调节杆的上端通过转轴与支架连接，所述调节杆可转动地安装于支架上，所述调节阀固定于支架上，并位于调节杆的一侧，所述调节杆由上至下逐渐向废料承接台的中央方向倾斜，调节杆的侧面与调节阀相抵。上述调节杆倾斜设置，以便于废料边缘推动调节杆向调节阀方向转动，并可以有效防止调节杆被废料压住而压坏。

进一步地，所述废料承接台上设有废料托盘，所述废料托盘由下方的若干条支撑方管和上方的若干条承接方管构成，所述承接方管与支撑方管互相垂直。通过上述托盘，可以很方便地利用叉车将废料运走。

进一步地，所述机架与废料承接台之间还设有导向机构，以保证废料承接台垂直上下移动，避免废料承接台倾斜而导致安全事故。

进一步地，所述行走机构由行走轮、通过传动机构与驱动行连接的气动马达构成，采用车间内配备的气源作为动力，具有安全可靠、清洁环保的优点。

本发明的冲压废料收集装置利用气液压力配合，实现了废料承接台高度的升降及自动调节，以配合机器人分时释放功能，满足了冲压废料的堆垛及转运要求，解决了汽车覆盖件落料工艺产生的废料再循环利用之收集、转运问题，具有结构简单、体积小、重量轻、便于移动及存放、操作简便等优点，其可以仅依靠工厂气源来提供动力，安全可靠，非常适合于汽车冲压车间使用，在不改变产线布局、不影响生产节拍、不增加人工成本等前提下，实现废料收集。

附图说明

图1为本发明的冲压废料收集装置的轴视图。

图2为本发明的冲压废料收集装置的正视图。

图3为本发明的冲压废料收集装置的侧视图。

图4为本发明的冲压废料收集装置的俯视图。

附图标示：1、底板；2、导向柱；3、刚性杆件；4、行走轮；5、气动马达；6、传动链；7、行走控制阀；8、废料承接台；9、导向杆；10、封闭储油缸；11、液压油缸；12、进油管；13、排油管；14、单向阀；15、调节阀；16、顶升控制阀；17、调节杆；18、支架；19、废料托盘；20、废料。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

本实施例的冲压废料收集装置是一种非标自动化设备，可以实现冲压专业自动化生产线的废料收集、存放、转运等功能。

如图1～4所示，本实施例的冲压废料收集装置包括机架；驱动机架移动的行走机构；通过升降机构安装于机架上的废料承接台；高度调整机构，以用于当废料承接台上的废料高度超过预定高度时，降低废料承接台的高度。

下面就各部件的具体结构进行详细描述。

在本实施例中，机架由矩形底板1及分别垂直固定于底板1四个角位置的导向柱2构成，相邻导向柱2的顶端通过刚性杆件3连接，以保证导向柱2的稳定性；底板1的下方设有四个行走轮4，底板1上设有气动马达5，上述气动马达5通过传动链6与行走轮4连接，以构成驱动机架移动的行走机构。气动马达5通过行走控制阀7与气源连接，气源将压缩空气经行走控制阀7压入气动马达5，将压力能转化为机械能，通过传动链6驱动行走轮4，使机架行走；行走控制阀7设有两个工位，控制气动马达5正、反转向，实现机架的前进和后退。当然，行走机构也可以采用电机等方式驱动，但是采用气动马达5时，可以就近利用车间的气源来作为动力，具有安全、可靠、方便的优点。

导向柱2的中部设有顶端开口的圆柱形导向腔；废料承接台8为矩形板，废料承接台8的四周设有向下伸入至圆柱形导向腔的导向杆9，通过导向杆9与导向腔的配合，可以确保废料承接台8只能垂直上下移动，避免因废料承接台8倾斜而导致安全事故的发生。

上述升降机构由封闭储油缸10、液压油缸11构成，所述封闭储油缸10分别通过进油管12、排油管13与液压油缸11相通，所述进油管12设有单向阀14，以使进油管12内的液压油流向只能是由封闭储油缸10流向液压油缸11，排油管13设有调节阀15；所述封闭储油缸10还设有顶升控制阀16，所述顶升控制阀16设有两个档位，以用于分别与气源和大气相通；液压油缸11的缸体垂直设置，并位于底板1的中央位置，废料承接台8固定于液压油缸11的活塞杆的顶端。

在需要升高废料承接台8时，关闭调节阀15，将顶升控制阀16与气源接通，利用气源提供的压缩空气将封闭储油缸10的液压油通过单向阀14推进到液压油缸11内，从而将活塞向上顶升，带动废料承接台8升高；当废料承接台8的高度达到预定高度后，将顶升控制阀16转向与大气相通，由于此时调节阀15仍处于关闭状态，液压油缸11内的液压油无法通过单向阀14流至封闭储油缸10内，因此活塞的位置保持不变，使得废料承接台8的高度保持在预定高度；当需要降低废料承接台8的高度时，打开调节阀15，开启液压油缸11至封闭储油缸10的排油管13通路，废料承接台8自身及其上所承载的废料的重量就会压迫活塞下行，使液压油在活塞的压力下从液压油缸11回流至封闭储油缸10内，从而使废料承接台8的高度降低。

高度调整机构包括调节杆17，机架安装有垂直支架18，调节杆17的上端通过转轴与支架18连接，调节杆17的高度基本与预定的废料最高高度（即机器人放料高度）平齐；调节阀15固定于支架18上，并位于调节杆17的外侧，所述调节杆17由上至下逐渐向废料承接台8的中央方向倾斜，调节杆17的侧面与调节阀15相抵；调节杆17在受到废料压迫而转动时，推动调节阀15开启。上述高度调整机构采用了废料压迫调节杆17的方式来使得调节杆17转动，从而推动调节阀15开启，控制废料承接台8下降；而当废料承接台8下降一定高度后，废料与调节杆17脱离接触，调节阀15在自身复位力的作用下复位关闭，将废料承接台8固定在当前高度。上述调节杆17倾斜设置，以便于废料边缘推动调节杆17向调节阀15方向转动，并可以有效防止调节杆17被废料压住而压坏。随着废料的增加，调节阀15不断地重复开启及关闭的过程，即可保证废料的顶端高度保持不变，以便于机器人放件。

在本实施例中，废料承接台8上设有废料托盘19，所述废料托盘19由下方的若干条支撑方管和上方的若干条承接方管构成，所述承接方管与支撑方管互相垂直并固定连接。通过废料托盘19可以很方便地利用叉车将废料运走。采用废料托盘19还可以减少废料对废料承接台8的损坏。另外，还可以设置具有一定弹性的废料托盘19，例如说在上述废料托盘19的基础上，增设一个弹性底座，这样可以减少废料放置到托盘上时对液压油缸11等部件的冲击，同时还不会影响机器人放料高度。

在本实施例中，利用工厂的气源来为气动马达5、液压油缸11提供动能输入，实现废料承接台8升降和行走功能。一般工厂标准气源压力在0.6MPa，本实施例采用的液压油缸11的缸径为100mm，根据公式F=PS ，可提供0.6x106xπ/4x1002/1000000=4700N的推力，满足废料承接台8升降的要求。本实施例采用的气动马达5，选取工况参数为：工作压力0.63MPa，扭矩400Nm，转速40rpm，可以满足行走的要求。

上述冲压废料收集装置的工作原理如下：

首先用柔性气管将车间压缩空气的气源分别与行走控制阀7、顶升控制阀16连接，旋转行走控制阀7，启动气动马达5，将冲压废料收集装置开行到工作位置；然后利用顶升控制阀16连接封闭储油缸10与气源，将压缩空气通过顶升控制阀16输入到封闭储油缸10，利用封闭储油缸10的内部压力将液压油通过单向阀14压入到液压油缸11内，推动活塞杆向上运动，将废料承接台8顶起至预定高度，然后转动顶升控制阀16，使封闭储油缸10与外界大气相通，而不再与气源相通；进油管12的单向阀14作用是将注入液压油缸11内的液压油封住，使活塞杆高度保持不变。

然后机器人抓取钢板废料20放置在废料承接台8的废料托盘19上，当钢板废料20侧边与调节杆17的自由端接触时，会压迫调节杆17向调节阀15方向转动，从而推动调节阀15，使排油管13开启，液压缸中的液压油经过排油管13及调节阀15流回至封闭储油缸10内，活塞失去液压油提供的向上的压力而逐渐下降，废料托盘19的钢板废料20亦随之下降；当钢板废料20与调节杆17分离时，调节阀15自动复位，关闭排油管13，废料承接台8的高度被稳定住，这样就可以保持机器人的放件高度不变。

随着生产的进行，每张钢板不断重复上述动作过程，直到钢板废料20堆垛到设计高度。然后操纵行走控制阀7，将冲压废料收集装置开出生产线到相当区域，利用叉车或行车，将钢板废料20取走，经打包后运至指定区域存储，完成废料收集任务。

在上述废料收集过程中，保持了机器人的放件高度不变，简化了机器人的控制，并排除了因机器人放件高度过低而可能存在的与其他部件的干涉问题，提高了安全性。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种冲压废料收集装置，包括

机架；

驱动机架移动的行走机构；

通过升降机构安装于机架上的废料承接台；

高度调整机构，以用于当废料承接台上的废料高度超过预定高度时，降低废料承接台的高度；

其特征在于所述升降机构由封闭储油缸、液压油缸构成，所述封闭储油缸分别通过进油管、排油管与液压油缸相通，所述进油管设有单向阀，所述排油管设有调节阀；所述封闭储油缸还设有顶升控制阀，所述顶升控制阀设有两个档位，以用于分别与气源和大气相通；液压油缸的缸体垂直设置，废料承接台固定于液压油缸的活塞杆的顶端；所述高度调整机构包括调节杆，所述调节杆转动安装于机架的上方，所述调节阀位于调节杆的一侧，所述调节杆在受到废料压迫而转动时，推动调节阀开启。

2.根据权利要求1所述的冲压废料收集装置，其特征在于所述机架安装有垂直支架，所述调节杆的上端通过转轴与支架连接，所述调节杆可转动地安装于支架上，所述调节阀固定于支架上，并位于调节杆的一侧，所述调节杆由上至下逐渐向废料承接台的中央方向倾斜，调节杆的侧面与调节阀相抵。

3.根据权利要求1或2所述的冲压废料收集装置，其特征在于所述废料承接台上设有废料托盘，所述废料托盘由下方的若干条支撑方管和上方的若干条承接方管构成，所述承接方管与支撑方管互相垂直。

4.根据权利要求1或2所述的冲压废料收集装置，其特征在于所述机架与废料承接台之间还设有导向机构。

5.根据权利要求1或2所述的冲压废料收集装置，其特征在于所述行走机构由行走轮、通过传动机构与行走轮连接的气动马达构成。

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