CN109590218A - 一种机电一体化自动分选工件装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机械工程领域中的一种机电一体化自动分选工件装置。这种装置包括工作台，工作台的最顶部设有用于输送物料的斜板，所述斜板中部开有与圆形件的形状间隙配合的圆孔，圆孔下方设有圆形件粗选装置，圆形件粗选装置位于工作台中部，斜板的末端设有螺旋的引导板，引导板的入口端与斜板连接，引导板的出口端位于圆形分选装置的下方，且圆形分选装置的下方设有花键分选装置，花键分选装置位于工作台底部；采用本技术方案后圆孔进行第一次分选，分离了圆形件和花键，实现了对不同形状的工件进行分选的功能，提高了使用范围，同时利用花键的顶出从而带动圆形件的顶出，无需其他驱动电机，紧凑了结构，节省了占地面积。

Description

一种机电一体化自动分选工件装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及机械工程领域，具体是一种机电一体化自动分选工件装置。

背景技术

随着自动化程度的不断提高，大多的工件在生产过程中都引进了自动检测装置，通过自动检测装置来检测生产的工件是否合格，这样就需要对经自动检测装置的工件进行分选，以把合格品和不合格品进行区分。目前现有的分选方式主要有两种：1)采用人工进行分选，这种方式存在分选效率低、劳动强度大的缺点，尤其不适用于检测量比较大的工件；2)采用自动分选装置，目前市场上工件分选装置的形式多种多样，但是基本上都存在结构复杂、体积大、功能单一、成本高等诸多缺点。

为了解决上述问题，公告号为CN207533578U的现有技术公开了一种工件分选装置，其包括:第一分选装置，用于分选合格工件，其包括分选板，所述分选板可转动地装配于入料盒内并能够转动到第一位置和第二位置，且所述入料盒内开设有漏料孔；在所述第一位置，所述分选板向输送带倾斜；在所述第二位置，所述分选板向所述漏料孔倾斜；第二分选装置，设于所述入输送带的出料端，包括使所述输送带上的工件流向不同料框的换向板。

上述方案中采用输送带的出料端设置有换向板，通过换向板将合格工件导入其中的一个合格品料框中，当落入该合格品料框中的合格工件达到设定值时，计数装置发送信号给换向驱动气缸，换向驱动气缸驱动换向板转动一定角度，将输送带上的合格工件导入另一合格品料框中，完成分选，有效解决了传统分选装置体积过大，成本过高的问题。

但是公告号为CN207533578U的现有技术在使用时仅能对单一的零件进行分选，而现代化生产中一种机床通常可以对多种工件进行加工，这些工件形状不一，有花键和圆形件等，现有技术中缺失在分选良品和不良品的同时对不同工件进行分选。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种在分选良品和不良品的同时，对相同体积的花键和圆形件或对花键体积大于圆形件的物料进行分选的装置和方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种机电一体化自动分选工件装置，包括工作台，其特征在于：工作台的顶部设有用于输送物料的斜板，所述斜板中部开有与圆形件的形状间隙配合的圆孔，圆孔下方设有圆形件粗选装置，圆形件粗选装置位于工作台中部，斜板的末端设有螺旋的引导板，引导板的入口端与斜板连接，引导板的出口端位于圆形分选装置的下方，且圆形分选装置的下方设有花键分选装置，花键分选装置位于工作台底部；

圆形件粗选装置包括接引管、传送带、容纳台和收集框，所述接引管上方连通圆孔，接引管下方朝向传送带，传送带四周包裹收集框，收集框开有进料口和出料口，所述出料口与收集框之间连接有第一扭簧，收集框轴向一侧设有齐口装置，所述收集框位于容纳台上方，容纳台中部开有收集槽，收集槽的体积与圆形工件的体积相同，收集槽内穿透有竖直杆，竖直杆位于收集槽下方的一端固定连接有偏转板，容纳台沿圆形件的抛物方向上放置有倾斜的分选板，分选板表面从上到下依次开有尺寸逐渐增大的落槽；

花键分选装置包括顶出电机、顶出杆和停滞台，所述停滞台承接于引导板的输出端，停滞台表面沿物料供给方向依次设有容纳槽和落料口，所述容纳槽内由上到下依次设置顶出杆和顶出电机，所述顶出杆将工件顶出至与偏转板接触，顶出杆装套在顶出电机的输出轴，所述落料口表面设有落料板，落料板的数量至少为3，每个落料板都通过第二扭簧铰接容纳台，且分选板按照距离容纳槽由近至远的距离依次排列。

本方案的技术原理如下：混杂有花键和圆形件的物料受重力的影响下沿斜板表面下滑，因为只对相同体积的花键和圆形件或对花键体积大于圆形件的物料进行分选，所以当物料经过圆孔时，圆形件会沿圆孔下坠，花键沿着引导板进行螺旋曲线运动。

相对于圆形件而言，当圆形件沿着圆孔下坠时依次经过接引管、收集框和传动带，圆形件在传送带的带动下堆叠于收集框的出料口，此时收集框的齐口装置使收集框内的圆形件的端口齐平，当圆形件堆叠到一定数量后将出料口冲开，圆形件沿着传送带进入收集槽中，此时收集槽将圆形件卡合。

相对于花键而言，花键沿着引导板落入花键分选装置，此时花键先经过停滞台，此时后续的花键对前面的花键不停冲击，受冲击的花键落入容纳槽中，容纳槽中的顶出电机依次带动顶出杆和花键顶出，当顶出的花键与偏转板接触时产生两种运动状态。

第一种，花键受偏转板的影响发生偏移，此时花键进行抛物线运动，由于重力加速度的影响，不考虑空气阻力的情况下，相同体积的花键下落时间相同，而根据冲量定理，花键质量的不同导致偏转板的反作用力提供给花键水平初速度不同，水平初速度与质量成反比，质量大的花键进行抛物线运动的水平距离短，而质量轻的花键进行抛物线运动的水平距离长，此时质量不同的花键落入不同的落料板内，完成分选。

第二种，花键作为主动副，冲击竖直杆，竖直杆受力后将圆形件顶出，此时因为收集框的设置，所以圆形件分批流出，顶出的圆形件在顶出过程中触碰到位于收集槽一旁的圆形件，此时被顶出的圆形件实现变向，被顶出的圆形件落入分选板上，在重力的作用下，圆形件在分选板上滚动，因为分选板表面从上到下依次开有尺寸逐渐增大的落槽，当圆形件经过尺寸与其适配的落槽时完成尺寸的分选。

采用本技术方案产生以下有益效果：1、相对于公告号为CN207533578U的现有技术，采用本技术方案后圆孔进行第一次分选，分离了圆形件和花键，实现了对不同形状的工件进行分选的功能，提高了使用范围。

2、相对于其他队不同形状工件进行分选的装置，本技术方案中利用花键的顶出从而带动圆形件的顶出，无需其他驱动电机，紧凑了结构，节省了占地面积。

3、相对于其余结构紧凑的分选装置，本分选装置利用第一扭簧控制出料口的开合，提供了收集框中齐口装置充分的处理时间，提升了对齐效果，增强了分选精度。

4、相对于拥有齐口装置的分选装置，本技术方案中将圆形件批量放出后，圆形件之间间隔紧凑，当圆形件被顶出时，一旁的圆形件提供偏转效果，提高了效率。

进一步，所述尺寸与标准的圆形件相契合的落槽下方设有圆形件细选装置，细选装置包括支撑台、支座、翘板和负重块，所述支座安装于支撑台上，支座上方铰接翘板，所述翘板自由端位于落槽下方，所述翘板约束端挂有负重块。

当尺寸合格的圆形件从落槽下坠时，对翘板进行冲击，此时产生两种情况当圆形件质量大于负重块时，圆形件的质量合格，此时翘板朝向圆形件倾斜，圆形件滑落至一旁，当圆形件重力轻于负重块质量时，圆形件质量不合格，翘板朝向负重块倾斜，圆形件沿翘板滑落至负重块旁。采用本技术方案对尺寸合格的圆形件进行二次分选，提升了分选精度。

进一步，所述支撑台径向两侧开有载料槽，载料槽内装有载料框。方便圆形件滑落，提高收集效率。

进一步，所述齐口装置包括鼓风机、导管和气囊，所述鼓风机通过导管连接气囊，气囊设置于收集框内部，气囊内设有控制鼓风机吸气的压力传感器。当圆形件落入收集框时，鼓风机对气囊输气，此时气囊开始膨胀，膨胀后的气囊将圆形件抵靠于收集框的一侧，此时完成端口对齐，当气囊内的气压达到压力传感器的最大限度时，压力传感器控制鼓风机吸气，气囊体积变小，为下一次对齐进行准备。

进一步，所述竖直杆与收集槽之间连接有拉簧。竖直杆顶升后回位，节约了空间。

进一步，所述装置使用方法如下，

a.倾倒工件，将机床加工的圆形件和花键的混合料倒入斜板中；

b.启动电器，依次启动传送带、鼓风机和顶出电机；

c.接料，将落槽中的不合格圆形件分类收集，再将落料口中的花键分类收集，此时位于中间落料口的花键为良品；

d.取出载料框，将两个载料框中的物料分开收集。

采用本技术方案收集的不良品都已自动分类完成，只需根据缺点进行返工，提升了效率。

附图说明

图1为本发明一种机电一体化自动分选工件装置的全剖示意图；

图2为齐口装置结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：工作台1、斜板2、圆孔3、接引管4、传送带5、容纳台6、收集框7、齐口装置8、鼓风机81、导管82、气囊83、竖直杆9、拉簧10、偏转板11、分选板12、落槽13、支撑台14、支座15、翘板16、负重块17、引导板18、顶出电机19、顶出杆20、落料口21。

实施例基本如附图1所示：一种机电一体化自动分选工件装置，包括工作台1，工作台1的最顶部焊接有用于输送物料的斜板2，斜板2中部开有与圆形件的形状间隙配合的圆孔3，圆孔3下方放置有圆形件粗选装置，圆形件粗选装置位于工作台1中部，圆形件粗选装置包括接引管4、传送带5、容纳台6和收集框7，接引管4上方连通圆孔3，接引管4下方朝向传送带5，传送带5四周包裹收集框7，收集框7开有进料口和出料口，所述出料口与收集框7之间连接有第一扭簧，收集框7轴向一侧安装有齐口装置8。

如附图2所示，齐口装置8包括鼓风机81、导管82和气囊83，所述鼓风机81通过导管82连接气囊83，气囊83内设有控制鼓风机81吸气的压力传感器，气囊83设置于收集框7内部。

收集框7位于容纳台6上方，容纳台6中部开有收集槽，收集槽的体积与圆形工件的体积相同，收集槽内穿透有竖直杆9，竖直杆9与收集槽之间连接有拉簧10，竖直杆9位于收集槽下方的一端固定连接有偏转板11，容纳台6沿圆形件的抛物方向上放置有倾斜的分选板12，分选板12表面从上到下依次开有尺寸逐渐增大的落槽13。尺寸与标准的圆形件相同的落槽13下方设有圆形件细选装置，细选装置包括支撑台14、支座15、翘板16和负重块17，支座15安装于支撑台14上，支座15上方铰接翘板16，所述翘板16自由端位于落槽13下方，所述翘板16约束端挂有负重块17。支撑台14左侧和右侧都开有载料槽，载料槽内装有载料框。

斜板2的末端设有螺旋的引导板18，引导板18的入口端与斜板2连接，引导板18的出口端位于圆形分选装置的下方，且圆形分选装置的下方设有花键分选装置，花键分选装置位于工作台1底部；花键分选装置包括顶出电机19、顶出杆20和停滞台，所述停滞台承接于引导板18的输出端，停滞台表面沿物料供给方向依次设有容纳槽和落料口21，所述容纳槽内由上到下依次设置顶出杆20和顶出电机19，所述顶出杆20将工件顶出至与偏转板11接触，顶出杆20装套在顶出电机19的输出轴，所述落料口21表面设有落料板，落料板的数量为3，每个落料板都通过第二扭簧铰接容纳台6，且分选板12按照距离容纳槽由近至远的距离依次排列。

具体实施过程如下：

倾倒工件，将机床加工的圆形件和花键的混合料倒入斜板2中,混杂有花键和圆形件的物料受重力的影响下沿斜板2表面下滑，因为只对相同体积的花键和圆形件或对花键体积大于圆形件的物料进行分选，所以当物料经过圆孔3时，圆形件会沿圆孔3下坠，花键沿着引导板18进行螺旋曲线运动。

相对于圆形件而言，当圆形件沿着圆孔3下坠时依次经过接引管4、收集框7和传动带，圆形件在传送带5的带动下堆叠于收集框7的出料口，此时收集框7的齐口装置8使收集框7内的圆形件的端口齐平，当圆形件堆叠到一定数量后将出料口冲开，圆形件沿着传送带5进入收集槽中，此时收集槽将圆形件卡合。

相对于花键而言，花键沿着引导板18落入花键分选装置，此时花键先经过停滞台，此时后续的花键对前面的花键不停冲击，受冲击的花键落入容纳槽中，容纳槽中的顶出电机19依次带动顶出杆20和花键顶出，当顶出的花键与偏转板11接触时产生两种运动状态。

第一种，花键受偏转板11的影响发生偏移，此时花键进行抛物线运动，由于重力加速度的影响，不考虑空气阻力的情况下，相同体积的花键下落时间相同，而根据冲量定理，花键质量的不同导致偏转板11的反作用力提供给花键水平初速度不同，水平初速度与质量成反比，质量大的花键进行抛物线运动的水平距离短，而质量轻的花键进行抛物线运动的水平距离长，此时质量不同的花键落入不同的落料板内，完成分选。

第二种，花键作为主动副，冲击竖直杆9，竖直杆9受力后将圆形件顶出，此时因为收集框7的设置，所以圆形件分批流出，顶出的圆形件在顶出过程中触碰到位于收集槽一旁的圆形件，此时被顶出的圆形件实现变向，被顶出的圆形件落入分选板12上，在重力的作用下，圆形件在分选板12上滚动，因为分选板12表面从上到下依次开有尺寸逐渐增大的落槽13，当圆形件经过尺寸与其适配的落槽13时完成尺寸的分选。

当尺寸合格的圆形件从落槽13下坠时，对翘板16进行冲击，此时产生两种情况当圆形件质量大于负重块17时，圆形件的质量合格，此时翘板16朝向圆形件倾斜，圆形件滑落至一旁，当圆形件重力轻于负重块17质量时，圆形件质量不合格，翘板16朝向负重块17倾斜，圆形件沿翘板16滑落至负重块17旁。采用本技术方案对尺寸合格的圆形件进行二次分选，提升了分选精度。

操作人员将落槽13中的不合格圆形件分类收集，再将落料口21中的花键分类收集，此时位于中间落料口21的花键为良品；随后操作人员取出载料框，将两个载料框中的物料分开收集。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种机电一体化自动分选工件装置，包括工作台，其特征在于：工作台的顶部设有用于输送物料的斜板，所述斜板中部开有与圆形件的形状间隙配合的圆孔，圆孔下方设有圆形件粗选装置，圆形件粗选装置位于工作台中部，斜板的末端设有螺旋的引导板，引导板的入口端与斜板连接，引导板的出口端位于圆形分选装置的下方，且圆形分选装置的下方设有花键分选装置，花键分选装置位于工作台底部；

圆形件粗选装置包括接引管、传送带、容纳台和收集框，所述接引管上方连通圆孔，接引管下方朝向传送带，传送带四周包裹收集框，收集框开有进料口和出料口，所述出料口与收集框之间连接有第一扭簧，收集框轴向一侧设有齐口装置，所述收集框位于容纳台上方，容纳台中部开有收集槽，收集槽的体积与圆形工件的体积相同，收集槽内穿透有竖直杆，竖直杆位于收集槽下方的一端固定连接有偏转板，容纳台沿圆形件的抛物方向上放置有倾斜的分选板，分选板表面从上到下依次开有尺寸逐渐增大的落槽；

花键分选装置包括顶出电机、顶出杆和停滞台，所述停滞台承接于引导板的输出端，停滞台表面沿物料供给方向依次设有容纳槽和落料口，所述容纳槽内由上到下依次设置顶出杆和顶出电机，所述顶出杆将工件顶出至与偏转板接触，顶出杆装套在顶出电机的输出轴，所述落料口表面设有落料板，落料板的数量至少为3，每个落料板都通过第二扭簧铰接容纳台，且分选板按照距离容纳槽由近至远的距离依次排列。

2.根据权利要求1所述的一种机电一体化自动分选工件装置，其特征在于：所述尺寸与标准的圆形件相契合的落槽下方设有圆形件细选装置，细选装置包括支撑台、支座、翘板和负重块，所述支座安装于支撑台上，支座上方铰接翘板，所述翘板自由端位于落槽下方，所述翘板约束端挂有负重块。

3.根据权利要求2所述的一种机电一体化自动分选工件装置，其特征在于：所述支撑台径向两侧开有载料槽，载料槽内装有载料框。

4.根据权利要求1所述的一种机电一体化自动分选工件装置，其特征在于：所述齐口装置包括鼓风机、导管和气囊，所述鼓风机通过导管连接气囊，气囊设置于收集框内部，气囊内设有控制鼓风机吸气的压力传感器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种机电一体化自动分选工件装置，其特征在于：所述竖直杆与收集槽之间连接有拉簧。

6.根据权利要求5所述的一种机电一体化自动分选工件的工作方法，其特征在于：所述装置使用方法如下，

a.倾倒工件，将机床加工的圆形件和花键的混合料倒入斜板中；

b.启动电器，依次启动传送带、鼓风机和顶出电机；

c.接料，将落槽中的不合格圆形件分类收集，再将落料口中的花键分类收集，此时位于中间落料口的花键为良品；

d.取出载料框，将两个载料框中的物料分开收集。