CN111099346B - 一种自动上料设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动上料设备及方法，包括齿片隔离机构和取料机构；齿片隔离机构包括齿片隔离座套；齿片隔离座套通过第一移动装置实现移动，以更换工位；上料工位的齿片隔离座套与振动盘的支架对接，振动盘内的齿片通过振动沿着支架上的轨道定向到达齿片隔离座套；取料机构包括吸盘；取料机构安装在第二移动装置上；所述第二移动装置带动取料机构移动至吸盘位于装有齿片的齿片隔离座套上方，升降装置带动吸盘运动，将齿片从齿片隔离座套上取出；通过角度检测装置对吸附在吸盘上的齿片角度进行检测，当检测到齿片角度不是预设角度时，控制旋转装置带动吸盘旋转，使得齿片呈预设角度输出。本发明能用于生产整体锡林时齿片的自动上料。

Description

一种自动上料设备及方法

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种自动上料设备及方法。

背景技术

目前生产整体锡林时齿片的上料(即将齿片有序地排列在板销上)主要是通过人工上料。自动化上料设备是代替人工完成一系列动作的机构，常用于工业生产领域。随着自动化技术的发展，依靠人工上料的弊端和现有的一些自动化上料设备在工艺上的缺陷越发明显。

(1)人工上料由于主观影响，且易造成齿片表面缺陷，废品率较高，致使生产效率降低。且操作工人工作环境恶劣，工作强度大，存在一定的安全隐患。

(2)现有的一些自动化上料设备，如申请号为CN201610436910.3，名称为整体锡林梳理齿片的自动排齿机的发明专利，其可以完成齿片的上料，但是结构较为复杂，上料耗时较长，影响生产效率。

发明内容

为了解决现有问题，本发明提供了一种自动上料设备及方法，能用于生产整体锡林时齿片的自动上料，避免了人工作业的安全隐患，大大提高了工作效率。

本发明采用的技术方案为：

一种自动上料设备，包括齿片隔离机构和取料机构；

所述齿片隔离机构包括齿片隔离座套和第一移动装置；齿片隔离座套通过第一移动装置实现移动，以更换工位；上料工位的齿片隔离座套与振动盘的支架对接，振动盘内的齿片通过振动沿着支架上的轨道定向(呈预设角度或与预设角度成180°)到达齿片隔离座套；

取料机构包括吸盘、升降装置、角度检测装置、旋转装置；所述取料机构安装在第二移动装置上；所述第二移动装置带动取料机构移动至吸盘位于装有齿片的齿片隔离座套上方，升降装置带动吸盘运动，将齿片从齿片隔离座套上取出；所述角度检测装置对吸附在吸盘上的齿片角度进行检测，当检测到齿片角度不是预设角度时，控制旋转装置带动吸盘旋转，使得齿片呈预设角度输送至到下道工序。

进一步地，齿片隔离座套的料仓平面尺寸与齿片外接矩形匹配(齿片隔离座套的料仓平面尺寸稍大于齿片外接矩形)，进一步保证吸盘取料时齿片隔离座套内的齿片在XY平面上只存在两个角度。

进一步地，所述齿片隔离座套有多个，多个齿片隔离座套通过更换工位轮流上料；振动盘对上料工位的齿片隔离座套上料时，取料机构从装有齿片的齿片隔离座套内取出齿片。

进一步地，所述齿片隔离机构还包括毛刷和毛刷气缸；所述毛刷气缸驱动毛刷，将上料工位的齿片隔离座套上表面多余的齿片刷到振动盘中。

进一步地，所述齿片隔离机构还包括齿片压块和齿片压块气缸；在齿片隔离座套更换工位时，所述齿片压块气缸带动齿片压块压住振动盘支架，阻止其继续上料。

进一步地，所述齿片隔离机构还包括减震弹簧柱和齿片隔离底座；所述齿片隔离座套通过无油铜套套在减震弹簧柱上，所述减震弹簧柱安装在齿片隔离底座上，所述减震弹簧柱用于缓解振动盘的振动对齿片隔离座套和齿片隔离底座连接寿命的影响。

进一步地，所述角度检测装置为光纤传感器、光纤头Ⅰ和光纤头Ⅱ；在预设的齿片输出角度下，光纤头Ⅰ和光纤头Ⅱ分别正对吸盘上齿片的有孔和没有孔的位置；如果光纤头Ⅱ检测到孔而光纤头Ⅰ没检测到孔，则控制旋转装置带动吸盘旋转180°，以此保证齿片呈预设角度输送至到下道工序。

本发明还提供一种自动上料方法，采用上述的自动化设备，将齿片从振动盘中输送至下道工序。

有益效果：

本发明能用于生产整体锡林时齿片的自动上料，避免了人工作业的安全隐患，大大提高了工作效率。

上料工位的齿片隔离座套与振动盘的支架对接，振动盘振动，使其中的齿片沿着支架上的轨道定向(呈预设角度或与预设角度成180°)到达齿片隔离座套，齿片隔离座套的料仓平面尺寸与齿片外接矩形匹配，以保证吸盘取料时齿片隔离座套内的齿片在XY平面上只存在两个角度，便于取料机构对齿片角度进行调整，大大减小了调整的难度。

通过毛刷将齿片隔离座套上表面的多余齿片刷到振动盘内，保证吸盘取料时取到的齿片隔离座套内只存在两个角度的齿片。

所述齿片隔离座套有多个，多个齿片隔离座套通过更换工位轮流上料；振动盘对上料工位的齿片隔离座套上料时，取料机构从装有齿片的齿片隔离座套内取出齿片，由此实现对齿片隔离座套上料的同时从齿片隔离座套中取料。借助齿片压块，可以在齿片隔离座套更换工位时暂停对齿片隔离座套上料。而借助减震弹簧柱可以缓解振动盘的振动对齿片隔离座套和齿片隔离底座连接寿命的影响。

借助取料机构，通过升降气缸、吸盘将齿片从齿片隔离座套内取出，然后通过光纤头检测齿片的角度是否有偏差，步进电机可以调整吸盘的角度，从而保证输出的齿片都是同一角度。

本发明提高了上料的自动化水平和效率，节省了大量劳动力，保证了工作人员的人身安全，降低了生产成本，具有较高的经济价值。

附图说明

图1为本发明实施例1中的自动上料设备总体结构示意图；

图2为本发明实施例1中的齿片隔离机构结构示意图；

图3为本发明实施例1中的取料机构结构示意图；

图4为本发明实施例1中的光纤结构示意图；

图5为齿片；

其中，1-取料机构，2-齿片隔离机构，3-减震弹簧柱，4-毛刷，5-齿片隔离转接块，6-毛刷气缸，7-滑轨Ⅰ，8-滑块Ⅰ，9-上料转接块，10-齿片隔离气缸Ⅰ，11-上料基板，12-滑块Ⅱ，13-滑轨Ⅱ，14-齿片隔离气缸Ⅱ，15-齿片压块导向杆，16-齿片压块气缸，17-齿片压块，18-上料立柱，19-齿片隔离座套，20-齿片隔离底座，21-齿片隔离基块，22-滑轨Ⅲ，23-转接块Ⅰ，24-滑块Ⅲ，25-缓冲垫片，26-升降气缸安装板，27-转接块Ⅱ，28-升降气缸，29-步进电机，30-光纤传感器，31-步进电机安装板，32-吸盘安装板Ⅲ，33-吸盘，34-光纤头，35-吸盘安装板Ⅰ，36-吸盘安装板Ⅱ，37-光纤头Ⅰ，38-光纤头Ⅱ，39-齿片。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步阐述。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种自动上料设备，包括齿片隔离机构和取料机构，振动盘将齿片定向(呈预设角度或与预设角度成180°)输送到齿片隔离机构，确保了齿片隔离座套内的齿片只存在两个角度。齿片隔离机构中的齿片隔离座套通过第一移动装置更换工位，实现震动盘上料和吸盘取料同时进行，通过毛刷整理齿片隔离座套上的齿片，通过齿片压块压住振动盘支架以阻止齿片隔离座套更换工位时振动盘上料。取料机构安装在第二移动装置上，移动至装有齿片的齿片隔离座套上方，通过吸盘和升降气缸将齿片隔离座套上的齿片取出，并通过光纤头检测齿片的角度是否需要调整，若需要调整，则通过步进电机带动吸盘对齿片角度进行调整，确保输出的齿片都是同一角度。该机器整体设计合理、结构紧凑，集成多工序于一体实现，自动化程度高，适合推广使用。

本实施例中，第一移动装置采用两自由度移动装置，实现齿片隔离座套X轴和Y轴两个方向的移动；第二移动装置采用直线模组，用于带动取料机构在Y轴方向移动。

所述齿片隔离机构和取料机构具体结构如下：

如图2，齿片隔离机构包括减震弹簧柱3、毛刷4、齿片隔离转接块5、毛刷气缸6、滑轨Ⅰ7、滑块Ⅰ8、上料转接块9、齿片隔离气缸Ⅰ10、上料基板11、滑块Ⅱ12、滑轨Ⅱ13、齿片隔离气缸Ⅱ14、齿片压块导向杆15、齿片压块气缸16、齿片压块17、上料立柱18、齿片隔离座套19、齿片隔离底座20、齿片隔离基块21。减震弹簧柱3安装在齿片隔离底座20上，齿片隔离座套19通过无油铜套套在减震弹簧柱3上，所述减震弹簧柱的作用是缓解振动盘的振动对齿片隔离座套和齿片隔离底座连接寿命的影响；齿片隔离底座20安装在齿片隔离转接块5上，齿片隔离转接块5与滑块Ⅰ8固定连接；滑块Ⅰ8与齿片隔离气缸Ⅱ14的轴固定连接，齿片隔离气缸Ⅱ14固定在上料基板11上；由齿片隔离气缸Ⅱ14带动滑块Ⅰ8沿着齿片隔离基块21上的滑轨Ⅰ7移动，从而实现齿片隔离座套19X方向的位移。上料转接块9和齿片隔离基块21固定连接，上料转接块9安装在滑块Ⅱ12上，齿片隔离气缸Ⅰ10安装在上料基板11上，上料基板11安装在上料立柱18上，上料立柱18固定在机架上，从而将整个齿片隔离机构固定在机架上。齿片隔离气缸Ⅰ10的轴与上料转接块9连接，由齿片隔离气缸Ⅰ10带动滑块Ⅱ12沿着上料基板11上的滑轨Ⅱ13移动，从而实现了齿片隔离基块21Y方向的位移，从而实现了齿片隔离座套19Y方向的位移。

所述齿片隔离座套有两个，当其中第一齿片隔离座套上料完成时，驱动两个齿片隔离座套沿着X方向位移，使得第一齿片隔离座套与振动盘支架脱离配合，然后驱动两个齿片隔离座套沿着Y方向位移，使第二齿片隔离座套对准振动盘支架，再驱动两个齿片隔离座套沿着X方向位移使第二齿片隔离座套与振动盘支架对接，由此完成一次工位更换，第二齿片隔离座套开始上料，同时驱动取料机构沿着Y方向位移，使吸盘移动至第一齿片隔离座套上方，从上料完成的第一齿片隔离座套内取料。在更换工位的过程中，振动盘可以一直振动(不用判断齿片隔离座套内有几个齿片，设定上料时间，比如上料10s，切换齿片隔离座套)。齿片压块气缸16与上料基板11固定连接，齿片压块气缸16与齿片压块导向杆15固定连接，齿片压块导向杆15与齿片压块17固定连接，所述齿片压块导向杆与上料基板通过孔连接，孔内有润滑油，由齿片压块气缸16带动齿片压块导向杆15沿着上料基板11上的孔上下移动，从而实现齿片压块17在齿片隔离座套19更换工位时压住振动盘支架阻止继续向齿片隔离座套19上料，而减震弹簧柱3可以缓解振动盘的振动对齿片隔离座套和齿片隔离底座连接寿命的影响。所述毛刷气缸6固定在基板上，毛刷气缸6带动毛刷4可以将齿片隔离座套19上表面多余的齿片刷回振动盘内。

如图3，取料机构包括滑轨Ⅲ22、转接块Ⅰ23、滑块Ⅲ24、缓冲垫片25、升降气缸安装板26、转接块Ⅱ27、升降气缸28、步进电机29、光纤传感器30、步进电机安装板31、吸盘安装板Ⅲ32、吸盘33、光纤头34、吸盘安装板Ⅰ35、吸盘安装板Ⅱ36。吸盘33和光纤头34安装在吸盘安装板Ⅰ35上；吸盘安装板Ⅱ36用于连接吸盘安装板Ⅰ35和吸盘安装板Ⅲ32，吸盘安装板Ⅲ32与步进电机29的旋转轴固定连接，所述步进电机带动吸盘安装板Ⅲ旋转，从而实现步进电机控制吸盘旋转，使得吸盘上的齿片的角度进行旋转调整；步进电机29和光纤传感器30安装在步进电机安装板31上；光纤头对齿片的角度进行检测，如果需要调整，由步进电机29带动吸盘旋转180°。步进电机安装板31安装在滑块Ⅲ24上，升降气缸28通过升降气缸安装板26与转接块Ⅰ23固定连接，由升降气缸28的轴与步进电机安装板31固定连接，升降气缸28带动步进电机安装板31沿着转接块Ⅰ23上的滑轨Ⅲ22移动，实现吸盘上的齿片Z方向的移动。缓冲垫片25安装在步进电机安装板31上，对升降气缸28动作带来的冲击起到一个缓冲的作用。转接块Ⅰ23、转接块Ⅱ27固定连接，通过转接块Ⅱ27可以将整个取料机构安装在直线模组(由伺服电机提供动力，通过同步轮、同步带和安装在同步带上面的滑块实现滑块的直线位移)上实现取料机构的移动(Y方向的位移)。

如图4，光纤头包含光纤头Ⅰ37和光纤头Ⅱ38，光纤传感器30利用两个光纤头分别对齿片39进行检测，以确定并通过灯光显示齿片的角度是否需要调整；对于附图5所示的插在插销上一边有孔的齿片，在预设的齿片输出角度下，光纤头Ⅰ和光纤头Ⅱ分别正对齿片上有孔和没有孔的位置，如果光纤头Ⅱ38检测到孔而光纤头Ⅰ37没检测到孔，则控制步进电机29将吸盘安装板旋转180°，反之则不进行旋转，以此保证输出的齿片都是同一角度。

本发明的工作过程如下：

首先，齿片从振动盘(送料设备)传入齿片隔离座套，减震弹簧柱作用，缓解振动盘的振动对齿片隔离座套和齿片隔离底座连接寿命的影响；毛刷气缸驱动毛刷将齿片隔离座套上多余的齿片刷回振动盘。而后，齿片压块气缸作用，齿片压块压住振动盘支架阻止继续上料；齿片隔离气缸Ⅰ和齿片隔离气缸Ⅱ带动齿片隔离座套更换工位，升降气缸驱动吸盘下降将齿片隔离座套上的齿片取出，光纤头对齿片的角度进行检测，如果需要调整，通过步进电机将洗盘安装板旋转180°，这样可以保证设备输出的齿片的角度完全一致。

此外，齿片隔离气缸Ⅱ可以驱动齿片隔离转接块沿着齿片隔离基块上的滑轨Ⅰ移动，从而进行X方向的移动，齿片隔离气缸Ⅰ可以驱动上料转接块沿着上料基板上的滑轨Ⅱ移动，从而进行Y方向的位移，从而调整齿片隔离座套相对于振动盘的位置(上料工位的齿片隔离座套与振动盘的支架对接，振动盘内的齿片通过振动沿着支架上的轨道定向到达齿片隔离座套，齿片隔离座套的料仓平面尺寸稍大于齿片外接矩形)。转接块Ⅰ、转接块Ⅱ固定连接，通过转接块Ⅱ可以将取料机构安装在直线模组上，以此实现将齿片转运。本发明的装置结构简单，操作方便，成本低廉，具有较高的经济价值。

实施例2：

本实施例提供一种自动上料方法，采用实施例1中的自动化设备，将齿片从振动盘中输送至下道工序。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种自动上料设备，其特征在于，包括齿片隔离机构和取料机构；

所述齿片隔离机构包括齿片隔离座套和第一移动装置；齿片隔离座套通过第一移动装置实现移动，以更换工位；上料工位的齿片隔离座套与振动盘的支架对接，振动盘内的齿片通过振动沿着支架上的轨道定向到达齿片隔离座套；

取料机构包括吸盘、升降装置、角度检测装置、旋转装置；所述取料机构安装在第二移动装置上；所述第二移动装置带动取料机构移动至吸盘位于装有齿片的齿片隔离座套上方，升降装置带动吸盘运动，将齿片从齿片隔离座套上取出；所述角度检测装置对吸附在吸盘上的齿片角度进行检测，当检测到齿片角度不是预设角度时，控制旋转装置带动吸盘旋转，使得齿片呈预设角度输送至到下道工序；

所述齿片隔离座套有多个，多个齿片隔离座套通过更换工位轮流上料；振动盘对上料工位的齿片隔离座套上料时，取料机构从装有齿片的齿片隔离座套内取出齿片；

所述齿片隔离机构还包括齿片压块和齿片压块气缸；在齿片隔离座套更换工位时，所述齿片压块气缸带动齿片压块压住振动盘支架，阻止其继续上料。

2.根据权利要求1所述的自动上料设备，其特征在于，所述齿片隔离座套的料仓平面尺寸与齿片外接矩形匹配。

3.根据权利要求1所述的自动上料设备，其特征在于，所述齿片隔离机构还包括毛刷和毛刷气缸；所述毛刷气缸驱动毛刷，将上料工位的齿片隔离座套上表面多余的齿片刷到振动盘中。

4.根据权利要求1所述的自动上料设备，其特征在于，所述齿片隔离机构还包括减震弹簧柱和齿片隔离底座；所述齿片隔离座套通过无油铜套套在减震弹簧柱上，所述减震弹簧柱安装在齿片隔离底座上。

5.根据权利要求1所述的自动上料设备，其特征在于，所述角度检测装置为光纤传感器、光纤头Ⅰ和光纤头Ⅱ；在预设的齿片输出角度下，光纤头Ⅰ和光纤头Ⅱ分别正对吸盘上齿片的有孔和没有孔的位置；如果光纤头Ⅱ检测到孔而光纤头Ⅰ没检测到孔，则控制旋转装置带动吸盘旋转180°，以此保证齿片呈预设角度输送至到下道工序。

6.一种自动上料方法，其特征在于，采用权利要求1～5中任一项所述的自动上料设备，将齿片从振动盘中输送至下道工序。

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