CN112660719A - 一种水泵叶片自动化柔性上料系统及上料控制过程 - Google Patents

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李龙
陶贤水
徐昌军
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Abstract

本发明公开了一种水泵叶片自动化柔性上料系统及上料控制过程,包括生产线工作台,其特征在于:在所述生产线工作台上设有供料装置及接收供料的柔性振动器,所述柔性振动器上设有抓取叶片的上料装置,所述生产线工作台上还设有视觉定位系统。本发明水泵叶片自动化柔性上料系统及上料控制过程,结构简单,稳定性好,上料过程顺畅,生产效率高,具有较强的实用性和较好的应用前景。

Description

一种水泵叶片自动化柔性上料系统及上料控制过程
技术领域
本发明属于水泵制作技术领域,更具体地说,涉及一种水泵叶片自动化柔性上料系统及上料控制过程。
背景技术
水泵是输送液体或使液体增压的机械,根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。而叶轮是叶片泵的核心部件,是工作效率的主要影响因素。在特定工况下,如果叶轮质量不合格,就会导致在泵入口和叶片处产生水力损失和间隙损失。
叶轮的传统制造方式是人工将叶片放入焊接定位模具中,通过冲压床将叶轮上下盖板与模型中定位好的叶片进行电阻焊接。此制造方式生产效率低,且电阻焊对人存在健康危害,以及冲压床等机械设备对人也存在安全隐患,因此,解决这一类的问题显得尤为重要。
对上述问题,申请号为CN201911409342.8的中国专利公开了“一种水泵叶片自动化上料系统”,其提出一套叶轮自动化生产线用叶片自动上料系统,省去的人工作业,提高了生产效率和生产安全性,但其结构稳定性不足,其采用的“称重+推料”上料方式,在实际使用中易卡住叶片,使得控制系统报警停机,同时,其视觉相机因靠近振动平台而使得叶片视觉定位偏差大,影响叶片上料;申请号为CN202010536094.X的中国专利公开了“一种电动机叶轮自动化装配线”,其提出一种可以在自动化生产线上应用的电动机叶片的冲压插装装置,但其通过移栽机构对叶片进行抓取上料的方式对叶片的来料位姿精度要求高,考虑到上料叶片的不规则形状,其具体应用可实现性差。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题,提供一种结构简单,稳定性好,上料过程顺畅,生产效率高的水泵叶片自动化柔性上料系统及上料控制过程。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:所提供的这种水泵叶片自动化柔性上料系统,包括生产线工作台,其特征在于:在所述生产线工作台上设有供料装置及接收供料的柔性振动器,所述柔性振动器上设有抓取叶片的上料装置,所述生产线工作台上还设有视觉定位系统。
为使上述技术方案更加详尽和具体,本发明还提供以下更进一步的优选技术方案,以获得满意的实用效果:
所述供料装置包括振动盘及与所述振动盘输出口端对接的滑道送料组件,所述滑道送料组件与所述柔性振动器之间设有直振送料组件。
所述直振送料组件与所述柔性振动器相对的前端设有可控制开合的挡板。
所述挡板上端通过转轴连接在直振送料通道上,在所述直振送料通道的一侧设有控制所述挡板转动开合的伸缩气缸。
所述挡板下端设有软毛刷,所述软毛刷下端与直振送料通道底壁贴合。
所述直振送料通道下方设有直线振动器。
所述柔性振动器上设有接收叶片的托盘。
所述上料装置包括SCARA机器人及与其连接的双抓取式夹具。
所述生产线工作台两侧设有两组对应布置的供料装置、柔性振动器,所述生产线工作台上方设有两组所述的视觉定位系统。
一种水泵叶片自动化柔性上料系统的上料控制过程,人工将生产线需求的叶片倒入供料装置的振动盘中,按下自动生产按钮,振动盘工作,叶片按排队的方式经过滑道送料组件排列在直振送料组件上,停止并等待柔性振动器发出供料请求;视觉定位系统检测柔性振动器上的托盘中是否有可抓取上料的叶片,若有,上料装置抓取往叶轮生产线上叶片模具中放置叶片;若无,视觉定位系统发出指令,请求滑道送料组件进行往柔性振动器供料动作,依次循环,直至振动盘发出无叶片指令,系统动作停止,人工重新对振动盘进行上料,进行周期性工作。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:本发明水泵叶片自动化柔性上料系统及上料控制过程,结构简单,稳定性好,上料过程顺畅,生产效率高,具有较强的实用性和较好的应用前景。
附图说明
下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为本发明水泵叶片自动化柔性上料系统整体结构示意图;
图2为本发明的供料装置、上料装置和柔性振动器结构示意图;
图3为本发明的供料装置的滑道送料组件结构示意图;
图4为本发明的供料装置的直振送料组件结构示意图;
图5为本发明的上料装置的双抓取式夹具结构示意图;
图6为本发明的视觉定位系统的相机组件结构示意图。
图中标记为:1、供料装置,11、底架,12、振动盘,13、滑道送料组件,131、可调滑道座,132、支架,133、滑道,14、直振送料组件,141、可调底座,142、连接板,143、伸缩气缸,144、连杆,145、固定块,146、转轴,147、挡板,148、直振送料通道,149、直线振动器,15、固定底架,2、上料装置,21、SCARA机器人,22、双抓取式夹具,221、固定座,222、滚珠花键,223、连接块A,224、上下气缸,225、连接块B,226、气动手指,227、叶片夹具,3、柔性振动器,4、视觉定位系统,41、支柱,42、横梁,43、相机组件,431、安装板,432、连接座,433、相机连接板,434、锁紧安装板,435、视觉相机,5、生产线工作台。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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。
本发明提供一种水泵叶片自动化柔性上料系统,可实现高效顺畅稳定的上料过程,如图1、图2所示,包括供料装置1、上料装置2、柔性振动器3、视觉定位系统4以及生产线工作台5。叶片经供料装置1供料,通过控制供料装置1将叶片输送到柔性振动器3上,叶片经柔性振动器3振动分开,在可抓取范围内待上料装置2抓取上料,上料至生产线工作台进行装配,整个过程顺畅便捷,确保叶片稳定高效的进行上料装配。
本发明中,供料装置1位于生产线工作台5的边缘处前方位置,供料装置1下方设有固定底架15,通过膨胀螺钉与地面固结。上料装置2位于生产线工作台5上方,通过螺钉与生产线工作台5相固结。柔性振动器3位于生产线工作台5上方,且位于上料装置2的内侧位置,其通过螺钉与生产线工作台5相固结。视觉定位系统4通过支柱41及横梁42支撑在生产线工作台5上方,支柱41通过螺钉与生产线工作台5相固结。供料装置1的叶片出料口与柔性振动器3的外侧侧边缘位置,用于对柔性振动器3进行叶片供料,柔性振动器3通过定向振动将内部叶片散开,视觉定位系统4定位叶片位置,用于对柔性振动器3内散开的叶片进行视觉定位,用上料装置2对抓取范围内且位置合适抓取的叶片进行抓取,并将其放入到叶轮生产线上的叶片模具内,完成上料过程。本发明中在生产线工作台5的两侧均设有一组上料的上料系统,以进一步提高生产效率。
如图1、图2所示,所述的供料装置1,包括底架11、振动盘12、滑道送料组件13、直振送料组件14以及固定底架15。振动盘12位于底架11上方,通过螺钉与其固结,滑道送料组件13位于振动盘12出料口前方,其通过螺钉与生产线工作台5相固结;直振送料组件14位于滑道送料组件13出料口前方,其通过螺钉与生产线工作台5相固结;固定底架15位于底架11下端,其通过膨胀螺钉与地面固结,振动盘12用于叶片的初始供料,滑道送料组件13用于叶片输送,向柔性振动器供料,固定底架15用于底架11位置最终确定后的定位锁紧。
如图3中所示,滑道送料组件13,包括可调滑道座131、支架132以及滑道133,可调滑道座131通过螺钉与生产线工作台5相固结,支架132有两个,对称布置在可调滑道座131上方,其下端通过螺钉与其相固结,滑道133通过螺钉连接在两支架132之间。支架132的上端设有圆弧腰型孔1321,可用于调节滑道133的倾斜角度。可调滑道座131包括下层滑道座,及由螺柱支撑的上层滑道座,下层滑道座和上层滑道座之间可通过螺柱调节控制高度。下层滑道座上设于腰型孔,便于调节滑道座固定位置。支架132连接在上层滑道座上,支架132为L型支架,L型支架的下端面为连接端面,在连接端面上设有与下层滑道座上腰型孔垂直布置的腰型孔,以便于调节滑道133的布置位置,更好的输送传递叶片,满足布置需求。
如图4中所示,直振送料组件14,包括可调底座141、连接板142、伸缩气缸143、连杆144、固定块145、转轴146、挡板147、直振送料通道148以及直线振动器149。可调底座141通过螺钉与生产线工作台5相固结。可调底座141包括下层可调底座及通过螺柱连接的上层可调底座,上下层之间高度可调节。连接板142位于可调底座141上方一侧边缘处,通过螺钉与其相固结。伸缩气缸143下端通过销轴与连接板142铰接,其上端通过销轴与连杆144铰接,连杆144另一端连接有转轴146,转轴穿过固定块145,固定块145通过螺钉连接在连接板142上,在转轴146上设有挡板147,挡板147位于送料滑道148前方,其下端设有软毛刷结构,挡板147可由伸缩气缸143通过连杆144及转轴146带动转动,实现控制直振送料通道148前端的开合,以控制叶片输送下料。软毛刷结构用于防止挡板147被叶片卡死,直线振动器149位于可调底座141上方中间位置,其下端通过螺钉与可调底座141相固结,其上方通过螺钉与送料滑道148相固结。送料时,打开挡板147,直线振动器149震动送料。
如图1、图2所示,上料装置2,包括SCARA机器人21和双抓取式夹具22,SCARA机器人21通过螺钉固结在生产线工作台5上,所述的双抓取式夹具22位于SCARA机器人21末端,通过螺钉与其相固结,双抓取式夹具22实现SCARA机器人21单次上料动作抓取两个叶片的功能。
如图5所示,双抓取式夹具22,包括固定座221、滚珠花键222、连接块A223、上下气缸224、连接块B225、气动手指226以及叶片夹具227。滚珠花键222、连接块A223、上下气缸224、连接块B225、气动手指226以及叶片夹具227均有两组,且每组一一对应,构成两组抓取夹具,实现单次上料动作抓取两个叶片的功能。滚珠花键222穿过设于固定座221上花键孔。滚珠花键222上设有轴承套,轴承套通过平键和弹性挡圈固定在固定座221,其花键轴上端通过连接块A223与上下气缸224活塞杆相固结,其下端通过连接块B225与气动手指226固定侧相固结,滚珠花键222可在上下气缸224的带动下上下移动,采用花键轴连接结构可以有效的保证夹具上下移动竖直度,确保定位抓取精度。气动手指226活动端通过螺钉与叶片夹具227向固结,叶片夹具227的种类与所需上料叶片种类一一对应,可人工进行拆卸更换。
如图1中所示,视觉定位系统4,包括支柱41、横梁42以及相机组件43,在生产线工作台5上方两侧设有两组支柱41,支柱41下端通过螺钉固定在生产线工作台5上,其上端通过轴支座、螺钉与横梁42相固结,在横梁42上设有两组相机组件43,通过螺钉与横梁42相固结,对应生产线工作台5两侧布置的两组上料系统,分别监控上料,可根据需要经相机组件43布置在合适位置,以使得叶片在视觉定位系统4监控范围内。固定的相机组件43具有三轴短距离调节功能。
如图6所示,相机组件43,包括安装板431、连接座432、相机连接板433、锁紧安装板434以及视觉相机435。连接座432为T型连接座,其后端通过螺钉与安装板431相固结,在安装板431上设有限位卡接连接座的限位槽,连接座432连接处设有竖直布置的腰型槽,可实现连接座安装位置的上下调节;连接座432上端通过螺钉连接连接板433,连接板433为L型结构,连接板433的前端通过螺钉与视觉相机435相固结,在连接板433以连接座432连接的连接面上设有前后布置的腰型槽,可实现连接板433相对连接座432位置的前后调节,以更好的控制视觉相机位置,确保视觉相机的监控范围。锁紧安装板434位于安装板431上方中间位置,其一端端通过螺钉与安装板431相固结,另一端通过螺杆、螺母与连接座432相固结,锁紧安装板434用于对连接座432进行锁紧定位。
本发明提供一种水泵叶片自动化柔性上料系统,使用时,人工将生产线需求的叶片倒入到振动盘12中,按下自动生产按钮,振动盘12开始工作,叶片按排队的方式,经过滑道送料组件13排列在直振送料组件14上,停止并等待柔性振动器3发出供料请求;视觉定位系统4检测柔性振动器3上的托盘中是否有可抓取上料的叶片,若有,SCARA机器人动作,其末端双抓取式夹具抓取两个叶片往叶轮生产线上叶片模具中放置叶片,若无,视觉系统发出指令,请求滑道送料组件13进行往柔性振动器供料动作,依次循环,直至振动盘12发出无叶片指令,系统动作停止,人工重新对振动盘进行上料,进行周期性工作。
视觉定位系统4用于检测定位柔性振动器3上托盘中的叶片,及叶片的位置,柔性振动可将叶片振动铺开,调整至合适抓取摆放位置及角度,更好的满足抓取需求。有合适位置叶片时,机器人控制双抓取式夹具22移动到定位位置抓取叶片。双抓取式夹具22的两组夹具可独立控制抓取叶片,两组均抓取叶片后,SCARA机器人21再带动夹具移动到生产线上。
本发明中,若托盘中无可抓取叶片,控制直振送料组件14前端的挡板147打开控制下料,叶片输送至柔性振动器3上,以满足抓取需求。
本发明水泵叶片自动化柔性上料系统及上料控制过程,结构简单,稳定性好,上料过程顺畅,生产效率高,具有较强的实用性和较好的应用前景。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,但是本发明并不受限于上述方式,只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的,均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水泵叶片自动化柔性上料系统,包括生产线工作台,其特征在于:在所述生产线工作台上设有供料装置及接收供料的柔性振动器,所述柔性振动器上设有抓取叶片的上料装置,所述生产线工作台上还设有视觉定位系统。
2.按照权利要求1所述的水泵叶片自动化柔性上料系统,其特征在于:所述供料装置包括振动盘及与所述振动盘输出口端对接的滑道送料组件,所述滑道送料组件与所述柔性振动器之间设有直振送料组件。
3.按照权利要求2所述的水泵叶片自动化柔性上料系统,其特征在于:所述直振送料组件与所述柔性振动器相对的前端设有可控制开合的挡板。
4.按照权利要求3所述的水泵叶片自动化柔性上料系统,其特征在于:所述挡板上端通过转轴连接在直振送料通道上,在所述直振送料通道的一侧设有控制所述挡板转动开合的伸缩气缸。
5.按照权利要求4所述的水泵叶片自动化柔性上料系统,其特征在于:所述挡板下端设有软毛刷,所述软毛刷下端与直振送料通道底壁贴合。
6.按照权利要求5所述的水泵叶片自动化柔性上料系统,其特征在于:所述直振送料通道下方设有直线振动器。
7.按照权利要求1至6任一项所述的水泵叶片自动化柔性上料系统,其特征在于:所述柔性振动器上设有接收叶片的托盘。
8.按照权利要求1所述的水泵叶片自动化柔性上料系统,其特征在于:所述上料装置包括SCARA机器人及与其连接的双抓取式夹具。
9.按照权利要求1所述的水泵叶片自动化柔性上料系统,其特征在于:所述生产线工作台两侧设有两组对应布置的供料装置、柔性振动器,所述生产线工作台上方设有两组所述的视觉定位系统。
10.一种水泵叶片自动化柔性上料系统的上料控制过程,其特征在于:人工将生产线需求的叶片倒入供料装置的振动盘中,按下自动生产按钮,振动盘工作,叶片按排队的方式经过滑道送料组件排列在直振送料组件上,停止并等待柔性振动器发出供料请求;视觉定位系统检测柔性振动器上的托盘中是否有可抓取上料的叶片,若有,上料装置抓取往叶轮生产线上叶片模具中放置叶片;若无,视觉定位系统发出指令,请求滑道送料组件进行往柔性振动器供料动作,依次循环,直至振动盘发出无叶片指令,系统动作停止,人工重新对振动盘进行上料,进行周期性工作。
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