CN113307003A - 物料整列机构、自动供料机和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了物料整列机构，包括料斗、物料导槽、顶升板；物料导槽位于料斗的上方，其顶部设置有槽口，槽口的宽度大于物料一端外径且小于物料另一端外径；顶升板紧贴物料导槽的侧壁可升降的设置于料斗内；物料整列机构可以针对轴向直径变化形成大小端的长条型物料、利用其自身重力进行整列排序，结构简单可靠；本发明还公开了包含上述物料整列机构、以及直振器和投料机构的自动供料机，以及自动供料机的控制方法，该自动供料机用于自动备料和投料；它通过设置于物料导槽上的传感器来控机器自动运行，并通过投料机构自带的检测机构一次性完成投料和投料结果检测。

Description

物料整列机构、自动供料机和控制方法

技术领域

本发明涉及紧固件自动整列技术领域，具体涉及物料整列机构、自动供料机和控制方法。

背景技术

产品装配时常需要用到大量的紧固件，但是紧固件通常为散乱包装，在进行流水化生产作业时，首先需要将紧固件按照一定的顺序整列排序，以便取用。传统的紧固件整列和装配多用人工进行，操作人员工作相当枯燥，容易疲劳出错。

紧固件中，螺栓、螺钉、销钉、铆钉等长条型物料，其轴向直径发生变化，具有大小端；这类物料具有长径比大、轴向稳定较好、径向稳定性较差的特点。因此，可以利用上述特点，针对性的设计一款整列机构。

另外，整列机构可以跟自动流水线整合，兼具整列备料和投料的功能。比如注塑生产时，有时需要预先放入金属螺栓镶件进行注塑，若采用传统的人工方式进行生产，需要人工备料、取料、投料，不仅容易造成操作人员疲劳出错，还存在镶件脱落压模的风险，效率极低，需要一款自动供料机，以代替人工作业。

发明内容

鉴于上述，本发明提出了物料整列机构，能够对具有轴向直径变化的长条型物料整列排序；还提出了包含该物料整列机构的自动供料机，以及自动供料机的控制方法，能够进一步实现自动备料、投料和投料结果检测。

物料整列机构，包括料斗、物料导槽、顶升板；

物料导槽顶部设置有槽口，槽口位于料斗的上方，且槽口的宽度大于物料一端外径且小于物料另一端外径；

顶升板紧贴物料导槽的侧壁且可升降的设置于料斗内；

顶升板的顶部设有第一斜面，第一斜面靠近物料导槽的一侧向下倾斜。

优选的，顶升板顶部宽度≤物料宽度+1mm。

优选的，槽口侧壁的顶部设有第二斜面。

优选的，物料导槽的两侧各设有一个顶升板。

自动供料机，包含上述任意一项的物料整列机构，还包括直振器和投料机构；

物料导槽的前端设置有出料口，直振器安装于物料导槽的底部；

投料机构设有夹头，用于将物料导槽内的物料搬运至下一工位并投料。

优选的，直振器位于出料口和顶升板之间。

优选的，物料导槽还设有有料传感器和满料传感器；

有料传感器用于检测出料口是否备有物料；

满料传感器用于检测满料位置是否备有物料。

优选的，投料机构还包括就位检测机构和转轴；

夹头设置于投料机构的正面，就位检测机构设置于投料机构的背面，投料机构通过转轴进行翻转。

优选的，就位检测机构包括可弹性伸缩的顶针和行程传感器；

行程传感器安装于顶针的回缩方向。

自动供料机的控制方法，其特征在于，通过权利要求5至9任一项所述的自动供料机实现，控制方法包括以下步骤：

步骤S1：检测物料导槽的出料口是否有物料，若有则启动投料机构进行取料和投料；若没有则启动直振器振动驱使物料沿物料导槽向出料口输送；

步骤S2：检测满料位置是否有物料，若没有则启动直振器和顶升板运行；当超出设定时间仍未检测到物料时，发出料斗缺料警报；

步骤S3：当检测到出料口和满料位置都有物料时，暂停直振器和顶升板运行；返回步骤S1。

优选的，投料机构启动之后从物料导槽中取料后移动到投料工位进行投料，并检测投料结果是否合格，若合格则返回步骤S1，若不合格则发出投料失败报警。

本发明公开了物料整列机构，能够对轴向直径变化的物料进行整列排序，它通过顶升板将料斗中的紧固件物料沿物料导槽的侧壁向上推入槽口；由于物料轴向直径变化形成大小端，在重力作用下，物料会以小端垂入物料导槽内、大端朝上的姿态排列于物料导槽中；本发明的结构简单，可靠性性强；本发明还公开了包含该物料整列机构、能够自动备料和投料的自动供料机，它通过设置于物料导槽上的传感器控机器自动运行，并通过投料机构自带的检测机构一次完成投料和投料结果检测。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是物料整列机构的组装图。

图2是顶升板的装配示意图。

图3是物料导槽的截面图。

图4是自动供料机的组装图。

图5是物料导槽、直振器、有料传感器和满料传感器的装配图。

图6是投料机构的组装图。

图7是投料机构的前视图。

图8是有料传感器和满料传感器的工作流程图。

图9是行程传感器的工作流程图。

附图标记说明：

1-料斗，11-支撑板，12-料斗底板，2-物料导槽，21-槽口，22-第二斜面，23-出料口，3-顶升板，31-第一斜面，32-顶升气缸，4-直振器，51-有料传感器，52-满料传感器，6-投料机构，61-夹头，62-就位检测机构，621-顶针，622-行程传感器，63-转轴，64-载板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理进行详细说明。

附图1-3给出了物料整列机构的具体实施例。

如附图1所示，物料整列机构包括料斗1、物料导槽2、顶升板3；

料斗1用于盛装散乱待整理的物料；

物料导槽2位于料斗1的上方，其底部通过支撑板11安装在料斗底板12上，其顶部设置有槽口21；

槽口21的宽度大于物料一端外径且小于物料另一端外径，需要指出的是，物料特指轴向直径变化形成大小端、具有长径比大、轴向稳定较好、径向稳定性较差的长条形物料，包括但不限于螺栓，用螺栓举例，即槽口21的宽度大于螺栓的螺杆宽度，使螺杆能够掉落进入物料导槽2，同时槽口21的宽度小于螺栓的头部，使螺栓头部卡在槽口21；

顶升板3紧贴物料导槽2的侧壁可升降的设置于料斗1内，料斗底板12紧贴支撑板11开设有长条形开口，顶升板3的底部从长条形开口伸出料斗1并与顶升气缸32连接，顶升气缸32用于驱动顶升板3升降；

顶升板3每次上升，都会将部分料斗1中的物料推到槽口21，此时延伸方向与物料导槽2长方向接近的物料，其直径较小的螺杆会掉入物料导槽2、且直径较大的头部会卡在槽口21上；

顶升板3下降时，由于物料导槽2的宽度仅略宽于物料宽度，因此没有落入物料导槽2的物料会从槽口21处掉落回到料斗1中。

为了增加物料落入物料导槽2的几率，如附图2所示，顶升板3的顶部设有第一斜面31，第一斜面31靠近物料导槽2的一侧向下倾斜。

顶升板3上升时，会利用斜面将能够停留在其顶部的物料的方向调整为与物料导槽2长方向基本一致，并在第一斜面31升至槽口21时，方便物料侧向滚入槽口21；

需要指出的是，第一斜面31包括斜设的平面，也包括斜设的弧面。

本实施例中，顶升板3顶部宽度≤物料宽度+1mm；

由于顶升板3顶部宽度仅略宽于物料宽度，因此在顶升板3上升时，与物料导槽2长方向夹角较大的物料不会被顶升板3顶起，避免了过多物料堆积在槽口21互相影响，同时避免了物料横跨于槽口21的情况。

为了进一步增加物料落入物料导槽2的几率，槽口21侧壁的顶部设有第二斜面22，第二斜面22包括斜设的平面，也包括斜设的弧面。

本实施例中，物料导槽2居中的设置在料斗1的上方，将料斗1分为左右两个料仓，每一侧的料仓内各自设有一个顶升板3，以提升物料的整列效率；

每个顶升板3的底部单独连接一个顶升气缸。

附图4-9给出了自动供料机的具体实施例，本实施例适用于注塑时取代人工，全自动对金属螺栓镶件进行整列备料、抓取和投料，并对投料结果进行检测。本实施例中的物料为螺栓镶件。

自动供料机包含上述任意一项的物料整列机构，还包括直振器4和投料机构6；

物料导槽2的前端设置有出料口23，出料口23的前部用板料封堵；

直振器4安装于物料导槽2的底部，用于将整列后的螺栓镶件向出料口23输送；

同时，螺栓镶件在振动前进中会逐渐缩小间隔距离，最终紧密的排成队列；

投料机构6设有夹头61，用于将物料导槽2内的物料搬运至下一工位并投料。

本实施例中，直振器4位于出料口23和顶升板3之间，该位置振动传输的效率较高，而且对于料斗1的影响比较小；料斗1中的物料受振摩擦，会产生大量噪声。

如附图5所示，本实施例中还设有有料传感器51和满料传感器52；

有料传感器51用于检测出料口23是否有螺栓镶件；

在物料导槽2上设定有满料位置，满料位置与出料口23间隔一段距离，满料传感器52用于检测满料位置是否有螺栓镶件；

满料位置根据生产用料的速度确定，保证物料导槽2上具有充足的物料进行生产。

有料传感器51和满料传感器52用于控制直振器4和顶升气缸32，如附图8所示，其工作流程如下：

步骤S1：有料传感器51检测物料导槽2的出料口23是否有螺栓镶件，若有则启动投料机构6进行取料和投料；若没有则启动直振器4振动驱使螺栓镶件沿物料导槽2向出料口23输送，直到有料传感器51检测到螺栓镶件；

步骤S2：满料传感器52检测满料位置是否有螺栓镶件，若没有则启动直振器4和顶升气缸32运行；

此时振动顶升气缸32会驱动顶升板3工作，螺栓镶件进入物料导槽2进行整列排序，同时直振器4振动驱使螺栓镶件沿物料导槽2向出料口23输送；但是当超出设定时间仍未检测到螺栓镶件时，设备将发出料斗1缺料警报；

步骤S3：当有料传感器51和满料传感器52均检测到螺栓镶件时，暂停直振器4和顶升板3运行，物料整列停止；返回步骤S1。

本实施例中，投料机构6包括夹头61、就位检测机构62和转轴63；

夹头61设置于投料机构6的正面，用于从物料导槽2上夹取螺栓镶件，直至在下一工位完成物料投放；

就位检测机构62设置于投料机构6的背面，用于检测投料结果，在本实施例中，检测内容包括螺栓镶件安装位置是否正确，深度是否合格；

投料机构6通过转轴63进行翻转；

由于在投料机构6上集成了夹头61和就位检测机构62，因此减少了所需组件的数量和占用空间，通过转轴63可方便的翻转切换。

本实施例中，就位检测机构62包括可弹性伸缩的顶针621和行程传感器622；

夹头61的数量可以根据实际需要进行调整，如附图6-7所示，本实施例中投料机构6设置了4个夹头61，以及4套就位检测机构62，每套就位检测机构62包含1个顶针621和1个行程传感器622；

投料机构6包括载板64，4个夹头61位于载板64的底面，4个顶针621的顶端伸出载板64的上部；

载板64还设置有弹簧座65，顶针621通过弹簧座65安装在载板64上，顶针前端突出于载板64并可以伸缩；

如附图9所示，投料机构6启动之后从物料导槽2中取料后移动到投料工位进行投料，并检测投料结果是否合格，若合格则返回步骤S1，若不合格则发出投料失败报警；

检测时，投料机构6翻转，设有顶针621的一侧朝下，并对准螺栓镶件下压；通过检测顶针621顶触螺栓镶件后的回缩行程，对螺栓镶件安放位置是否到位进行判定；

若全部4个就位检测机构62的反馈信号都正常时，即可认定镶件安装到位，搬运夹头机构退出，开始合模注塑；

若发现就位检测机构62的反馈信号不正常时，则自动供料机停机报警。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.物料整列机构，其特征在于，包括料斗（1）、物料导槽（2）、顶升板（3）；

所述物料导槽（2）顶部设置有槽口（21），所述槽口（21）位于所述料斗（1）的上方，且所述槽口（21）的宽度大于物料一端外径且小于物料另一端外径；

所述顶升板（3）紧贴所述物料导槽（2）的侧壁且可升降的设置于所述料斗（1）内；

所述顶升板（3）的顶部设有第一斜面（31），所述第一斜面（31）靠近所述物料导槽（2）的一侧向下倾斜。

2.如权利要求1所述的物料整列机构，其特征在于，所述顶升板（3）顶部宽度≤物料宽度+1mm。

3.如权利要求1所述的物料整列机构，其特征在于，所述槽口（21）侧壁的顶部设有第二斜面（22）。

4.如权利要求1所述的物料整列机构，其特征在于，所述物料导槽（2）的两侧各设有一个顶升板（3）。

5.自动供料机，其特征在于，包括权利要求1-4任意一项所述的物料整列机构，还包括直振器（4）和投料机构（6）；

所述物料导槽（2）的前端设置有出料口（23），所述直振器（4）安装于所述物料导槽（2）的底部；

所述投料机构（6）设有夹头（61），用于将物料导槽（2）内的物料搬运至下一工位并投料。

6.如权利要求5所述的自动供料机，其特征在于，所述直振器（4）位于所述出料口（23）和所述顶升板（3）之间。

7.如权利要求5所述的自动供料机，其特征在于，所述物料导槽（2）还设有有料传感器（51）和满料传感器（52）；

所述有料传感器（51）用于检测所述出料口（23）是否备有物料；

所述满料传感器（52）用于检测满料位置是否备有物料。

8.如权利要求5所述的自动供料机，其特征在于，所述投料机构（6）还包括就位检测机构（62）和转轴（63）；

所述夹头（61）设置于所述投料机构（6）的正面，所述就位检测机构（62）设置于所述投料机构（6）的背面，所述投料机构（6）通过所述转轴（63）进行翻转。

9.如权利要求8所述的自动供料机，其特征在于，所述就位检测机构（62）包括可弹性伸缩的顶针（621）和行程传感器（622）；

所述行程传感器（621）安装于所述顶针（621）的回缩方向。

10.自动供料机的控制方法，其特征在于，所述控制方法通过权利要求5至9任一项所述的自动供料机实现，所述控制方法包括以下步骤：

步骤S1：检测物料导槽（2）的出料口（23）是否有物料，若有则启动投料机构（6）进行取料和投料；若没有则启动直振器（4）振动驱使物料沿物料导槽（2）向出料口（23）输送；

步骤S2：检测满料位置是否有物料，若没有则启动直振器（4）和顶升板（3）运行；当超出设定时间仍未检测到物料时，发出料斗（1）缺料警报；

步骤S3：当检测到出料口（23）和满料位置都有物料时，暂停直振器（4）和顶升板（3）运行；返回步骤S1。

11.如权利要求10所述的自动供料机的控制方法，其特征在于，所述投料机构（6）启动之后从物料导槽（2）中取料后移动到投料工位进行投料，并检测投料结果是否合格，若合格则返回步骤S1，若不合格则发出投料失败报警。

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