CN109926510B - 一种用于薄壁冲压件的自动化上料设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于薄壁冲压件的自动化上料设备，包括工作台和两个工装，每个工装均由一个梯形台和安装在梯形台上的多个定位夹具组成，所述工作台上按照前后分成工作区和备料区，两个工装通过两个相互平行的无杆气缸安装在工作台上，两个无杆气缸的两侧气口交叉串联相连，使得两个无杆气缸保持同步异向动作。通过无杆气缸可驱动工装在工作台上的工作区和备料区之间来回移动，所述工装通过导轨滑块结构安装在工作台上。本上料设备构造简单，相比人工上料可使产率、质量、精度和效率得到大大提高，使加工、操作、控制、使用更加的简便且大大的提高了工作的安全性。

Description

一种用于薄壁冲压件的自动化上料设备

技术领域

本发明属于数控加工领域，涉及一种上料设备，具体涉及一种用于薄壁冲压件的自动化 上料设备。

背景技术

在工业应用中，薄壁冲压件是一种十分常见的加工零件，目前实际生产中，主要依赖人工进行上料定位加工，人工上料存在以下两个问题：1、人工上料加工时间不能保持恒定，可能会对以后的工序加工造成影响。2、加工过程大量依赖人力，人与冲压机床直接接触，安全性能不高，冲压件产生的废屑毛刺容易对工人健康产生危害。为了改变现有存在的问题，可以从以下三个方面入手：1、通过分析零件材质，零件原表面质量，需要达到的技术性能等因素，制定加工系统加工薄壁冲压件的时间节拍，从而通过自动化上料设备控制合理的上料节拍。2、将上料过程由人工劳力转向自动化工作，避免工人直接参与上料工作，用护罩将工作区与上料区分开，尽可能避免在整个系统中人员与冲压机等加工设备的直接接触。3、使用传感器，对X、Y部分的位置起到监视作用，提高了系统的安全性与精度。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用于薄壁冲压件的自动化上料设备，能够完成对薄壁冲 压件类零件的自动化，高效且有节奏的上料。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种用于薄壁冲压件的自动化上料设备，其特征在于：包括工作台和至少两个工装，每 个工装均由一个梯形台和安装在梯形台上的多个定位夹具组成，所述工作台上按照前后分成 工作区和备料区，多个工装分成两组通过平移机构安装在工作台上，通过平移机构可驱动工 装在工作台上的工作区和备料区之间来回移动。

作为改进，所述工装通过导轨滑块结构安装在工作台上。

作为改进，所述平移机构为液压缸、气缸、电动推杆、齿轮齿条结构以及丝杆螺母机构 中的任意一种。

作为改进，所述工装有两个，两个工装通过两个相互平行的无杆气缸安装在工作台上， 两个无杆气缸的两侧气口交叉串联相连，使得两个无杆气缸保持同步异向动作。

作为改进，所述每个无杆气缸的两侧气口上均设有气控单向阀。

作为改进，所述导轨滑块结构的导轨两端设有检测工装运动位置极限的位置传感器。

作为改进，所述位置传感器为设于导轨两端的对射型光电传感器。

作为改进，所述梯形台的每个台阶面上均设有一个定位夹具。

作为改进，所述定位夹具包括呈直角相连的水平板和竖直板，所述水平板固定在梯形台 的台阶面上，水平板外侧设有用于安装工件的限位挡板，水平板中部设有对工件定位的定位 销。

作为改进，所述工作台上设有将工作区和备料区隔开的护罩。

本发明的有益效果是：

1、实现了自动上料，设备日常使用过程中只需要工人进行在定位夹具上放置零件，极大 地降低了加工过程中人工的使用。2、工装部分中使用梯形台放置定位夹具，可一次装夹放置 多个零件，梯形台结构便于机械手的抓取与系统的计算。3、梯形台与定位夹具通过锥销和螺 栓连接，不同的薄壁冲压件可配合尺寸相通或相近的定位夹具，通过卸下锥销和螺栓更换不 同尺寸的定位夹具以满足多种需求。4、定位夹具实现了完全定位，配合限位挡块保证工装A 与工装B可以到达准确的上料点，提高了上料精度。5、两个无杆气缸的相异侧的气口分别 串联，并装有气控单向阀，可以通过单个电磁阀统一控制两个无杆气缸的动作，控制便利， 气控单向阀也起到断气保护和调节伸缩缸动作速度的作用，避免了气缸在在动作过程中产生 巨大冲击。6、使用气动作为驱动方式，降低了成本且环保。7、使用了传感器，对工装A与 工装B的位置起到监视作用，提高了系统的安全性。

附图说明

图1为本发明自动化上料设备整体示意图。

图2为本发明工作台结构示意图。

图3是本发明工装A在工作台上安装关系示意图。

图4是本发明工装A与底部支架安装关系透视图。

图5是本发明定位夹具示意图。

图6是本发明夹持有薄壁冲压件的定位夹具示意图。

图7是本发明两个无杆气缸控制原理示意图。

附图标记：1-梯形台，2-定位夹具，3-滑块，4-托板，5-护罩，6-无杆气缸M，7-导轨A， 8-对射型光电传感器，9-限位挡块，10-底部支架，11-底座，12-限位挡板，13-定位销，14-端 部挡板，15-水平板，16-竖直板，17-工装A，18-工装B，19-导轨B，20-无杆气缸N，21-薄 壁冲压件，22-电磁阀。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1至图5所示，一种用于薄壁冲压件的自动化上料设备包括梯形台1、定位夹具2、 滑块3、托板4、护罩5、无杆气缸、导轨、对射型光电传感器8、限位挡块9、底部支架10、 底座11。其中底部支架10固定安装在底座11上构成工作台，梯形台1和其上的定位夹具2 组成一个放置工件的工装，本实施例有两个工装，分别是工装A 17和工装B 18，工装A 17 通过无杆气缸M 6安装在工装平台上，工装B 18通过无杆气缸N 20安装在工作台上，无杆 气缸M6和无杆气缸N 20相互平行设置，工装A17底部的托板4通过滑块3安装在工作台 的导轨A7上，工装B 18底部的托板4通过滑块3安装在工作台的导轨B 19上，梯形台1 与定位夹具2通过锥销和螺栓连接，梯形台1通过螺栓安装在托板4上，托板4通过滑块3 安在导轨上，无杆气缸固定安装在底部支架10上，托板4与无杆气缸的可移动活塞通过螺栓 相连，托板4在无杆气缸的驱动下可沿导轨做来回直线运动。滑块3布置在托盘下且四个滑 块3呈对称分布于四角，滑块3安装在导轨上，限位挡块9分别装在四个导轨的末端处，气 缸推动托盘至近/远工作区X端时，限位挡块9与托盘上的突起结构接触。导轨长度长于被加 工零件长度。无杆气缸与导轨A7、导轨B 19均安装在底部支架10上，且无杆气缸、导轨A 7、导轨B 19三者之间方向平行。

如图1所示，所述工作台上按照前后分成工作区X和备料区Y，工装A 17和工装B 18通过两个相互平行的无杆气缸安装在工作台上，通过无杆气缸驱动工装可在工作台上的工作 区X和备料区Y之间来回移动，通过控制器控制两个工装进行相向或相背的互斥移动，当然 也可以通过无杆气缸的结构设计来使得两个工装做同步异向运动。

如图2所示，限位挡块9安装在导轨靠近末端处，对射型光电传感器8分别安装在导轨 两侧，托板4上的突起结构接触到限位挡块9停止，通过控制器控制无杆气缸的控制电磁阀 22，使得无杆气缸停止动作，同时触发对射型光电传感器8发出信号并提示加工系统开始作 业。加工系统作业期间工人可在位于工作台上备料区Y的工装A17进行上料，待工作台上工 作区X工装B 18的工件加工完成后，系统发出信号提示加工完成，此时工人若完成了工装A 17的上料，即可再次开启上料设备，电磁阀22换向，通过无杆气缸M6和无杆气缸N 20分 别驱动工装A17和工装B 18向相反的方向运动，使工装A17进入工作区X，工装B 18退出工作区X，进入备料区Y，完成一个工作周期。

如图5为定位夹具2，所述定位夹具2包括呈直角相连的水平板15和竖直板16，定位夹 具2的一侧还设有端部挡板14，所述水平板15固定在梯形台1的台阶面上，水平板15外侧设有用于安装工件的限位挡板12，水平板15对角线上设有两个关于中心对称的定位销13。如图6为定位夹具2对如图薄壁冲压件21毛坯的定位示意图，底面和正视竖直面限制了

个自由度，右侧面的端部挡板14限制

一个自由度，下方的定位销13限制

一个自由度，完全定位。

本发明实施例根据薄壁冲压件21类的类型、尺寸选择梯形台1，定位夹具2的尺寸，定 位夹具2，梯形台1通过锥销和螺栓连接，不同的薄壁冲压件21可配合尺寸相通或相近的定 位夹具2，通过卸下锥销和螺栓更换不同尺寸的定位夹具2以满足多种需求。梯形台1宽度 大于最大薄壁冲压件21的宽度。

本实施例中无杆气缸选用机械接触式无杆气缸，与活塞连接在一起的滑块3与托板4中 部通过螺栓连接，上料时托板4随着活塞沿导轨移动。两个无杆气缸两侧的气口分别交叉串 联，每个气口均装有气控单向阀，可以通过单个电磁阀22统一控制无杆气缸的动作，气控单 向阀也起到断气保护和调节伸缩缸动作速度的作用，避免了气缸在动作过程中产生巨大冲击。 如图7所示，无杆气缸M 6和无杆气缸N 20分别交替位于工作区X和备料区Y，护罩5内 是工作区X，护罩5外是工人上料的备料区Y。初始时，工装A17位于备料区Y，工装B 18 位于工作区X内。当无杆气缸M 6远离工作区X的P侧和无杆气缸N 20靠近工作区X的Q侧进气时，无杆气缸M 6的活塞向近工作区X侧移动，使得无杆气缸M 6带动工装A 17移 动到工作区X，同时无杆气缸N 20的活塞向远工作区X侧移动，使得无杆气缸N 20带动工 装B18移动到备料区Y。

本实施例中检测工装A 17和工装B 18位置的传感器选择一对对射型光电传感器8，用于 在上料过程中对零件位置进行控制，提高零件下步加工的精确度。限位挡块9安装在导轨末 端，导轨两侧布置的对射型光电传感器8用于检测托板4的位置，以此信号确定托板4是否 到达指定位置。在驱动系统将零件运输到指定位置后限位挡块9使托板4停止在该指定位置， 同时滑块3会触发到对射型光电传感器8，输出信号提示加工系统开始作业。

工作原理：用于一种用于薄壁冲压件21的自动化上料设备的工作原理如下：(1)准备工 作：操作工人根据零件长度安装好梯形台1，定位夹具2。根据零件需要加工的面或棱的时间 关系确定一件薄壁冲压件21需要加工的总时间，根据总时间来确定合适的无杆气缸的进气速 率，并将这些信息输入控制系统中。(2)装夹工作：工人将薄壁冲压件21按方向放入定位夹 具2中，使冲压件右侧贴紧夹具右侧面，底侧贴紧突起，即定位完全。(3)上料工作：该上 料设备分为工作区X和备料区Y两部分，初始时，工装A 17位于备料区Y，工装B 18位于 工作区X，工人将工件逐个放置在备料区Y的工装A 17上，完成后启动设备，电磁阀22控 制无杆气缸M 6带动工装A 17移动至工作区X，而工装B 18通过无杆气缸N 20移出工作区X，到达备料区Y。工装A 17到达工作区X并与限位挡块9接触，此时工装A 17在工作区X 位置准确，保证了上料准确。同时，工装A 17的到位会触发对射型光电传感器8，发出信号 并提示加工系统开始作业。加工系统作业期间工人可在备料区Y的工装B 18上进行上料，待工作区X的工装A 17上工件加工完成后，系统发出信号提示加工完成，此时工人若完成了备料区Y的工装B 18上料，即可再次开启上料设备，使工装A 17进入工作区X，工装B 18退 出工作区X，完成一个工作周期。

Claims (5)

1.一种用于薄壁冲压件的自动化上料设备，其特征在于：包括工作台和两个工装，每个工装均由一个梯形台和安装在梯形台上的多个定位夹具组成，所述工作台上按照前后分成工作区和备料区，所述工装通过导轨滑块结构安装在工作台上，具体的，工装底部的托板通过滑块安装在工作台的导轨上，两个工装通过两个相互平行的无杆气缸安装在工作台上，两个无杆气缸的两侧气口交叉串联相连，使得两个无杆气缸保持同步异向动作，通过无杆气缸驱动工装在工作台上的工作区和备料区之间做同步异向的来回移动；

所述梯形台的每个台阶面上均设有一个定位夹具，所述定位夹具包括呈直角相连的水平板和竖直板，所述水平板固定在梯形台的台阶面上，水平板外侧设有用于安装工件的限位挡板，水平板中部设有对工件定位的定位销。

2.如权利要求1所述的自动化上料设备，其特征在于：所述每个无杆气缸的两侧气口上均设有气控单向阀。

3.如权利要求2所述的自动化上料设备，其特征在于：所述导轨滑块结构的导轨两端设有检测工装运动位置极限的位置传感器。

4.如权利要求3所述的自动化上料设备，其特征在于：所述位置传感器为设于导轨两端的对射型光电传感器。

5.如权利要求1至4任意一项所述的自动化上料设备，其特征在于：所述工作台上设有将工作区和备料区隔开的护罩。

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