CN109051722A - 基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电机‑齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，包括料斗和设置于料斗中的旋转送料模组。旋转送料模组包括：轨道组件，包括主固定块、固定回转板，两块固定回转板平行固定于主固定块的缝隙中，形成零件运动的轨道，轨道上方设置有轨道压板；驱动小齿轮组件，包括电机、驱动小齿轮；扇形齿轮组件，包括扇形齿轮、连杆，连杆的一端固定于扇形齿轮上，另一端与主固定块中的转轴连接，扇形齿轮的边缘处设置有轮齿，轮齿与小齿轮的轮齿啮合，扇形齿轮的上边缘设置有槽口。本发明的物料输送速度和稳定性高，系统的出错率和维护成本低，劳动强度小；实现了低噪声运行的工况，整体上降低了车间/自动化装配线的噪声等级，提高了劳动舒适性。

Description

基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器
技术领域
本发明涉及一种分料器，特别涉及一种基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器。
背景技术
送料系统常见于自动化产品装配线，其主要功能是将杂乱无章堆积在一起的小零件(如螺丝螺帽等)按照一定规律有序排列起来，并将零件逐个输送至指定位置。自动送料系统主要由如下部件组成：螺旋式振动盘(其它类型送料器)、直线振动器和分料器等组成。
目前已存在各种送料器，但还普遍存在着各种各样的问题，如送钉效率低，速度不稳定，出错率高等现象。
发明内容
根据目前送料器存在的普遍问题，为了提高送钉效率，保持速度稳定以及降低出错率和噪声水平，从而降低自动化装配工作站/流水线的故障率，提高劳动舒适性，本发明提出利用伺服电机-行星减速器-小齿轮-齿条传动机构实现推拉式送料机构的高效、稳定、低噪声的工作。
本发明的技术方案如下：
基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，包括框架和设置于框架中的旋转送料模组，所述旋转送料模组包括：
轨道组件，所述轨道组件包括主固定块、固定回转板，所述主固定块向下倾斜，其上设有缝隙，两块所述固定回转板平行固定于主固定块的缝隙中，形成零件运动的轨道，所述轨道上方设置有轨道压板，零件在轨道和轨道压板之间运动；
驱动组件，所述驱动组件包括电机、驱动小齿轮，所述驱动小齿轮在电机的驱动下正反转；
扇形齿轮组件，所述扇形齿轮组件包括扇形齿轮、连杆，所述主固定块中设置有转轴，所述连杆的一端固定于扇形齿轮上，另一端与转轴活动连接，所述扇形齿轮的边缘处设置有轮齿，所述轮齿与小齿轮的轮齿啮合，所述扇形齿轮的上边缘设置有槽口，零件可沿所述槽口下滑至轨道组件的轨道处；
料斗，所述料斗的底部设置有容许扇形齿轮通过的条形口，零件放置于料斗中。
更进一步地，所述框架包括底座、左侧封板、右侧封板、前侧封板、后侧封板和上盖板，所述左侧封板、右侧封板、前侧封板、后侧封板的底部固定于底座上，形成上部开口的箱体结构，所述上盖板盖于所述箱体结构上，所述前侧封板上设置有通孔，使所述轨道组件从所述通孔穿出。
更进一步地，所述主固定块上设置有限位槽结构，通过限制连杆的位置限制扇形齿轮的上极限位置和下极限位置。
更进一步地，所述主固定块上还固定设置有固定支撑板，所述固定支撑板上与轨道对应的位置设置有通孔，所述料斗的一端固定安装在固定支撑板上。
更进一步地，所述固定支撑板的通孔处还设置有阻拦块，用于过滤位置不正确的零件。
更进一步地，所述压板上安装有气管接头，所述压板内部开有气孔，从气管接头进入的气体经气孔喷出，将重叠的或位置不正确的零件重新吹到料斗中。
更进一步地，还包括出口压板和入口压板，所述出口压板和入口压板通过高度调节杆安装于主固定块上，同时，出口压板和入口压板分别通过出口角度调节杆和入口角度调节杆安装在轨道压板上。
更进一步地，所述料斗中还设置有U型过滤杆，其端部安装在固定支撑板上。
更进一步地，所述料斗中还设置有斜面压板、水平压板、阻止块、上封板，所述斜面压板和水平压板固定于料斗的内侧底部，所述阻止块固定于水平压板的尾侧，上封板固定于水平压板的上部，所形成的半封闭空间用于防止零件进入齿轮啮合区域。
更进一步地，所述料斗底部设置有缺料传感器。
本发明的有益效果如下：
(1)由于利用了伺服电机-行星减速器-小齿轮-扇形齿轮机构驱动的旋转式送料机构，使得物料输送速度和稳定性得到显著提高，从而降低了系统的出错率，降低了系统的维护成本和劳动强度；
(2)实现了低噪声运行的工况，整体上降低了车间/自动化装配线的噪声等级，提高了劳动舒适性。
附图说明
图1是基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型送料机外观图。
图2是基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型送料机外框架爆炸图。
图3是送料模组总成图。
图4是送料模组总成爆炸图。
图5是送料模组总成剖面图。
图中：101、前侧面板；102、左侧封板；103、右侧封板；104、后侧封板；105、底座；106、上盖板；107、减振底座；108、底座固定螺丝；109、封板固定螺钉；110、支撑杆；111、支撑杆固定螺钉；112、前封板固定螺钉；113、数据线接口模块；114、电源接头；115、把手固定螺钉；116、左封板后部固定螺丝；117、左封板底部固定螺丝；118、右封板固定螺丝；119、盖板把手；201、伺服电机；202、减速箱；203、电机安装架；204、电机安装螺钉；205、连杆架固定螺丝；206、电机安装架固定螺丝；207、驱动小齿轮；208、齿轮固定销；209、支撑杆固定螺丝；210、前后面板支撑杆；211、随动连杆；212、旋转定位板；213、第一固定螺丝；215、主固定块；216、出口角度调节杆；217、高度调节杆；218、入口角度调节杆；219、出口压板；220、入口高度调节杆；221、入口压块；222、前封板固定螺丝；223、第二固定螺丝；225、螺栓定位销轴；226、轴承；230、菱形销；231、轨道压板；232、气管接头；233、固定支撑板；234、阻拦块；235、辅助板安装架；236、固定螺丝；237、缺料传感器；238、传感器螺帽；239、保护套；240、扇形齿轮；241、压板固定螺丝；242、压板；243、螺帽；244、垫片；245、料斗；246、斜面压板；247、锁紧螺丝；248、水平压板；249、阻止块；250、U型过滤杆；251、螺丝；252、上封板；253、上封板固定螺丝。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型送料机外观图，图2为送料系统的框架爆炸图。由图2可知，系统主要由外观框架结构、内部旋转动力传动模块、料斗和外部螺丝轨道模块组成。其中上盖板106透明，便于观察料斗中的物料剩余量，同时便于补料。料斗245用于存放待输送的零件。螺丝等零件通过旋转驱动模块被输送至外部螺丝轨道模块。
图2中，前侧封板101、左侧封板102、右侧封板103和后侧封板104的底部通过螺丝(包括前封板固定螺钉112、左封板底部固定螺丝117、右封板固定螺丝118)安装在底座105上，这四个零件的相连侧面相互通过螺丝(包括左封板后部固定螺丝116)连接，上边分别通过螺丝与旋转送料模组相连接，且支撑杆110的中间位置用过支撑杆固定螺钉111与旋转送钉模组连接，其两端通过封板固定螺丝109与左侧和右侧封板连接，起到支撑和加强的作用。上盖板106、把手固定螺钉115和把手119构成盖板组件，上盖板106用透明塑料板加工而成，便于观察。减振底座107与底座105通过底座固定螺丝108相连，数据通信模块113和电源接头114分别通过螺丝安装在后侧封板104上。
图3为送料模组总成图，图中旋转齿轮分料架(扇形齿轮)在伺服电机、小齿轮的驱动下正反转，在正转一定圈数后，扇形齿轮达到上极限位置，随后反转，达到下极限位置，扇形齿轮的上部带有一定深度和宽度的槽口，利用扇形齿轮的上下运动，扇形齿轮可将料斗的螺丝进入至其槽口中，在达到上极限位置时，槽口中的螺丝在自重的作用下进入外部轨道中，随后进入分料器。
图4和图5为旋转给料模组的爆炸图和剖面图，图4中，伺服电机201、减速箱202通过电机安装螺钉204安装在电机安装架203上，电机安装架203通过电机安装架固定螺丝206固定于底座105上，驱动小齿轮207通过齿轮固定销208安装在减速箱202的输出轴上。随动连杆211通过螺栓定位销轴225，将两个随动连杆211、旋转定位板212、轴承226固定安装在一起，使得随动连杆211能够绕轴承226中心旋转，另外，两侧的旋转定位板212通过长定销钉229定位在一起并通过第一固定螺丝213和第二固定螺丝223固定，确保位置准确。随动连杆211的另外两个安装孔与扇形齿轮240的安装孔通过沉头螺栓205固定在一起，三者通过菱形销230准确定位在一起。安装完成后，扇形齿轮240可以绕着随动连杆211的孔中心轴旋转，且在旋转的过程中，保持面接触。扇形齿轮240的上部开有一定深度的槽口，槽口宽度需要与螺丝大小和规格匹配。固定支撑板233通过螺栓安装在主固定块215上，辅助板安装架235、压板242通过固定螺丝236定位安装在一起。另外，主固定块215的内部结构能通过限制随动连杆211的位置限制扇形齿轮240的上极限和下极限位置，压板242的两端通过压板固定螺丝241与左/右两侧封板固定在一起，料斗245的一端也通过螺丝安装在固定支撑板233的两侧(见图3)。阻拦块234通过沉头螺丝安装在压板242的中间位置，起到过滤处于不正确位置状态的螺丝的作用。气管接头232安装在压板231上，压板231内部开有气孔，用来将重叠的或不正确位置的零件重新吹到料斗中。高度调节杆217和220利用过盈配合安装在主固定块215上，作为出口压板219和入口压板221的高度调节杆，高度调节完成后，利用螺丝紧固。出口角度调节杆216和入口角度调节杆218的一端分别安装在出口压板219和入口压板220上，另外一段安装在轨道压板231上。前后面板支撑杆210的一端通过支撑杆固定螺丝209安装在后侧封板104上，另一端通过螺丝安装在固定支撑板233上，起到支撑和加强的作用。料斗245的左/右/后侧均通过螺丝固定在框架上，前侧通过螺丝固定在固定支撑板233上。斜面压板246和水平压板248分别通过螺帽243、垫片244和锁紧螺丝247固定在料斗245的内侧底部，U型过滤杆250穿过水平压板248，其两端安装在固定支撑板233上，其作用是在扇形齿轮240旋转取料的过程中，将横在料斗245上表面的螺钉去除掉，避免此类螺钉进入轨道，产生卡钉现象。阻止块249通过螺丝251安装在水平压板248的内部，如图4所示，避免螺丝进入扇形齿轮240的齿上，从而避免系统卡转，上封板252通过上封板固定螺丝253安装在水平压板248的上部，用来进一步确认有无螺丝等零件进入齿轮啮合区域。缺料传感器237、传感器螺帽238和保护套239安装在料斗245的底部，用来检测料斗245中是否缺料，如缺料，则发送信号给控制系统，从而控制电机的启停等动作。
整个送料系统框架和内部核心组件的装配方式可由图2-5得到，整个系统的工作流程如下：
(1)缺料传感器检测料斗中是否缺料，如不缺料，则启动伺服电机，正向驱动扇形齿轮旋转，在旋转的过程中，使得螺丝进入扇形齿轮的上部轨道中；
(2)当扇形齿轮到达上极限位置时，扇形齿轮上部轨道中的螺丝沿着内部轨道进入外部轨道；
(3)扇形齿轮到达极限位置并停顿一定时间后，电机开始反转，扇形齿轮逐渐旋转至底部极限位置，电机停止转动；
(4)重复(1)-(3)动作，将料斗中零件循环往复，从而实现物料的不断输送。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，包括框架和设置于框架中的旋转送料模组，所述旋转送料模组包括：
轨道组件，所述轨道组件包括主固定块、固定回转板，所述主固定块向下倾斜，其上设有缝隙，两块所述固定回转板平行固定于主固定块的缝隙中，形成零件运动的轨道，所述轨道上方设置有轨道压板，零件在轨道和轨道压板之间运动；
驱动组件，所述驱动组件包括电机、驱动小齿轮，所述驱动小齿轮在电机的驱动下正反转；
扇形齿轮组件，所述扇形齿轮组件包括扇形齿轮、连杆，所述主固定块中设置有转轴，所述连杆的一端固定于扇形齿轮上，另一端与转轴活动连接，所述扇形齿轮的边缘处设置有轮齿，所述轮齿与小齿轮的轮齿啮合，所述扇形齿轮的上边缘设置有槽口，零件可沿所述槽口下滑至轨道组件的轨道处；
料斗，所述料斗的底部设置有容许扇形齿轮通过的条形口，零件放置于料斗中。
2.根据权利要求1所述的基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，所述框架包括底座、左侧封板、右侧封板、前侧封板、后侧封板和上盖板，所述左侧封板、右侧封板、前侧封板、后侧封板的底部固定于底座上，形成上部开口的箱体结构，所述上盖板盖于所述箱体结构上，所述前侧封板上设置有通孔，使所述轨道组件从所述通孔穿出。
3.根据权利要求1所述的基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，所述主固定块上设置有限位槽结构，通过限制连杆的位置限制扇形齿轮的上极限位置和下极限位置。
4.根据权利要求1所述的基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，所述主固定块上还固定设置有固定支撑板，所述固定支撑板上与轨道对应的位置设置有通孔，所述料斗的一端固定安装在固定支撑板上。
5.根据权利要求4所述的基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，所述固定支撑板的通孔处还设置有阻拦块，用于过滤位置不正确的零件。
6.根据权利要求1所述的基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，所述压板上安装有气管接头，所述压板内部开有气孔，从气管接头进入的气体经气孔喷出，将重叠的或位置不正确的零件重新吹到料斗中。
7.根据权利要求1所述的基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，还包括出口压板和入口压板，所述出口压板和入口压板通过高度调节杆安装于主固定块上，同时，出口压板和入口压板分别通过出口角度调节杆和入口角度调节杆安装在轨道压板上。
8.根据权利要求1所述的基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，所述料斗中还设置有U型过滤杆，其端部安装在固定支撑板上。
9.根据权利要求1所述的基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，所述料斗中还设置有斜面压板、水平压板、阻止块、上封板，所述斜面压板和水平压板固定于料斗的内侧底部，所述阻止块固定于水平压板的尾侧，上封板固定于水平压板的上部，所形成的半封闭空间用于防止零件进入齿轮啮合区域。
10.根据权利要求1所述的基于电机-齿轮驱动的旋转式刀叉型分料器，其特征在于，所述料斗底部设置有缺料传感器。
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