CN110405443A - 一种条状永磁块整排上料及自动分料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种条状永磁块整排上料及自动分料装置及方法，包括上料基体组件，上料基体组件上铰接一个直线模组和一个仓门开合组件，仓门开合组件上端与直线模组上端铰接；切料组件固定在上料基体组件的顶端，电控组件固定在上料基体组件的后端；通过电控单元的PLC控制仓门开合组件电动推杆的伸缩量，通过控制上料基体组件的伺服电机控制条状永磁块整排自动上下料，进而控制切料组件的切料气缸的接料口精确对位和条状永磁块整排切料。本发明为一种集条状永磁块上料、储料、自动升降及分料为一体的自动化装置，具有对位精确、不受强磁场干扰、调整上料速度和省时省力的特点。

Description

一种条状永磁块整排上料及自动分料装置及方法

技术领域

本发明属于上料及自动分料技术领域，具体涉及一种条状永磁块整排上料及自动分料装置及自动分料方法。

背景技术

磁力模板通过电控改变永磁块的磁路分布，是一种靠永磁块吸附模具并快速更换模具的产品，磁力模板具有磁力强劲、切换高效、安全、节能、环保等特点，已广泛应用于注塑机等大型工业设备。

磁力模板产品的生产过程中，需要在盘体中装入大量永磁块，大部分永磁块形状为条状。目前条状永磁块的装配流程完全依靠工人进行手工操作，该方式存在装配品质低、磁块易破碎、劳动量大、装配效率低等缺点，因此亟需采用自动化装备提高其装配品质和效率。但是，由于条状永磁块在自动化装配过程中具有强磁力、不易上料储料、不易分离等特点,因此在整个永磁块自动化装备过程中需要设计一种集上料、物料储存、物料自动升降及分料为一体的自动化装置。该装置与条状永磁块自动装填总成形成一套条状永磁块自动化装配系统，实现条状磁块高效率、高品质装配并极大程度上替代人力劳动。目前国内条状永磁块的上料及自动分离装置鲜有报道，类似的上料装置功能单一，具体的结构形式及功能实现方式与本发明均有一定的差异，且应用的场合也不相同，不能满足条状永磁块自动化装配系统的需求。

因此，研制一种集上料、物料储存、物料自动升降及分料为一体的自动化装置，对提高磁力模板装配效率具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种集条状永磁块上料、储料、自动升降及分料为一体的自动化装置及方法。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明给出了一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，包括上料基体组件、直线模组、仓门开合组件、切料组件和电控单元，所述上料基体组件上铰接一个直线模组和一个仓门开合组件，仓门开合组件上端与直线模组上端铰接；切料组件固定在上料基体组件的顶端，电控单元固定在上料基体组件的后端；

通过电控单元中的PLC控制仓门开合组件电动推杆的伸缩量，通过控制上料基体组件的伺服电机控制条状永磁块整排自动上下料，进而控制切料组件中切料气缸与接料口精确对位和条状永磁块整排切料。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，所述上料基体组件包括在上料基座上设置的连接直线模组的圆柱滚子轴承外端盖，还包括设于上料基座上部的仓门开合行程开关、对位开关接收端和顶部行程开关；通过顶部行程开关判断条状永磁块料堆最上方是否达到切料组件的切料位置；通过对位开关接收端和仓门开合行程开关控制直线模组对位和转动，实现仓门的启闭。

优选的，所述仓门开合行程开关和对位开关接收端分别固定在上料基座上部和侧壁；所述顶部行程开关固定在上料基座顶端。

优选的，在上料基座后端还设有遮光栅，顶端设有吊环，底端安装有遮尘罩。

优选的，所述直线模组包括一个支撑框架，在支撑框架底座和上部分别固定有深沟球轴承支座和角接触轴承支座；丝杠和两根圆柱导轨分别穿入角接触轴承支座和深沟球轴承支座内固定；圆柱导轨上套有与上料基座内壁的转接板滑动连接的滑块；

在深沟球轴承支座上还固定有伺服电机和减速机，减速机末端通过小带轮连接丝杠底部的大带轮，通过伺服电机旋转带动丝杠上的丝杆螺母和两侧圆柱导轨滑块沿上料基座直线上下运动。

优选的，所述直线模组两侧侧板底部设有与上料基体组件连接的圆柱滚子轴承；直线模组的内壁还设有电机归零开关和电机限位开关。

优选的，所述仓门开合组件包括电动推杆，其上下分别固定在角接触轴承支座和上料基座底部。

优选的，所述切料组件包括切料气缸和固定在其底部的切料板，两个距离传感器Ⅰ、Ⅱ设在切料气缸的侧面，分别对切料气缸伸出与收缩触发。

优选的，所述电控单元包括：

开合组件控制单元，通过PLC控制电动推杆的伸缩量及仓门开合行程开关控制仓门开合；

直线模组控制单元，通过PLC控制伺服电机、电机归零开关和电机限位开关控制条状永磁块整排自动上下料；

切料组件控制单元，通过PLC控制切料气缸、顶部行程开关、对位开关接收端、两个距离传感器Ⅰ、Ⅱ控制条状永磁块整排切料以及与接料口精确对位。

本发明进而给出了利用所述装置进行条状永磁块整排上料及自动分料方法，包括如下步骤：

步骤1，伺服电机复位并达到装料位，仓门打开装入整堆条状永磁块物料；

步骤2，关闭仓门，在直线模组作用下，整堆条状永磁块物料上升；

步骤3，当整堆条状永磁块物料的上表面碰到顶部行程开关并触发时，切料组件中的切料气缸进入切料状态，准备切料；

步骤4，当对位开关接收端接收到对位开关信号时，切料气缸收缩将料堆最上层的单排条状永磁块切出至接料口，完成一次条状永磁块整排上料及自动分料任务；

步骤5，切料气缸伸出，循环步骤3和步骤4，直到整堆条状永磁块物料用完。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

1、本发明通过仓门开合组件、直线模组和切料组件，提供了一种集上料、物料储存、物料自动升降及分料为一体的自动化装置，将条状永磁块上料、储料、自动升降及分料集中在一个自动化装置中，简化了整排上料及分料流水线，使得磁力模板装配系统的自动化程度大幅度提高，减少了工人劳动时间；

2、本发明的结构件整体采用不锈钢和铝合金等与磁块无吸附材料加工而成，传感器整体选用不受强磁场干扰的行程开关和光电传感器，避免了条状永磁块强磁力对设备性能的影响；

3、本发明通过伺服电机-减速机-同步带-丝杠的动力传输形式，将伺服电机的高转速转换为条状永磁块的缓慢升降运动，可以根据条状永磁块不同的装填速度较大范围的调整永磁块的上料速度，根据伺服电机编码器的位置坐标可以准确判定上料装置中条状永磁块的物料剩余数量；

4、本发明通过气缸对料堆进行整排切料，通过调节气缸节流口和气压大小，解决了条状永磁块分料过程中不易分离及易破碎的问题，通过对位开关接收端及光栅片可以实现整排条状永磁块分料的精确对位。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明条状永磁块整排上料及自动分料装置整体结构示意图；

图2为本发明上料基体组件及局部放大结构示意图；

图3(a)为直线模组前面及局部剖视结构示意图；

图3(b)为直线模组后面结构示意图；

图4为仓门开合组件结构示意图；

图5为切料组件结构示意图；

图6为电控单元示意图；

图7为条状永磁块整排上料及自动切料过程示意图。

图中：1、上料基体组件；2、直线模组；3、仓门开合组件；4、切料组件；5、电控单元；6、上料基座；7、高低调节垫块；8、圆柱滚子轴承外端盖；9、仓门开合行程开关；10、仓门开合行程开关支架；11、对位开关接收端；12、对位开关支架；13、遮光栅；14、顶部行程开关；15、顶部行程开关支架；16、吊环；17、遮尘罩；18、角接触轴承支座；19、角接触轴承；20、角接触轴承内圈调节环；21、角接触轴承外圈调节环；22、角接触轴承端盖；23、深沟球轴承支座；24、深沟球轴承；25、深沟球轴承端盖；26、丝杠；27、丝杠螺母；28、圆柱导轨；29、滑块；30、轴承螺母；31、伺服电机；32、减速机；33、小带轮；34、大带轮；35、同步带；36、左侧板；37、右侧板；38、圆柱滚子轴承；39、圆柱滚子轴承内端盖；40、转接板；41、中间板；42、支撑板；43、零点光电传感器挡板；44、限位光电传感器挡板；45、电机归零开关；46、电机限位开关；47、电机归零开关支架；48、电机限位开关支架；49、电动推杆到位检测开关挡板；50、遮尘盖；51、电动推杆；52、销轴；53、推杆上支架；54、推杆下支架；55、切料气缸；56、切料板；57、传感器安装板；58、传感器挡板；59、距离传感器1；60、距离传感器2；61、仓门开合组件控制单元；62、直线模组控制单元；63、切料组件控制单元。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1～图7示出了本发明一种条状永磁块整排上料及自动分料装置的具体实施方式，参见图1，该条状永磁块整排上料及自动分料装置包括：上料基体组件1、直线模组2、仓门开合组件3、切料组件4和电控单元5，其中上料基体组件1通过化学螺栓与地面固定，直线模组2通过两个圆柱滚子轴承38与上料基体组件1底端铰接，仓门开合组件3一端通过螺钉固定在上料基体组件1底端，另一端通过螺钉固定在直线模组2上端，切料组件4通过螺钉固定在上料基体组件1顶端，电控单元5通过螺钉固定在上料基体组件1的后端。

参见图2，上料基体组件1包括：上料基座6、高低调节垫块7、圆柱滚子轴承外端盖8、仓门开合行程开关9、仓门开合行程开关支架10、对位开关接收端11、对位开关支架12、遮光栅13、顶部行程开关14、顶部行程开关支架15、吊环16和遮尘罩17，其中上料基座6通过化学螺栓与地面固定，高低调节垫块7安装在地面与上料基座6之间，起到整个装置的高低调节作用。圆柱滚子轴承外端盖8通过螺钉固定在上料基座6下方侧壁，并与两个圆柱滚子轴承38间隙配合安装。仓门开合行程开关9通过螺钉固定在仓门开合行程开关支架10上，仓门开合行程开关支架10通过螺钉固定在上料基座6上方侧壁上。

对位开关安装支架12安装在上料基座6上方侧壁上，与仓门开合行程开关支架10相邻，对位开关接收端11安装在对位开关安装支架12上，对位开关接收端11用于接收对位开关发出的信号，起到对位作用。

遮光栅13通过螺钉安装在上料基座6后端，遮光栅13安装在对位开关接收端11的外侧，减少光进入量，使得对位精度大幅度提高。

顶部行程开关支架15通过螺钉安装在上料基座6顶端，顶部行程开关14通过螺钉安装在顶部行程开关支架15上，顶部行程开关14用于判断条状永磁块料堆的最上方是否达到切料组件4的切料位置。

吊环16安装在上料基座6顶端便于整个装置的搬运。遮尘罩17安装在上料基座6底端，起到遮尘作用。

直线模组2绕着两个圆柱滚子轴承38的中心转动，当电动推杆到位检测开关挡板49碰到仓门开合行程开关9时，直线模组2停止转动，仓门达到关闭状态。

参见图3(a)和图3(b)，直线模组2包括一个支撑框架，在支撑框架底座上固定有深沟球轴承支座23，深沟球轴承24安装在深沟球轴承支座23内，深沟球轴承端盖25通过螺钉固定在深沟球轴承支座23上，用于对深沟球轴承24的轴向固定；在支撑框架上部固定有角接触轴承支座18；丝杠26旋入丝杠螺母27内、其两侧的两根圆柱导轨28穿入两个滑块29内，圆柱导轨28和滑块29起到支撑的作用。丝杠26和两根圆柱导轨28的上端穿入角接触轴承支座18内，丝杠26用轴承螺母30通过螺纹固定，两根圆柱导轨28通过螺母固定；丝杠26的下端穿入深沟球轴承支座23内；两根圆柱导轨28的下端穿入深沟球轴承支座23内并通过螺母固定。

其中，一对角接触轴承19面对面安装在角接触轴承支座18内，角接触轴承内圈调节环20和角接触轴承外圈调节环21安装在一对角接触轴承19之间，起到调节轴承内外圈的作用；角接触轴承端盖22通过螺钉固定在角接触轴承支座18上，用于对角接触轴承19的轴向固定。

伺服电机31通过螺钉固定在深沟球轴承支座23上，减速机32通过螺钉与伺服电机末端31连接，减速机32末端通过螺钉连接小带轮33，丝杠26底端通过螺钉与大带轮34连接，小带轮33与大带轮34之间连接同步带35；伺服电机31通过减速机32、小带轮33、大带轮34和同步带35的动力传输作用将伺服电机31的高速旋转运动转化为丝杠螺母27的缓慢直线上升运动。

如图3(b)所示，在上料基座6两侧分别设左侧板36和右侧板37，左侧板36和右侧板37的上端分别和角接触轴承支座18的左右端连接，左侧板36和右侧板37的下端分别和深沟球轴承支座23的左右端连接；圆柱滚子轴承38安装在两个圆柱滚子轴承内端盖39内，两个圆柱滚子轴承内端盖39通过螺钉分别与左侧板36和右侧板37连接。

转接板40固定在上料基座6内壁的中间板41上，转接板40通过螺钉与丝杠螺母27和滑块29连接；中间板41上下分别通过螺钉与角接触轴承支座18和深沟球轴承支座23连接；在转接板40上通过螺钉固定有支撑板42；在支撑板42的两侧通过螺钉分别固定零点光电传感器挡板43和限位光电传感器挡板44。电机归零开关45和电机限位开关46通过螺钉分别固定在电机归零开关支架47和电机限位开关支架48上，一并固定在上料基座6内壁的中间板41上。电机归零开关45和电机限位开关46起到伺服电机31的回零和限位作用。

电机归零开关支架47和电机限位开关支架48通过螺钉固定在中间板41上，电动推杆到位检测开关挡板49通过螺钉固定在右侧板37上。遮尘盖50通过螺钉分别与角接触轴承支座18、深沟球轴承支座23、左侧板36和右侧板37连接，遮尘盖50可有效防止灰尘进入直线模组2内。

参见图4，仓门开合组件3包括：电动推杆51、销轴52、推杆上支架53、推杆下支架54，其中电动推杆51的上下端通过销轴52分别与推杆上支架53和推杆下支架54连接，推杆上支架53通过螺钉固定在直线模组2的角接触轴承支座18上；推杆下支架54通过螺钉固定在上料基体组件1的上料基座6底端。

参见图5，切料组件4包括：切料气缸55、切料板56、传感器安装板57、传感器挡板58、距离传感器Ⅰ59、距离传感器Ⅱ60；其中切料气缸55通过螺钉固定在上料基体组件1的上料基座6顶部，切料板56通过螺钉固定在切料气缸55底部，起到永磁块料堆的整排分料作用；传感器安装板57和传感器挡板58分别通过螺钉安装在切料气缸55的侧面，距离传感器Ⅰ59和距离传感器Ⅱ60通过螺钉安装在传感器安装板57上。当切料气缸55伸出到极限位置时，距离传感器Ⅰ59触发；当切料气缸55收缩到极限位置时，距离传感器Ⅱ60触发。距离传感器Ⅰ59和距离传感器Ⅱ60的触发信号起到控制切料气缸55的作用。

参见图6，电控单元5包括：仓门开合组件控制单元61、直线模组控制单元62和切料组件控制单元63，其中仓门开合组件控制单元61通过电控单元5中的PLC控制电动推杆51的伸缩量及仓门开合行程开关9起到控制仓门开合的作用；直线模组控制单元62通过电控单元5中的PLC控制伺服电机31、电机归零开关45和电机限位开关46起到控制条状永磁块整排自动上下料的作用；切料组件控制单元63通过电控单元5中的PLC控制切料气缸55、顶部行程开关14、对位开关接收端11、距离传感器Ⅰ59和距离传感器Ⅱ60起到控制条状永磁块整排切料以及与接料口精确对位的作用。

参见图7，条状永磁块整排上料及自动分料的动作流程如下：第一步，伺服电机31复位并达到装料位，仓门打开装入整堆条状永磁块物料；第二步，关闭仓门，在直线模组2作用下，整堆条状永磁块物料上升；第三步，当整堆条状永磁块物料的上表面碰到顶部行程开关14并触发时，切料组件4中的切料气缸55进入切料状态，准备切料；第四步，当对位开关接收端11接收到对位开关信号时，切料气缸55收缩将料堆最上层的单排条状永磁块切出至接料口，完成一次条状永磁块整排上料及自动分料任务；然后，切料气缸55伸出，循环第三步和第四步，直到整堆条状永磁块物料用完，接下来再从第一步开始，依此循环。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，其特征在于，包括上料基体组件(1)、直线模组(2)、仓门开合组件(3)、切料组件(4)和电控单元(5)，所述上料基体组件(1)上铰接一个直线模组(2)和一个仓门开合组件(3)，仓门开合组件(3)上端与直线模组(2)上端铰接；切料组件(4)固定在上料基体组件(1)的顶端，电控单元组件(5)固定在上料基体组件(1)的后端；

通过电控单元(5)中的PLC控制仓门开合组件(3)电动推杆(51)的伸缩量，通过控制上料基体组件(1)的伺服电机(31)控制条状永磁块整排自动上下料，进而控制切料组件(4)中切料气缸(55)与接料口精确对位和条状永磁块整排切料。

2.根据权利要求1所述的一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，其特征在于，所述上料基体组件(1)包括在上料基座(6)上设置的连接直线模组(2)的圆柱滚子轴承外端盖(8)，还包括设于上料基座(6)上部的仓门开合行程开关(9)、对位开关接收端(11)和顶部行程开关(14)；通过顶部行程开关(14)判断条状永磁块料堆最上方是否达到切料组件(4)的切料位置；通过对位开关接收端(11)和仓门开合行程开关(9)控制直线模组(2)对位和转动，实现仓门的启闭。

3.根据权利要求2所述的一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，其特征在于，所述仓门开合行程开关(9)和对位开关接收端(11)分别固定在上料基座(6)上部和侧壁；所述顶部行程开关(14)固定在上料基座(6)顶端。

4.根据权利要求2所述的一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，其特征在于，在上料基座(6)后端还设有遮光栅(13)，顶端设有吊环(16)，底端安装有遮尘罩(17)。

5.根据权利要求1所述的一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，其特征在于，所述直线模组(2)包括一个支撑框架，在支撑框架底座和上部分别固定有深沟球轴承支座(23)和角接触轴承支座(18)；丝杠(26)和两根圆柱导轨(28)分别穿入角接触轴承支座(18)和深沟球轴承支座(23)内固定；圆柱导轨(28)上套有与上料基座(6)内壁的转接板(40)滑动连接的滑块(29)；

在深沟球轴承支座(23)上还固定有伺服电机(31)和减速机(32)，减速机(32)末端通过小带轮(33)连接丝杠(26)底部的大带轮(34)，通过伺服电机(31)旋转带动丝杠(26)上的丝杠螺母(27)和两侧圆柱导轨(28)上的滑块(29)沿上料基座(6)直线上下运动。

6.根据权利要求5所述的一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，其特征在于，所述直线模组(2)两侧侧板底部设有与上料基体组件(1)连接的圆柱滚子轴承(38)；直线模组(2)的内壁还设有电机归零开关(45)和电机限位开关(46)。

7.根据权利要求5所述的一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，其特征在于，所述仓门开合组件(3)包括电动推杆(51)，其上下分别固定在角接触轴承支座(18)和上料基座(6)底部。

8.根据权利要求5所述的一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，其特征在于，所述切料组件(4)包括切料气缸(55)和固定在其底部的切料板(56)，两个距离传感器Ⅰ、Ⅱ(59、60)设在切料气缸(55)的侧面，分别对切料气缸(55)伸出与收缩触发。

9.根据权利要求5所述的一种条状永磁块整排上料及自动分料装置，其特征在于，所述电控单元(5)包括：

开合组件控制单元(61)，通过电控单元(5)中的PLC控制电动推杆(51)的伸缩量及仓门开合行程开关(9)控制仓门开合；

直线模组控制单元(62)，通过电控单元(5)中的PLC控制伺服电机(31)、电机归零开关(45)和电机限位开关(46)控制条状永磁块整排自动上下料；

切料组件控制单元(63)，通过电控单元(5)中的PLC控制切料气缸(55)、顶部行程开关(14)、对位开关接收端(11)、两个距离传感器Ⅰ、Ⅱ(59、60)控制条状永磁块整排切料以及与接料口精确对位。

10.一种权利要求1-9任一项所述装置进行条状永磁块整排上料及自动分料方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，伺服电机(31)复位并达到装料位，仓门打开装入整堆条状永磁块物料；

步骤2，关闭仓门，在直线模组(2)作用下，整堆条状永磁块物料上升；

步骤3，当整堆条状永磁块物料的上表面碰到顶部行程开关(14)并触发时，切料组件(4)中的切料气缸(55)进入切料状态，准备切料；

步骤4，当对位开关接收端(11)接收到对位开关信号时，切料气缸(55)收缩将料堆最上层的单排条状永磁块切出至接料口，完成一次条状永磁块整排上料及自动分料任务；

步骤5，切料气缸(55)伸出，循环步骤3和步骤4，直到整堆条状永磁块物料用完。