CN111874617A - 一种高效自动换料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效自动换料装置，包括第一运输机构，位于第一运输机构下方的第二运输机构，用于将第一运输机构上的管材转移到第二运输机构上的主运输机构。第一运输机构包括第一底座，安装在第一底座上的第一驱动组件，沿X方向间歇运动的第一平移组件；第二运输机构包括第二底座，安装在第二底座上的第二驱动组件，沿X方向间歇运动的第二平移组件，第二平移组件与第一平移组件的移动方向相反；主运输机构包括机架，安装在机架上且用于靠近第一运输机构、第二运输机构的固定组件，安装在固定组件上且用于拾取管材的夹紧组件。本发明解决了现有管材加工工序的换料过程仍然存在需要大量的人力，生产效率低、工作强度大的问题。

Description

一种高效自动换料装置

技术领域

本发明具体涉及一种高效自动换料装置。

背景技术

管材是建筑工程必需的材料，常用的有给水管、排水管、煤气管、暖水管、电线导管、雨水管等。随着家庭装修使用的管材也经历了普通铸铁管—水泥管—球磨铸铁管、镀锌钢管—塑料管及铝塑复合管的发展历程。

不同的管件要用不同的管材，管材的好坏直接决定了管件的质量。现有的管材加工中，在切割、管材端面加工、喷漆、烘干、打孔等工序之间的上料和换料过程仍然存在需要大量的人力，人工操作工作效率低且工作强度大，同时还存在较多的不确定因素与安全隐患，会导致生产线不能按照一定的节奏进行，生产效率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种高效自动换料装置。

本发明解决上述问题的技术方案为：一种高效自动换料装置，包括第一运输机构，位于第一运输机构下方且的第二运输机构，用于将第一运输机构上的管材转移到第二运输机构上的主运输机构，其特征在于：

所述第一运输机构包括第一底座，安装在第一底座上的第一驱动组件，在第一驱动组件作用下沿X方向间歇运动的第一平移组件；

所述第二运输机构包括第二底座，安装在第二底座上的第二驱动组件，在第二驱动组件作用下沿X方向间歇运动的第二平移组件，第二平移组件与第一平移组件的移动方向相反；

所述主运输机构包括机架，安装在机架上且用于靠近第一运输机构、第二运输机构的固定组件，安装在固定组件上且用于拾取管材的夹紧组件。

进一步的，所述第一驱动组件与第二驱动组件左右对称；

第一驱动组件包括通过滚动轴承转动安装在第一底座上且沿X方向分布的一对驱动轴，安装在驱动轴上且位于驱动轴一端的皮带轮，同时与两个皮带轮摩擦传动的环形皮带，安装在其中一根驱动轴上的驱动电机，安装在驱动轴上且沿驱动轴中心轴线方向分布的第一杆，一端与第一杆铰接的第二杆，一端与第二杆铰接且另一端通过固定座与第一底座铰接的第三杆，一端倾斜安装在第二杆上且另一端与驱动板铰接的第四杆，底部与第四杆铰接的驱动板，安装在驱动板顶部且沿X方向均匀分布的多个驱动块。

进一步的，所述第一平移组件包括安装在第一底座上的第一平移台，移动地安装在第一平移台上且沿X方向均匀分布的多个第一限位块，置于第一限位块上的管材。

进一步的，所述第一平移台上安装有沿驱动轴中心轴线方向分布的一对第一滑柱，第一限位块底部设有与第一滑柱相互配合的第一滑槽，第一滑柱插入第一滑槽内；

第一限位块顶部安装有截面为直角三角形的第一限位台，一端与第一限位块铰接且位于第一限位块远离第一限位台一侧的第一限位板，一端安装在第一限位板铰接且另一端安装在第一限位块上、、沿驱动轴中心轴线方向均匀分布的多个弹簧。

进一步的，所述第二平移组件包括安装在第二底座上的第二平移台，移动地安装在第二平移台上且沿X方向均匀分布的多个第二限位块，置于第二限位块上的管材。

进一步的，所述第二平移台上安装有沿驱动轴中心轴线方向分布的一对第二滑柱，第二限位块底部设有与第二滑柱相互配合的第二滑槽，第二滑柱插入第二滑槽内；

第二限位块顶部设有放置管材的V形槽。

进一步的，所述固定组件包括通过滚动轴承转动安装在机架上且与机架同轴设置的主轴，安装在机架上且输出轴安装在主轴上的固定电机，通过固定轴安装在机架上且通过滚动轴承安装在主轴内、与机架同轴设置的固定齿轮，安装在主轴上且关于主轴对称、位于固定齿轮与机架之间的第一转杆，通过滚动轴承转动安装在第一转杆两端且关于第一转杆对称的一对副轴，安装在副轴上且与固定齿轮啮合的一对从动齿轮，中心位置与固定齿轮铰接的第二转杆，通过滚动轴承转动安装在第二转杆两端且关于第二转杆对称的一对转轴，一端铰接在从动齿轮远离圆心处且另一端安装在转轴上、始终关于第一转杆中心对称的一对第三转杆，一端安装在第三转杆上且设有弯折角的传动杆，安装在传动杆上的传动板。

进一步的，所述夹紧组件包括安装在传动板上的固定板，安装在固定板上且位于固定板远离传动板一端的传动架，移动地安装在传动架上的平移杆，安装在固定板上且输出轴安装在平移杆上的电动推杆，一端与平移杆铰接且关于平移杆对称的一对第一夹杆，一端与第一夹杆铰接且铰接在传动架上、关于平移杆对称的一对第二夹杆，安装在第二夹杆远离第一夹杆的一端且为L形结构、关于平移杆的一对第三夹杆。

本发明具有有益效果：本发明提供了一种专门用于管材的自动换料装置，解决了现有管材加工工序的换料过程仍然存在需要大量的人力，生产效率低、工作强度大的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明第一运输机构主视图；

图3为本发明第一运输机构俯视图；

图4为本发明第二运输机构主视图；

图5为本发明主运输机构主视图；

图6为本发明夹紧组件靠近第一运输机构时主视方向结构示意图；

图7为本发明传动板运动轨迹图。

图中：

100-第一运输机构，101-第一底座，102-第二驱动组件，103-第一平移组件，104-驱动轴，105-皮带轮，106-环形皮带，107-驱动电机，108-第一杆，109-第二杆，110-第三杆，111-第四杆，112-驱动板，113-驱动块，114-第一平移台，115-第一滑柱，116-第一限位块，117-第一限位台，118-第一限位板，119-弹簧，120-第一机械手。

200-第二运输机构，201-第二底座，202-第二驱动组件，203-第二平移组件，204-第二平移台，205-第二限位块，207-第二机械手。

300-主运输机构，301-机架，302-固定组件，303-夹紧组件，304-固定齿轮，305-第一转杆，306-第二转杆，307-第三转杆，308-传动杆，309-传动板，310-固定板，311-传动架，312-平移杆，313-电动推杆，314-第一夹杆，315-第二夹杆，316-第三夹杆。

400-管材。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。

一种高效自动换料装置，包括用于输送已完成第一工序管材400的第一运输机构100，位于第一运输机构100下方且用于运输已完成第一工序管材400到第二工序的第二运输机构200，用于将第一运输机构100上的管材400转移到第二运输机构200上的主运输机构300。

第一工序、第二工序可以是切割、两端端面加工、喷漆、打孔。

第一运输机构100包括第一底座101，安装在第一底座101上的第一驱动组件102，在第一驱动组件102作用下沿X方向间歇运动的第一平移组件103；

第二运输机构200包括第二底座201，安装在第二底座201上的第二驱动组件202，在第二驱动组件202作用下沿X方向间歇运动的第二平移组件203，第二平移组件203与第一平移组件103的移动方向相反；

第一驱动组件102与第二驱动组件202左右对称；第一驱动组件102包括通过滚动轴承转动安装在第一底座101上且沿X方向分布的一对驱动轴104，安装在驱动轴104上且位于驱动轴104一端的皮带轮105，同时与两个皮带轮105摩擦传动的环形皮带106，安装在其中一根驱动轴104上的驱动电机107，安装在驱动轴104上且沿驱动轴104中心轴线方向分布的第一杆108，一端与第一杆108铰接的第二杆109，一端与第二杆109铰接且另一端通过固定座与第一底座101铰接的第三杆110，一端倾斜安装在第二杆109上且另一端与驱动板112铰接的第四杆111，底部与第四杆111铰接的驱动板112，安装在驱动板112顶部且沿X方向均匀分布的多个驱动块113。

第一平移组件103包括安装在第一底座101上的第一平移台114，安装在第一平移台114上且驱动轴104中心轴线方向分布的一对第一滑柱115，可沿第一滑柱115方向移动且沿X方向均匀分布的多个第一限位块116，置于第一限位块116上的管材400。

第一限位块116底部设有与第一滑柱115相互配合的第一滑槽，第一滑柱115插入第一滑槽内。第一限位块116顶部安装有截面为直角三角形的第一限位台117，一端与第一限位块116铰接且位于第一限位块116远离第一限位台117一侧的第一限位板118，一端安装在第一限位板118铰接且另一端安装在第一限位块116上、沿驱动轴104中心轴线方向均匀分布的多个弹簧119。

第二平移组件203包括安装在第二底座201上的第二平移台204，安装在第二平移台204上且驱动轴104中心轴线方向分布的一对第二滑柱，可沿第二滑柱方向移动且沿X方向均匀分布的多个第二限位块205，置于第二限位块205上的管材400。

第二限位块205底部设有与第二滑柱相互配合的第二滑槽，第二滑柱插入第二滑槽内。第二限位块205顶部设有放置管材400的V形槽。

第一限位块116、第二限位块205与驱动块113的数量相同，均为6块。

通过第一运输机构100将管材400从第一工序依次输送到主运输机构300，通过第二运输机构200将管材400从主运输机构300依次输送到第二工序上，解决了现有管材400加工的各工序之间仍然存在需要大量的人力，生产效率低、工作强度大的问题；

第一驱动组件102、第二驱动组件202均为间歇运动机构，利用第一杆108、第二杆109、第三杆110、第四杆111之间形成连杆机构，利用皮带轮105、环形皮带106、驱动轴104保证四个连杆机构运动的同步性，从而保证一对驱动板112的运动轨迹完全同步，顺利推动第一限位块116向靠近机架301的方向移动，推动第二限位块205向远离机架301的方向移动。

本申请在第一运输机构100两侧分别设有一个第一机械手120，第一机械手120用于拾取第一限位块116放置在第一平移台114上；在第二运输机构200两侧分别设有一个第二机械手207，第二机械手207用于拾取第二限位块205放置在第二平移台204上。第一机械手120、第二机械手207均为外购件，结构均属于现有技术，本申请不做赘述。

主运输机构300包括机架301，安装在机架301上且用于靠近第一运输机构100、第二运输机构200的固定组件302，安装在固定组件302上且用于拾取管材400的夹紧组件303。

固定组件302包括通过滚动轴承转动安装在机架301上且与机架301同轴设置的主轴，安装在机架301上且输出轴安装在主轴上的固定电机，通过固定轴安装在机架301上且通过滚动轴承安装在主轴内、与机架301同轴设置的固定齿轮304，安装在主轴上且关于主轴对称、位于固定齿轮304与机架301之间的第一转杆305，通过滚动轴承转动安装在第一转杆305两端且关于第一转杆305对称的一对副轴，安装在副轴上且与固定齿轮304啮合的一对从动齿轮，中心位置与固定齿轮304铰接的第二转杆306，通过滚动轴承转动安装在第二转杆306两端且关于第二转杆306对称的一对转轴，一端铰接在从动齿轮远离圆心处且另一端安装在转轴上、始终关于第一转杆305中心对称的一对第三转杆307，一端安装在第三转杆307上且设有弯折角的传动杆308，安装在传动杆308上的传动板309。

通过固定组件302带动传动杆308运动，形成不断靠近第一运输机构100、第二运输机构200的运动轨迹；利用固定电机带动第一转杆305转动，从动齿轮随第一转杆305转动，从动齿轮与固定齿轮304啮合，从动齿轮围绕固定齿轮304中心轴线转动的同时自转，第一转杆305随从动齿轮运动，第一转杆305、两个第二转杆306、第三转杆307之间形成四连杆机构，传动杆308随四连杆运动，从而不断地靠近第一运输机构100、第二运输机构200，当传动板309与第一运输机构100、第二运输机构200距离最小时通过夹紧组件303拾取管材400。

夹紧组件303包括安装在传动板309上的固定板310，安装在固定板310上且位于固定板310远离传动板309一端的传动架311，移动地安装在传动架311上的平移杆312，安装在固定板310上且输出轴安装在平移杆312上的电动推杆313，一端与平移杆312铰接且关于平移杆312对称的一对第一夹杆314，一端与第一夹杆314铰接且铰接在传动架311上、关于平移杆312对称的一对第二夹杆315，安装在第二夹杆315远离第一夹杆314的一端且为L形结构、关于平移杆312的一对第三夹杆316。

传动架311上设有供平移杆312穿过的通槽，通槽与平移杆312形状配合。

通过夹紧组件303夹紧管材400；利用电动推杆313伸缩杆的伸缩带动平移杆312移动，第一夹杆314、第二夹杆315转动，使两个第二夹杆315之间的夹角增加或减小，从而实现管材400的松开和夹紧。

本申请的控制系统采用PLC控制系统，实现第一机械手120、第二机械手207、主输送机构、第一输送机构、第二输送机构的自动控制。

本发明工作原理：

(1)第一运输机构100将第一平移台114上的管材400向靠近主运输机构300方向移动；

(2)固定组件302带动传动板309靠近第一运输机构100，当传动板309靠近第一运输机构100时，夹紧组件303夹起管材400；固定组件302带动传动板309靠近第二运输机构200，当传动板309靠近第二运输机构200时，夹紧组件303放下管材400；

(3)第二运输机构200将第二平移台204上的管材400向远离主运输机构300方向移动；

(4)整个过程中，第一机械手120不断地将第一限位块116置于第一平移台114上，第二机械手207不断地将第二限位块205置于第二平移台204上。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (8)

1.一种高效自动换料装置，其特征在于，包括第一运输机构(100)，位于第一运输机构(100)下方的第二运输机构(200)，用于将第一运输机构(100)上的管材(400)转移到第二运输机构(200)上的主运输机构(300)，其特征在于：

所述第一运输机构(100)包括第一底座(101)，安装在第一底座(101)上的第一驱动组件，在第一驱动组件作用下沿X方向间歇运动的第一平移组件(103)；

所述第二运输机构(200)包括第二底座(201)，安装在第二底座(201)上的第二驱动组件(202)，在第二驱动组件(202)作用下沿X方向间歇运动的第二平移组件(203)，第二平移组件(203)与第一平移组件(103)的移动方向相反；

所述主运输机构(300)包括机架(301)，安装在机架(301)上且用于靠近第一运输机构(100)、第二运输机构(200)的固定组件(302)，安装在固定组件(302)上且用于拾取管材(400)的夹紧组件(303)。

2.如权利要求1所述的一种高效自动换料装置，其特征在于，所述第一驱动组件与第二驱动组件(202)左右对称；

第一驱动组件包括通过滚动轴承转动安装在第一底座(101)上且沿X方向分布的一对驱动轴(104)，安装在驱动轴(104)上且位于驱动轴(104)一端的皮带轮(105)，同时与两个皮带轮(105)摩擦传动的环形皮带(106)，安装在其中一根驱动轴(104)上的驱动电机(107)，安装在驱动轴(104)上且沿驱动轴(104)中心轴线方向分布的第一杆(108)，一端与第一杆(108)铰接的第二杆(109)，一端与第二杆(109)铰接且另一端通过固定座与第一底座(101)铰接的第三杆(110)，一端倾斜安装在第二杆(109)上且另一端与驱动板(112)铰接的第四杆(111)，底部与第四杆(111)铰接的驱动板(112)，安装在驱动板(112)顶部且沿X方向均匀分布的多个驱动块(113)。

3.如权利要求1所述的一种高效自动换料装置，其特征在于，所述第一平移组件(103)包括安装在第一底座(101)上的第一平移台(114)，移动地安装在第一平移台(114)上且沿X方向均匀分布的多个第一限位块(116)，置于第一限位块(116)上的管材(400)。

4.如权利要求3所述的一种高效自动换料装置，其特征在于，所述第一平移台(114)上安装有沿驱动轴(104)中心轴线方向分布的一对第一滑柱(115)，第一限位块(116)底部设有与第一滑柱(115)相互配合的第一滑槽，第一滑柱(115)插入第一滑槽内；

第一限位块(116)顶部安装有截面为直角三角形的第一限位台(117)，一端与第一限位块(116)铰接且位于第一限位块(116)远离第一限位台(117)一侧的第一限位板(118)，一端安装在第一限位板(118)铰接且另一端安装在第一限位块(116)上、、沿驱动轴(104)中心轴线方向均匀分布的多个的弹簧(119)。

5.如权利要求1所述的一种高效自动换料装置，其特征在于，所述第二平移组件(203)包括安装在第二底座(201)上的第二平移台(204)，移动地安装在第二平移台(204)上且沿X方向均匀分布的多个第二限位块(205)，置于第二限位块(205)上的管材(400)。

6.如权利要求5所述的一种高效自动换料装置，其特征在于，所述第二平移台(204)上安装有沿驱动轴(104)中心轴线方向分布的一对第二滑柱，第二限位块(205)底部设有与第二滑柱相互配合的第二滑槽，第二滑柱插入第二滑槽内；

第二限位块(205)顶部设有放置管材(400)的V形槽。

7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种高效自动换料装置，其特征在于，所述固定组件(302)包括通过滚动轴承转动安装在机架(301)上且与机架(301)同轴设置的主轴，安装在机架(301)上且输出轴安装在主轴上的固定电机，通过固定轴安装在机架(301)上且通过滚动轴承安装在主轴内、与机架(301)同轴设置的固定齿轮(304)，安装在主轴上且关于主轴对称、位于固定齿轮(304)与机架(301)之间的第一转杆(305)，通过滚动轴承转动安装在第一转杆(305)两端且关于第一转杆(305)对称的一对副轴，安装在副轴上且与固定齿轮(304)啮合的一对从动齿轮，中心位置与固定齿轮(304)铰接的第二转杆(306)，通过滚动轴承转动安装在第二转杆(306)两端且关于第二转杆(306)对称的一对转轴，一端铰接在从动齿轮远离圆心处且另一端安装在转轴上、始终关于第一转杆(305)中心对称的一对第三转杆(307)，一端安装在第三转杆(307)上且设有弯折角的传动杆(308)，安装在传动杆(308)上的传动板(309)。

8.如权利要求7所述的一种高效自动换料装置，其特征在于，所述夹紧组件(303)包括安装在传动板(309)上的固定板(310)，安装在固定板(310)上且位于固定板(310)远离传动板(309)一端的传动架(311)，移动地安装在传动架(311)上的平移杆(312)，安装在固定板(310)上且输出轴安装在平移杆(312)上的电动推杆(313)，一端与平移杆(312)铰接且关于平移杆(312)对称的一对第一夹杆(314)，一端与第一夹杆(314)铰接且铰接在传动架(311)上、关于平移杆(312)对称的一对第二夹杆(315)，安装在第二夹杆(315)远离第一夹杆(314)的一端且为L形结构、关于平移杆(312)的一对第三夹杆(316)。

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