CN109397620A

CN109397620A - 一种拉索套管自动上下料装置

Info

Publication number: CN109397620A
Application number: CN201811564244.7A
Authority: CN
Inventors: 熊瑞平; 程昶运; 曹月刚
Original assignee: Qingdao Research Institute Of Sichuan University
Current assignee: Qingdao Research Institute Of Sichuan University
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2019-03-01

Abstract

本专利公开了一种拉索套管自动上下料装置，将套管供给注塑机，所加工的套管为汽车拉索防护，为塑料材质。本专利包括机械臂，套管定位机构，套管夹取机构，套管供料机构与控制系统。套管定位机构可以同时定位八根套管，解决了套管定位问题；套管夹取机构一次性夹取八根套管以供给注塑机，且能够夹取不同规格的套管；套管供料机构一次性容纳大量套管，每次输出一根，八根为一个供料周期。整个装置在PLC控制系统的作用下，自动控制各个机构的协调工作，实现套管自动连续供取料的功能。本专利的有益效果是：结构简单，适应不同尺寸套管的自动注塑，应用机械臂优化布局提高运行效率，自动化程度高。

Description

一种拉索套管自动上下料装置

技术领域

本专利涉及自动化机械技术领域，具体涉及一种拉索套管自动上下料装置。

背景技术

随着社会的进步与科技的发展，自动化水平相应提高，注塑产品应用愈加广泛，注塑机是一种在塑料成型行业内非常常用的设备，传统注塑机会带来很多的问题，比如会产生刺鼻气味，需要工人在旁边送料与取料，增加劳动力成本的同时也威胁着工人的健康，并且效率低下，工作过程单一繁琐。

目前已经有自动化程度较高的注塑机，但是普遍针对初加工，对于在已有零件上进行的注塑加工，目前工厂中依然大规模采用传统的注塑机与定制模具配合加工的方法，套管上的注塑加工在此类情况中较为常见。由于在注塑机上直接改造的难度较大，因此，发明一种结构简单，运用传统注塑机，控制方便的针对拉索套管的自动上下料装置有必要性。

发明内容

为提高生产效率，改善工人工作环境，降低劳动力成本和解决套管自动上下料等问题，发明一种拉索套管自动上下料装置。

本专利解决其技术问题所采用的方案是：一种拉索套管自动上下料装置，其包括注塑机，工业机械臂，套管定位机构，套管夹取机构，套管供料机构以及控制系统，注塑机固定在地面，工业机械臂的底座安装固定在工作台上，套管定位机构包括V型槽定位件和套管升降板，以气缸驱动实现套管的定位与移动，套管夹取机构连接在机械臂的执行端，该机构包含两套夹紧机构，夹紧机构由气缸驱动夹头实现八个套管的同时夹取，套管夹取机构由机械臂驱动，供料机构的储料仓存储套管，配合滚轮子机构实现套管顺序输出，供料机构与套管定位机构对称分布，以工业机械臂的中线为对称线，同样的，注塑机也以此线为中线对称分布。

优选地，套管定位机构的B1气缸固定架固定在工作台上，而B2气缸固定架则能够调节连接位置以适应不同规格的套管，B1气缸的活塞杆与A套管升降板固定，B2气缸的活塞杆则与B套管升降板固定，B1气缸与B2气缸同步运动，A气缸的缸体固定在工作台上，A气缸的活塞杆与定位机构载板相连，A气缸的活塞杆运动方向与导轨的导向方向相同，并且A气缸的行程与定位板上的V型槽之间的距离相同，A气缸控制定位板与套管升降板上V型槽的错开与对齐，A气缸与B1气缸、B2气缸配合工作实现套管顺序移动，使八根套管定位在定位板与尺寸调整板的V型槽中，定位板固定在定位机构载板上，而尺寸调整板与定位机构载板之间有移动副，可以以此调节尺寸调整板与定位板间的距离，电磁铁固定架固定在工作台上，电磁铁固定在电磁铁固定架上，八个电磁铁水平排列在固定架上，且八个电磁铁分别对齐一根套管。

优选地，套管夹取机构连接在机械臂的执行端，夹取机构载板上连接有两套相同的夹紧机构，在夹取时两套夹紧机构分别夹住套管的两端，以其中一套为例，A夹头与B夹头分别连接在A导轨与B导轨的滑块上，A导轨与B导轨固定在夹取机构载板上，夹紧气缸的气缸体连接在A夹头上，活塞杆连接在B夹头上，导轨的两端都固定有限位卡扣，分为内侧限位卡扣和外侧限位卡扣，两者之间的安装距离允许滑块在导轨上的行程为气缸行程的一半，两个导轨行程相加为一个气缸行程，以此保证气缸运动能够实现套管的夹取。

优选地，本装置的布局具有创新性，能够提高运行效率，缩短运行周期，在机械臂带动套管夹取机构将第一组套管定位机构上的八根套管送入注塑机中后，第一组注塑机开始工作，在注塑机工作的时间内，机械臂带动套管夹取机构将第二组套管定位机构上的八根套管送入注塑机中，在第二组注塑机工作时，机械臂运动将第一组注塑机上加工完成的套管送入成品放料盒，然后再将第二组注塑机的成品放入成品放料盒，并且当套管夹取机构取走套管定位机构上的套管后，供料机构与套管定位机构即可进行下一周期的套管定位，即套管定位过程与上一周期的注塑过程同时进行，所以执行效率较高。

本专利的有益效果是，结构简单，自动化程度高，可以适应不同规格的套管上下料。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本专利作进一步详细的说明：

图1为本专利的结构示意图；

图2为图1中的套管定位机构示意图；

图3为图2中的套管夹取机构示意图；

图4为套管夹取机构中限位卡扣示意图；

图5为图1中的供料机构示意图；

图中，1、供料机构，2、套管定位机构，3、套管夹取机构，4、机械臂，5、注塑机，6、成品放料盒，7、A气缸，8、定位机构导轨，9、电磁铁固定架，10、电磁铁11、套管，12、B1气缸固定架，13、A套管升降板，14、B1气缸，15、定位板，16、尺寸调整板，17、B2气缸，18、B套管升降板，19、B2气缸固定架，20、定位机构载板，21、定位尺寸调节螺钉，22、A夹头，23、B夹头，24、A导轨，25、夹紧气缸，26、B导轨，27、夹取机构载板，28、夹取调节螺钉，29、内侧限位卡扣，30、外侧限位卡扣，31、储料仓，32、步进电机，33、步进电机架，34、电机载板，35、滚轮架，36、固定环，37、导向轮，38、中间轴，39、A供料夹，40、B供料夹，41、C供料夹，42、滚轮，43、尺寸调节螺钉，44、尺寸调整板，45、套管示意，46、待取套管。

具体实施方式

如图1所示，两套供料机构1、两套套管定位机构2、套管夹取机构3、机械臂4、成品放料盒6按照一定的布局放置在工作台上，两套注塑机5轮流工作。工作流程为：左方供料机构1持续供料，供给左方套管定位机构2，八根套管为一个供料周期，套管定位机构2持续工作，完成八根套管的定位，机械臂4带动套管夹取机构3一次夹取八根套管，将套管送入左方注塑机5，在注塑机工作时，机械臂4带动套管夹取机构3夹取右方套管定位机构2上的八根套管，送入右方注塑机5，此时机械臂4回到左方，夹取已经注塑完成的套管，放入成品放料盒6，再回到右方注塑机5夹取成品，放入成品放料盒6，另外，当套管定位机构2上的套管被夹取之后，供料机构1即开始下一次供料，套管定位机构2也开始进行下周期的定位，整个过程在PLC控制系统的控制下进行，使工作周期内各个机构有序工作。

套管定位机构2接收来自供料机构1的套管，每次接收一根套管进行定位，直到套管定位机构2定位了八根套管后停止接收，待套管夹取机构3夹取，A套管升降板13与B套管升降板18的动作是同步的，下面以A套管升降板13为例介绍工作流程。初始状态为A套管升降板13和定位板15上的V型槽错开一个，定位板15在前，首先第一根套管落在定位板15的第一个V型槽中，A气缸7的活塞杆伸出，将定位机构载板20和定位板15推出，推到尽头后，A套管升降板13和定位板15上的八个V型槽对齐，但是A套管升降板13的高度低于定位板15一个V型槽的高度，此时B1气缸14的活塞杆伸出，将A套管升降板13顶起，使其高度高于定位板15一个V型槽的高度，此时套管就落在了A套管升降板13的第一个V型槽，A气缸7的活塞杆收回，定位板15的第一个V型槽空出，而第一根套管则位于A套管升降板13的第一个V型槽，定位板15再从供料机构1接收一根新的套管，B1气缸14的活塞杆收回，第一根套管落在了定位板15的第二个V型槽，实现了套管的后移，重复以上动作会将套管顺序定位在定位板15上的V型槽中，当第八根套管落在定位板15的第一个V型槽中时，定位板15上就有了八根套管，A气缸7的活塞杆伸出，使得定位板15上的八根套管同时对准八个小型电磁铁10，然后电磁铁10通电，将八根套管的端部同时吸附在电磁铁10上，以达到端部对齐目的，随后电磁铁10断电，套管夹取机构3与机械臂4配合会一次将八根套管夹紧取走，套管定位机构2与供料机构1进入下一个供料定位周期。套管定位机构2实际上是实现套管的依次后移，使八根套管落在八个V型槽，然后进行端部对齐，实现定位。另外，B2气缸固定架19可以通过调节定位尺寸调节螺钉21来改变其与B1气缸固定架12之间的距离，如果尺寸调节螺钉21连接在远离套管对齐端的安装孔，则使得A套管升降板13与B套管升降板18之间的距离变大，可以定位长度较大的套管，相应的可以调节尺寸调整板16的位置，尺寸调整板16连接在定位机构载板20上，两者之间有移动副，以让尺寸调整板16随B2气缸固定架19的调整而调整，从而不至于让套管产生弯曲，影响定位效果。

套管夹取机构3夹取来自套管定位机构2上已经完成定位的八根套管，由于套管夹取机构3是安装在机械臂4的执行端，为了不使机械臂负载过重，所以套管夹取机构3的重量不能太大，套管夹取机构3上装有前后两套相同的夹紧机构，在夹紧套管时两套夹紧机构分别夹紧套管两端，图中以其中一套夹紧机构为例进行介绍。夹取机构的夹取动作由夹紧气缸25驱动完成，夹紧气缸25的气缸体与A夹头22连接，夹紧气缸25的活塞杆与B夹头23连接，A夹头22与B夹头23分别连接在A导轨24与B导轨26的滑块上，导轨的两端都有限位卡扣包括内侧限位卡扣29和外侧限位卡扣30，当夹紧套管时，夹紧气缸25的活塞杆伸出，A导轨与B导轨的滑块都到达内侧限位卡扣29；当松开套管时，夹紧气缸25处于常态，A导轨与B导轨的滑块都到达外侧限位卡扣30。夹取机构载板27上有方便调整夹取调节螺钉28的槽，夹紧机构之间的距离可以通过调整夹取调节螺钉28在槽内的位置来改动以适应不同长度的套管。

供料机构1将套管一根根的供给套管定位机构2，储料仓31中放置套管，尽量使其有序排列，套管会一根根的落在待取区域，图中待取套管46即为下一个待取的套管，滚轮42上有A供料夹39，B供料夹40和C供料夹41，三个供料夹轮流取放料，供料夹由气动手指驱动夹紧套管，导向轮37会给予套管一个支持力，使其不会在传送时弯曲太大。首先供料夹夹取第一根套管，步进电机32驱动中间轴38转动120度，第二个供料夹夹取下一根套管，再转动120度后第一根套管的位置会处于套管定位机构2的进料处，此时夹取第一根套管的供料夹松开，第一根套管落在定位板15上的第一个V型槽。供料机构1中，尺寸调整板44可以储料仓中移动，当套管尺寸变化时，可以松开尺寸调节螺钉43，然后移动尺寸调整板44，使储料仓31的大小能够刚刚好适应套管的长度，导向轮37与滚轮42都是通过固定环36固定在中间轴38上，可以松开固定环36来调整导向轮37与滚轮42在中间轴上的位置，在夹取套管时夹取到合理位置，保证夹取套管时不会使套管变形。

Claims

1.一种拉索套管自动上下料装置，其特征在于，包括注塑机（5），工业机械臂（4），套管定位机构（2），套管夹取机构（3），套管供料机构（1）以及控制系统，注塑机（5）固定在地面，工业机械臂（4）的底座安装固定在工作台上，套管定位机构（2）包括V型槽定位件和套管升降板，以气缸驱动实现套管的定位与移动；套管夹取机构（3）连接在机械臂（4）的执行端，该机构包含两套夹紧机构，夹紧机构由气缸驱动夹头实现八个套管的同时夹取，套管夹取机构（3）由机械臂（4）驱动；供料机构（1）的储料仓（31）存储套管，配合滚轮子机构实现套管顺序输出；供料机构（1）与套管定位机构（2）对称分布，以工业机械臂（4）的中线为对称线，同样的，注塑机（5）也以此线为中线对称分布。

2.根据权利要求1所述的一种拉索套管自动上下料装置，其特征在于，套管定位机构（2）的B1气缸固定架（12）固定在工作台上，而B2气缸固定架（19）则能够调节连接位置以适应不同规格的套管，B1气缸的活塞杆与A套管升降板（13）固定，B2气缸的活塞杆则与B套管升降板（18）固定，B1气缸（14）与B2气缸（17）同步运动，A气缸（7）的缸体固定在工作台上，A气缸（7）的活塞杆与定位机构载板（20）相连，A气缸（7）的活塞杆运动方向与导轨（8）的导向方向相同，并且A气缸（7）的行程与定位板（15）上的V型槽间距相同，A气缸（7）控制定位板（15）与套管升降板上V型槽的错开与对齐，A气缸（7）与B1气缸（14）、B2气缸（17）配合工作实现套管顺序移动，使八根套管定位在定位板（15）与尺寸调整板（16）的V型槽中，定位板（15）固定在定位机构载板（20）上，而尺寸调整板（16）与定位机构载板（20）之间有移动副，可以以此调节尺寸调整板（16）与定位板（15）间的距离，电磁铁固定架（9）固定在工作台上，电磁铁（10）固定在电磁铁固定架（9）上，八个电磁铁（10）水平排列在固定架上，且八个电磁铁（10）分别对齐一根套管。

3.根据权利要求1所述的一种拉索套管自动上下料装置，其特征在于，套管夹取机构（3）连接在机械臂（4）的执行端，夹取机构载板（27）上连接有两套相同的夹紧机构，在夹取时两套夹紧机构分别夹住套管的两端，以其中一套为例，A夹头（22）与B夹头（23）分别连接在A导轨（24）与B导轨（26）的滑块上，A导轨（24）与B导轨（26）固定在夹取机构载板（27）上，夹紧气缸（25）的气缸体连接在A夹头（22）上，活塞杆连接在B夹头（23）上，导轨的两端都固定有限位卡扣，分为内侧限位卡扣（29）和外侧限位卡扣（30），两者之间的安装距离允许滑块在导轨上的行程为气缸行程的一半，两个导轨行程相加为一个气缸行程，以此保证气缸运动能够实现套管的夹取。

4.根据权利要求1所述的一种拉索套管自动上下料装置，其特征在于，供料机构（1）的储料仓（31）与滚轮架（35）固定在工作台上，并且储料仓（31）与滚轮架（35）之间的距离应刚好使得滚轮能够夹取到待取位置的套管，导向轮（37）与滚轮（42）通过六个固定环（36）固定在中间轴（38）上，当调节导向轮（37）与滚轮（42）在中间轴（38）上的位置时，固定环（36）应松开中间轴（38），A供料夹（39）、B供料夹（40）和C供料夹（41）固定在滚轮（42）上，三个供料夹之间相差120度，在中间轴（38）转动过程中，三个供料夹轮流取料，轮流放料；供料机构（1）的供料仓也能够调节尺寸调整板（44）来调节供料仓的大小以放入不同规格的套管。

5.根据权利要求1所述的一种拉索套管自动上下料装置，其特征在于，本装置的布局具有创新性，能够提高运行效率，缩短运行周期，在机械臂（4）带动套管夹取机构（3）将第一组套管定位机构（2）上的八根套管送入注塑机中后，第一组注塑机开始工作，在注塑机工作的时间内，机械臂（4）带动套管夹取机构（3）将第二组套管定位机构（2）上的八根套管送入注塑机中，在第二组注塑机工作时，机械臂（4）运动将第一组注塑机上加工完成的套管送入成品放料盒（6），然后再将第二组注塑机的成品放入成品放料盒（6），当套管夹取机构（3）取走套管定位机构（2）上的套管后，供料机构（1）与套管定位机构（2）即可进行下一周期的套管定位，即套管定位过程与上一周期的注塑过程同时进行，所以执行效率较高。