CN111318916A - 一种工件的铰链式自动开合取料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件的铰链式自动开合取料装置及方法，涉及到机械加工技术领域，包括机械手，机械手设置在基板上，可沿基板移动到加工工位的前方，第二气缸的伸出端推动挡板使得取料装置置于加工工位正前方，加工工位上的工件可在外力的推动下进入取料装置内，第二气缸输出端复位过程中，工件从取料装置中落入到输送机构上。该取料装置通过伸架大大节省了空间，通过气动卡盘内气缸和机械手的配合，实现自动取料的功能，取料完成后，通过取料滑台上的滚筒组、驱动器和挡板，控制下料的速度，随后通过取料滑台到达下一道工序。此外，本装置可以在气动卡盘旋转的过程中进行取料，替代了人工取料，减少了取料时间，提高了生产效率，减少安全隐患。

Description

一种工件的铰链式自动开合取料装置及方法

技术领域

本发明涉及工件加工技术领域，特别设计一种用于工件加工后的铰链式自动开合取料装置。

背景技术

目前市场上对于工件加工的场合，上下料作业仍主要由人工完成，而人工已经越来越难以适应当前生产的发展，难以满足该行业高精度、高效率的要求，并且人工上下料极易引发工伤事故，最有效的措施，是在加工机床上，采用机械手取代操作人员上下料的过程。

合理的设计和使用机械手，可以有效地避免因工人长时间工作而导致疲劳，能有效的避免皮带引起的送料不准，提高了生产效率和产品质量。

此外，人工取料需要将机床完全的停下来才可以进行上下料的操作，生产效率低下同时也不安全。

发明内容

为解决人工取料生产效率低下，并且极易引发工伤事故的问题，本发明提供一种自动取料的装置，通过使用气动卡盘和气缸的配合，可以在气动卡盘在降到低速运转的时候，就可以执行上下料的操作，大大节约了生产时间，提高了生产效率的同时保障了工人的人身安全。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种工件的铰链式自动开合取料装置，包括机械手，所述机械手包括第二气缸、挡板和取料装置，所述取料装置包括前取料套筒和后取料套筒；所述前取料套筒与后取料套筒通过铰链连接并组成回转体结构；

所述挡板与前取料套筒连接，所述机械手设置在基板上，可沿基板移动到加工工位的前方，第二气缸的伸出端推动挡板使得取料装置置于加工工位正前方，加工工位上的工件可在外力的推动下进入取料装置内，第二气缸输出端复位过程中，工件从取料装置中落入到输送机构上。

进一步的，工件通过气动卡盘夹持，气动卡盘装置内设置有第三气缸，且第三气缸输出端设置有第二气缸套，工件加工完成后，松开气动卡盘的同时，第二气缸套在第三气缸的带动下推动工件。

进一步的，所述挡板包括前挡板和后挡板，所述后挡板与前取料套筒可拆卸连接，前挡板与后挡板可拆卸连接，前挡板上连接有滑杆的一端，所述滑杆可沿滑杆套滑动，在第二气缸工作时，对第二气缸的输出端起到导向作用。

进一步的，所述第二气缸的输出端设置有第一气缸套，第一气缸套与挡板垂直连接。

进一步的，所述取料装置内壁设置有防滑材料，且回转体结构为中空的桶状结构；所述前取料套筒和后取料套筒外侧壁凸起位置处设置有弹簧，弹簧用于两者的开合。

进一步的，所述前取料套筒与后取料套筒结合面上且置于后取料套筒下方设置有延伸块，延伸块移动到取料滑台处时，与取料滑台上的滑台组成一个平面，从而确保工件落入取料滑台内。

进一步的，所述取料滑台设置在工作台上，且取料滑台相对第二气缸位置不变。

进一步的，所述第二气缸通过支架支撑在取料滑台上方，且支架设置在取料滑台上。

进一步的，第一气缸的输出端与伸架连接，伸架与所述基板连接，推动基板左右往复运动，基板下方设置有滑槽，滑槽沿滑板运动。

一种工件的铰链式自动开合取料装置的工作方法，包括如下步骤：

步骤一：通过自动上料装置将工件放入加工工位，进行工件的自动加工；

步骤二：第一气缸工作，基板连同取料装置一同向右运动；

步骤三：第二气缸工作，通过第一气缸套将前挡板、后挡板、前取料套筒、后取料套筒推向加工工位；

步骤四：气动卡盘松动，同时第三气缸工作，通过第二气缸套将工件推出加工工位；

此时，后取料套筒和前取料套筒因为弹簧的拉力而闭合，接住工件，防滑材料和工件接触，使工件停止旋转；

第二气缸工作，通过第一气缸套将前挡板、后挡板、前取料套筒、后取料套筒收回；第二气缸收缩过程中，后取料套筒与支架挡板面接触，当第二气缸继续收缩时，在铰链的作用下，前取料套筒和后取料套筒下方会形成一个开口，工件落入下方的取料滑台上；

步骤五：工件通过滚筒组沿着取料滑台滚动，接触到下料挡板停下；

步骤六：当下一轮第二气缸工作到最远端时，驱动器控制下料挡板下降数秒然后升起，工件继续通过滚筒组沿着取料滑台滚动，进入下一个工序。

本发明采用上述技术方案后，具有的有益效果是：

1)第一气缸的缩回和伸出，控制整个机械手的左右位置，可以有效地节约空间。

2)对于工件加工，人工上下料作业，效率低、质量低、危险度高，而用此次发明的一种工件的铰链式自动开合取料装置，可以有效的解决此类问题。

3)如果加工工序要求工件是旋转的，通过对气动卡盘和气动卡盘内部的第三气缸的控制，本发明可以实现在卡盘完全低速状态下进行取料作业，在气动卡盘低速的时候控制第三气缸，使得气缸将工件推到机械手的取料套筒内。

4)根据不同的工件样貌和特征，可以更换不同的取料套筒的形状来合理的接住工件。

5)取料套筒内装有防滑材料，可以有效的减少工件推出时的缓冲，起到保护取料套筒的作用；同时，如果加工工序要求工件是旋转的，防滑材料可以使得工件停止旋转，平稳的落入正下方的取料滑台中。

6)基板与水平地面有一定的倾斜角度，可以让工件自己滑到下一个工序位置，不需要额外的装置驱动工件。基板与水平地面的角度为θ，θ＝10°～30°，在这个范围内工件下滑的速度适中。

7)取料滑台内的取料挡板和驱动器，可以控制工件下料和到达下一个工序的速度，使得每一步工序有条理的进行；工件可以通过取料滑台上的滚筒组到达下一个工序，节约成本。

8)此装置特别适用圆柱形工件在车床上加工后的直接取料过程，但不仅局限于圆柱形工件，所有的加工工件都可以适用。

9)取料装置为中空的桶状结构，该结构的设计一端开口正对加工工位使得工件在车床上通过第三气缸顶出后，直接进入取料装置，从而保证了工件进入取料装置的概率，同时，另一端是封闭的，确保有速度的工件不从取料装置飞出。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明；

图1为本发明的一种工件的铰链式自动开合取料装置立体图；

图2为本发明的机械手支架立体图；

图3为本发明的机械手立体图；

图4为本发明的取料滑台立体图；

图5为本发明的加工工位结构示意图；

图6为本发明案例实施2中的取料开合器示意图。

附图标记说明如下：

1-基板，2-取料滑台，21-下料挡板，22-驱动器，23-滚筒组，3-第一气缸，4-伸架，5-机械手支架，51-前支架，52-中间支架，53-滑杆支架，54-滑杆套，55-后支架，56-支架挡板，6-机械手，61-包括滑杆，62-第二气缸，63-第一气缸套，64-前挡板，65-后挡板，66-前取料套筒，67-后取料套筒，68-防滑材料，610-开合器前板，611-开合器后板，7-加工工位，71-第三气缸，72-第二气缸套，73-气动卡盘，69-延伸块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的

一种工件的铰链式自动开合取料装置，包括机械手6，所述机械手6包括第二气缸62、挡板和取料装置，所述取料装置包括前取料套筒66和后取料套筒67，所述前取料套筒66与后取料套筒67通过铰链连接并组成回转体结构；所述挡板与前取料套筒66连接，所述机械手6设置在基板1上，可沿基板1移动到加工工位7的前方，第二气缸62的伸出端推动挡板使得取料装置置于加工工位7正前方，加工工位7上的工件可在外力的推动下进入取料装置内，第二气缸62输出端复位过程中，工件从取料装置中落入到输送机构上。

其中，工件通过气动卡盘73夹持，气动卡盘装置内设置有第三气缸71，且第三气缸71输出端设置有第二气缸套72，工件加工完成后，松开气动卡盘73的同时，第二气缸套72在第三气缸71的带动下推动工件。所述挡板包括前挡板64和后挡板65，所述后挡板65与前取料套筒66可拆卸连接，前挡板64与后挡板65可拆卸连接，前挡板64上连接有滑杆61的一端，所述滑杆61可沿滑杆套54滑动，在第二气缸62工作时，对第二气缸62的输出端起到导向作用。

所述第二气缸62的输出端设置有第一气缸套63，第一气缸套63与挡板垂直连接。第一气缸套的设置提高了挡板与第二气缸输出端的接触面积，提高了第一气缸推动挡板及取料装置的稳定性。

取料装置内壁设置有防滑材料68，且取料装置为中空的桶状结构；所述前取料套筒66和后取料套筒67外侧壁凸起位置处设置有弹簧，弹簧用于控制两者的开合；所述前取料套筒66与后取料套筒67结合面上且置于后取料套筒67下方设置有延伸块69，延伸块69移动到取料滑台2处时，与取料滑台2上的滑台组成一个平面，从而确保工件落入取料滑台2内。

取料滑台2设置在工作台上，且取料滑台2相对第二气缸62位置不变；第二气缸62通过支架支撑在取料滑台2上方，且支架设置在取料滑台2上。

第一气缸3的输出端与伸架4连接，伸架4与所述基板1连接，推动基板1左右往复运动，基板1下方设置有滑槽，滑槽沿滑板运动。该滑槽与滑板的结构设计使得在第一气缸推动基板1运动时，降低了摩擦力，同时起到了导向定位作用，确保了取料工作的稳定性和持续性。

基板1与水平地面有一定的倾斜角度，可以让工件自己滑到下一个工序位置，不需要额外的装置驱动工件。基板1与水平地面的角度为θ，θ＝10°～30°，在这个范围内工件下滑的速度适中。

实施例1：

本实施例主要适用于加工工序要求工件旋转或工件形貌接近圆柱形的场合。结合图1、图2、图3、图4和图5所示，一种工件的铰链式自动开合取料装置，包括基板1、取料滑台2、第一气缸3、伸架4、机械手支架5、机械手6、加工工位7；所述取料滑台2上具有下料挡板21、驱动器22、滚筒组23；所述机械手支架5包括前支架51、中间支架52、滑杆支架53、滑杆套54、后支架55；所述机械手6包括滑杆61、第二气缸62、第一气缸套63、前挡板64、后挡板65、前取料套筒66、后取料套筒67、防滑材料68；所述加工工位7包括第三气缸71、第二气缸套72、气动卡盘73。所述的基板1通过紧固螺栓与伸架4与第一气缸3连接，第一气缸3伸缩运动控制基板1左右运动，从而控制整个取料装置左右运动。所述的取料滑台2和机械手支架通过紧固螺栓5安装在基板上；所述取料滑台2上具有有下料挡板21、驱动器22、滚筒组23，驱动器22控制下料挡板21上下运动。所述的机械手支架5包括前支架51、中间支架52、滑杆支架53、滑杆套54、后支架55，前支架51、中间支架52、后支架55通过紧固螺栓安装在基板1上，所述的支架挡板56焊接在基板1前端，所述的滑杆支架53通过紧固螺栓安装在中间支架52和后支架55上，所述的滑杆套54安装在滑杆支架53上，所述的滑杆支架53和滑杆套54必须水平设置。所述的机械手6包括滑杆61、第二气缸62、第一气缸套63、前挡板64、后挡板65、前取料套筒66、后取料套筒67、防滑材料68，所述的滑杆61安装在滑杆支架53上，第二气缸62安装在前支架51和后支架55上，所述的第一气缸套63安装在第二气缸62前端，所述的前挡板64通过紧固螺钉和第一气缸套63相连，所述的后挡板65通过紧固螺栓和前挡板64相连，所述的前取料套筒66通过焊接工艺和后挡板相连，所述的后取料套筒67通过圆柱销和前取料套筒66相连，所述的后取料套筒67和前取料套筒66侧面用弹簧相连，所述的防滑材料68安装在前取料套筒66和后取料套筒67内部。所述的加工工位7包括第三气缸71、第二气缸套72、气动卡盘73，所述的第三气缸71安装在气动卡盘73内部，所述的第三气缸71与气动卡盘73中心线平行，所述的第二气缸套72安装在第三气缸71前端。

该装置的工作方法包括如下步骤：

1)通过自动上料装置将工件放入加工工位7，进行工件的自动加工，在气动卡盘加紧工件前，气动卡盘处于低速运转，夹紧工件后，气动卡盘进行提速；

2)加工完成，加工的机械手回到原处；

3)第一气缸3工作，基板1连同取料装置一同向右运动；

4)第二气缸62工作，通过第一气缸套63将前挡板64、后挡板65、前取料套筒66、后取料套筒67推向加工工位，同时气动卡盘进行减速；

5)气动卡盘73松动，同时第三气缸71工作，通过第二气缸套72将工件推出加工工位7；

6)此时，后取料套筒67和前取料套筒66因为弹簧的拉力而闭合，接住工件，防滑材料68和工件接触，使工件停止旋转；

7)第二气缸62工作，通过第一气缸套63将前挡板64、后挡板65、前取料套筒66、后取料套筒67收回；

8)第二气缸62收缩过程中，后取料套筒67与支架挡板面56接触，当第二气缸62继续收缩时，在铰链的作用下，前取料套筒66和后取料套筒67下方会形成一个开口，工件落入下方的取料滑台2上；

9)工件通过滚筒组23沿着取料滑台2滚动，接触到下料挡板21停下；

10)当下一轮第二气缸62工作到最远端时，驱动器22控制下料挡板21下降数秒然后升起，工件通过滚筒组23继续沿着取料滑台2滚动进入下一个工序。

实施例2：

本实施例主要适用于加工工序要求工件静止或工件形貌接近长方体的场合。结合图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于：包括基板1、取料滑台2、第一气缸3、伸架4、机械手支架5、机械手6、加工工位7；所述取料滑台2上具有下料挡板21、驱动器22、滚筒组23；所述机械手支架5包括前支架51、中间支架52、滑杆支架53、滑杆套54、后支架55；所述机械手6包括滑杆61、第二气缸62、第一气缸套63、前挡板64、后挡板65、开合器前板610、开合器后板611；所述加工工位7包括第三气缸71、第二气缸套72、气动卡盘73。所述的基板1通过紧固螺栓与伸架4与第一气缸3连接，第一气缸3伸缩运动控制基板1左右运动，从而控制整个取料装置左右运动。所述的取料滑台2和机械手支架通过紧固螺栓5安装在基板上；所述取料滑台2上具有有下料挡板21、驱动器22、滚筒组23，驱动器22控制下料挡板21上下运动。所述的机械手支架5包括前支架51、中间支架52、滑杆支架53、滑杆套54、后支架55，前支架51、中间支架52、后支架55通过紧固螺栓安装在基板1上，所述的支架挡板56焊接在基板1前端，所述的滑杆支架53通过紧固螺栓安装在中间支架52和后支架55上，所述的滑杆套54安装在滑杆支架53上，滑杆支架53和滑杆套54必须水平设置。机械手6包括滑杆61、第二气缸62、第一气缸套63、前挡板64、后挡板65、开合器前板610、开合器后板611，所述的滑杆61安装在滑杆支架53上，第二气缸62安装在前支架51和后支架55上，所述的第一气缸套63安装在第二气缸62前端，所述的前挡板64通过紧固螺钉和第一气缸套63相连，所述的后挡板65通过紧固螺栓和前挡板64相连，所述的前取料套筒66通过焊接工艺和后挡板相连，所述的后取料套筒67通过圆柱销和前取料套筒66相连，所述的开合器前板610和开合器后板611侧面用弹簧相连。所述的加工工位7包括第三气缸71、第二气缸套72、气动卡盘73，所述的第三气缸71安装在气动卡盘73内部，所述的第三气缸71与气动卡盘73中心线平行，所述的第二气缸套72安装在第三气缸71前端。

该装置工作方法的步骤：

1)通过自动上料装置将工件放入加工工位7，气动卡盘73夹紧工件，进行工件的自动加工；

2)加工完成，加工的机械手回到原处；

3)第一气缸3工作，基板1连同取料装置一同向右运动；

4)第二气缸62工作，通过第一气缸套63将前挡板64、后挡板65、前取料套筒66、后取料套筒67推向加工工位；

5)气动卡盘73松动，同时第三气缸71工作，通过第二气缸套72将工件推出加工工位7；

6)此时，开合器前板610和开合器后板611因为弹簧的拉力而闭合，接住工件，防滑材料68和工件接触，减少推出时的缓冲；

7)第二气缸62工作，通过第一气缸套63将前挡板64、后挡板65、开合器前板610、开合器后板611收回；

8)第二气缸62收缩过程中，后取料套筒67与支架挡板面56接触，当第二气缸62继续收缩时，在铰链的作用下，前取料套筒66和后取料套筒67下方会形成一个开口，工件落入下方的取料滑台2上；

9)工件通过滚筒组23沿着取料滑台2滚动，接触到下料挡板21停下；

10)当下一轮第二气缸62工作到最远端时，驱动器22控制下料挡板21下降数秒然后升起，工件通过滚筒组23继续沿着取料滑台2滚动进入下一个工序。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于，包括机械手(6)，所述机械手(6)包括第二气缸(62)、挡板和取料装置，所述取料装置包括前取料套筒(66)和后取料套筒(67)，所述前取料套筒(66)与后取料套筒(67)通过铰链连接并组成回转体结构；

所述挡板与前取料套筒(66)连接，所述机械手(6)设置在基板(1)上，可沿基板(1)移动到加工工位(7)的前方，第二气缸(62)的伸出端推动挡板使得取料装置置于加工工位(7)正前方，加工工位(7)上的工件可在外力的推动下进入取料装置内，第二气缸(62)输出端复位过程中，工件从取料装置中落入到输送机构上。

2.根据权利要求1所述的工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于，工件通过气动卡盘(73)夹持，气动卡盘装置内设置有第三气缸(71)，且第三气缸(71)输出端设置有第二气缸套(72)，工件加工完成后，松开气动卡盘(73)的同时，第二气缸套(72)在第三气缸(71)的带动下推动工件。

3.根据权利要求1所述的工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于，所述挡板包括前挡板(64)和后挡板(65)，所述后挡板(65)与前取料套筒(66)可拆卸连接，前挡板(64)与后挡板(65)可拆卸连接，前挡板(64)上连接有滑杆(61)的一端，所述滑杆(61)可沿滑杆套(54)滑动，在第二气缸(62)工作时，对第二气缸(62)的输出端起到导向作用。

4.根据权利要求1所述的工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于，所述第二气缸(62)的输出端设置有第一气缸套(63)，第一气缸套(63)与挡板垂直连接。

5.根据权利要求1所述的工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于，所述取料装置内壁设置有防滑材料(68)，且取料装置为中空的桶状结构；所述前取料套筒(66)和后取料套筒(67)外侧壁凸起位置处设置有弹簧，弹簧用于控制两者的开合。

6.根据权利要求1所述的工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于，所述前取料套筒(66)与后取料套筒(67)结合面上且置于后取料套筒(67)下方设置有延伸块(69)，延伸块(69)移动到取料滑台(2)处时，与取料滑台(2)上的滑台组成一个平面，从而确保工件落入取料滑台(2)内。

7.根据权利要求6所述的工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于，所述取料滑台(2)设置在工作台上，且取料滑台(2)相对第二气缸(62)位置不变。

8.根据权利要求7所述的工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于，所述第二气缸(62)通过支架支撑在取料滑台(2)上方，且支架设置在取料滑台(2)上。

9.根据权利要求1所述的工件的铰链式自动开合取料装置，其特征在于，第一气缸(3)的输出端与伸架(4)连接，伸架(4)与所述基板(1)连接，推动基板(1)左右往复运动，基板(1)下方设置有滑槽，滑槽沿滑板运动。

10.根据权利要求1所述的工件的铰链式自动开合取料装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：通过自动上料装置将工件放入加工工位(7)，进行工件的自动加工；

步骤二：第一气缸(3)工作，基板(1)连同取料装置一同向右运动；

步骤三：第二气缸(62)工作，通过第一气缸套(63)将前挡板(64)、后挡板(65)、前取料套筒(66)、后取料套筒(67)推向加工工位(7)；

步骤四：气动卡盘(73)松动，同时第三气缸(71)工作，通过第二气缸套(72)将工件推出加工工位(7)；

此时，后取料套筒(67)和前取料套筒(66)因为弹簧的拉力而闭合，接住工件，防滑材料(68)和工件接触，使工件停止旋转；

第二气缸(62)工作，通过第一气缸套(63)将前挡板(64)、后挡板(65)、前取料套筒(66)、后取料套筒(67)收回；第二气缸(62)收缩过程中，后取料套筒(67)与支架挡板面(56)接触，当第二气缸(62)继续收缩时，在铰链的作用下，前取料套筒(66)和后取料套筒(67)下方会形成一个开口，工件落入下方的取料滑台(2)上；

步骤五：工件通过滚筒组(23)沿着取料滑台(2)滚动，接触到下料挡板(21)停下；

步骤六：当下一轮第二气缸(62)工作到最远端时，驱动器(22)控制下料挡板(21)下降数秒然后升起，工件继续通过滚筒组(23)沿着取料滑台(2)滚动，进入下一个工序。

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