CN114834889B - 一种快速循环换盘系统及其运作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速循环换盘系统及其运作方法，包括至少一套上下料模组和至少一套移送模组，上下料模组包括竖立座及竖立座上设置的Y向移动机构，Y向移动机构上滑移连接取料升降器，取料升降器连接变距夹爪，变距夹爪的下方设置定位治具；移送模组包括支撑架和支撑架上设置的X向移载滑道，X向移载滑道下方设置加工治具移载机构，X向移载滑道外侧设置加工治具定位机构，X向移载滑道上方架设Y向搬运机构，Y向搬运机构包括Y向搬运器，Y向搬运器上滑移连接搬运升降器，搬运升降器连接搬运夹爪。本发明实现待加工产品上料与完成产品回收的同步运移，提高工作效率，确保运移精准性，同时防止缺料、叠料、反料等问题，提升了产品生产良率。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种送料换盘作业，特别是一种快速循环换盘系统及其运作方法。
背景技术
在工业自动化流水线里，取料机构是不可缺少的。自动生产线是能为用户提供生产多种规格产品的现代化生产线，更换产品品种、规格时，必然遇到更换取料机构问题。取料机构的自动化程度是制约了设备的整体效率的关键因素。
现有的吸料装置多是通过自动化手段和人力同时作用下进行搬运，需要人力进行物料的上料和下料，劳动强度大，成本高，且效率低下。
现有技术中还存在以下问题：
1、换盘需求在制程切换、物料转换等场合，因大批量转换需求，使用人工费时且不稳定，容易出现摆盘不能精准定位。
2、手动换盘容易出现人为的三伤不良。
3、换盘作业单一重复，作业员稍有不注意物料就会漏放、放反等异常。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种将料盘上下料与治具移送合理集成化，形成产品在料盘与治具之间切换移送，完成自动化运移作业的快速循环换盘系统及其运作方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种快速循环换盘系统，包括至少一套上下料模组和至少一套移送模组，所述上下料模组包括竖立座及所述竖立座上设置的Y向移动机构，所述Y向移动机构上滑移连接取料升降器，所述取料升降器连接变距夹爪，所述变距夹爪的下方设置定位治具；
所述移送模组包括支撑架和所述支撑架上设置的X向移载滑道，所述X向移载滑道下方设置加工治具移载机构，所述X向移载滑道外侧设置加工治具定位机构，所述X向移载滑道上方架设Y向搬运机构，所述Y向搬运机构包括Y向搬运器，所述Y向搬运器上滑移连接搬运升降器，所述搬运升降器连接搬运夹爪。
在上述的快速循环换盘系统中，在上述的快速循环换盘系统中，所述Y向移动机构包括由伺服电机驱动连接的丝杠，所述丝杠的外侧平行设置滑轨，所述丝杠上通过螺纹套接移动块，所述移动块固连滑槽与所述滑轨形成滑移连接，所述滑槽外侧固连安装架，所述安装架上固装所述取料升降器。
在上述的快速循环换盘系统中，所述竖立座上固设导向槽，所述导向槽与所述滑轨相平行，所述安装架的背侧固设滑块，所述滑块卡嵌入所述导向槽内形成滑移连接。
在上述的快速循环换盘系统中，所述取料升降器的竖向升降轨上滑移驱动所述变距夹爪的取料架，所述取料架底部设置多个变距夹持器，多个所述变距夹持器的夹持头由外周向中心聚拢，所述变距夹持器的端部连接限位挡块，所述限位挡块上通过螺纹穿接调节螺栓，所述调节螺栓的内端与所述取料架形成顶靠限位，所述变距夹持器的底部设置至少两个吸盘。
在上述的快速循环换盘系统中，所述定位治具包括顶面为固定台面的定位架，所述固定台面上设置至少两个定位板，所述定位板上凸设若干导向定位销和至少一个精准定位销。
在上述的快速循环换盘系统中，所述X向移载滑道包括两根平行设置的滑道，所述加工治具移载机构包括位于两根所述滑道下方的治具移送器，所述治具移送器上呈滑移驱动治具载板，所述治具载板上排列设置多个顶出气缸，所述顶出气缸的顶出杆上固设定位座。
在上述的快速循环换盘系统中，所述加工治具定位机构包括位于两根所述滑道外侧的立柱，所述立柱以两个为一组相对布设，所述立柱的顶端固设平行夹爪气缸。
在上述的快速循环换盘系统中，所述搬运夹爪包括搬运架，所述搬运架底部至少设置两个搬运夹持器，两个所述搬运夹持器呈平行设置，所述搬运夹持器的底部至少设置两个吸盘。
在上述的快速循环换盘系统中，所述上下料模组的数量为两套，两套所述上下料模组呈左右对称布设，一条所述X向移载滑道垂直固设于两套所述上下料模组的端部，一条所述X向移载滑道上方设置两套所述Y向搬运机构与两套所述上下料模组形成一一对应。
在上述的快速循环换盘系统中，每套所述上下料模组的进料侧对应设置一台料盘供料机，所述X向移载滑道的外侧对应每套所述Y向搬运机构设置一台治具供料机，一侧所述料盘供料机、定位治具、上下料模组、Y向搬运机构和治具供料机形成待加工产品运移工位，另一侧所述料盘供料机、定位治具、上下料模组、Y向搬运机构和治具供料机形成完成产品运移工位。
快速循环换盘系统的运作方法，包括以下步骤：
A、待加工产品上料：
1)、在待加工产品运移工位中，由料盘供料机向定位治具放置物料周转盘，且物料周转盘上装载待加工产品，而后由上下料模组将待加工产品移送至治具，装载待加工产品的治具继续沿X向移载滑道移动，最后由治具供料机输出上料；
2)、空置状态的物料周转盘由料盘供料机的出盘工位回收；
B、完成产品回收：
1)、由完成产品运移工位中的治具供料机向X向移载滑道上放置若干治具，治具上装载完成产品，通过顶出气缸上升定位座将治具夹持固定，通过治具移送器平移治具载板同步将治具向前移送至回收工站，通过顶出气缸下降定位座释放治具，通过两组平行夹爪气缸同时夹紧治具四角上的定位销以待取料；
2)、在完成产品运移工位中，由料盘供料机向定位治具放置空的物料周转盘，通过上下料模组将完成产品由治具移送至物料周转盘，最后装载完成产品物料周转盘由料盘供料机的出盘工位回收。
在上述的快速循环换盘系统的运作方法中，若干治具由完成产品运移工位中的治具供料机放至X向移载滑道上，再由加工治具移载机构定向移送，治具在完成产品运移工位内装载完成产品，治具在待加工产品运移工位内装载待加工产品，最终通过待加工产品运移工位的治具供料机输出。
在上述的快速循环换盘系统的运作方法中，在产品运移之前进行方案设计，包括如下步骤：
1)、了解换盘需求，至少确定物料间距、定位、方向要求；
2)、评估一次取放数量，以物料周转盘两者间取数量少者为优；
3)、开始设计方案。
与现有技术相比，本快速循环换盘系统及其运作方法具有以下有益效果：
1、实现待加工产品上料与完成产品回收的同步运移，完成全自动移送操作，显著提高工作效率，确保运移的精准性与稳固性，同时防止缺料、叠料、反料等问题，提升了产品生产良率。
2、设置有变距组件和定位组件，通过变距组件，便于根据物料的位置进行调整，有利于自动将产品切换移送。
3、设置有定位治具，实现物料周转盘的快速精准固定，缩短运移时长，提升工作效率。
附图说明
图1是本发明中循环换盘系统的立体结构图。
图2是本发明中循环换盘系统的平面结构图。
图3是本发明中变距夹爪的立体结构图。
图4是本发明中定位治具的立体结构图。
图5是本发明中治具移送器的立体结构图。
图6是本发明中加工治具定位机构的立体结构图。
图7是本发明中搬运夹爪的立体结构图。
图8是本发明中料盘循环原理图。
图9是本发明中治具循环原理图。
图10是本发明中产品循环原理图。
图中，1、竖立座；2、Y向移动机构；3、取料升降器；4、变距夹爪；4a、取料架；4b、变距夹持器；4c、限位挡块；4d、调节螺栓；5、定位治具；5a、定位架；5b、定位板；5c、导向定位销；5d、精准定位销；6、X向移载滑道；7、治具移送器；8、治具载板；9、顶出气缸；10、定位座；11、加工治具定位机构；11a、立柱；11b、平行夹爪气缸；12、Y向搬运器；13、搬运升降器；14、搬运夹爪；14a、搬运架；14b、搬运夹持器。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1和图2所示，一种快速循环换盘系统，包括至少一套上下料模组和至少一套移送模组，上下料模组包括竖立座1及竖立座1上设置的Y向移动机构2，Y向移动机构2上滑移连接取料升降器3，取料升降器3连接变距夹爪4，变距夹爪4的下方设置定位治具5；
移送模组包括支撑架和支撑架上设置的X向移载滑道6，X向移载滑道6下方设置加工治具移载机构，X向移载滑道6外侧设置加工治具定位机构11，X向移载滑道6上方架设Y向搬运机构，Y向搬运机构包括Y向搬运器12，Y向搬运器12上滑移连接搬运升降器13，搬运升降器13连接搬运夹爪14。
Y向移动机构2包括由伺服电机驱动连接的丝杠，丝杠的外侧平行设置滑轨，丝杠上通过螺纹套接移动块，移动块固连滑槽与滑轨形成滑移连接，滑槽外侧固连安装架，安装架上固装取料升降器3。伺服电机驱动丝杠正向或反向旋转，通过螺纹连接驱动移动块前进或后退，从而同步带动滑槽沿滑轨移动，同步带动取料升降器3与变距夹爪4往复移动。
竖立座1上固设导向槽，导向槽与滑轨相平行，安装架的背侧固设滑块，滑块卡嵌入导向槽内形成滑移连接。导向槽固设于滑轨的下方，由于安装架包括竖向长板体，在竖向长板体的上下部均设置滑移结构，从而保障滑移过程中的垂直性和平稳性。
如图3所示，取料升降器3的竖向升降轨上滑移驱动变距夹爪4的取料架4a，取料架4a底部设置多个变距夹持器4b，多个变距夹持器4b的夹持头由外周向中心聚拢，变距夹持器4b的端部连接限位挡块4c，限位挡块4c上通过螺纹穿接调节螺栓4d，调节螺栓4d的内端与取料架4a形成顶靠限位，变距夹持器4b的底部设置至少两个吸盘。变距夹持器4b具体包括变距气缸，变距夹持器4b的数量为四个，做4个固定斜向开合，达到X、Y方向变距一次到位。变距夹持器4b行程利用限位挡块4c做定位调节，使变距夹持器4b保证每次走的行程为固定距离，增加稳定性。
如图4所示，定位治具5包括顶面为固定台面的定位架5a，固定台面上设置至少两个定位板5b，定位板5b上凸设若干导向定位销5c和至少一个精准定位销5d。定位板5b的数量为四个，且呈四角阵列排布。固定台面上放置物料周转盘，通过导向定位销5c伸入物料周转盘的导向孔，通过精准定位销5d伸入物料周转盘的定位孔形成精确定位。在换盘过程中，物料位置度会有一定偏差，经过此定位治具5能有效归正物料。本定位治具5可视为一个暂存区，减缓两边变距夹爪4、搬运夹爪14工作负荷，达到最有效率移动模式。此定位治具5设计的间距与加工治具相等。
如图5所示，X向移载滑道6包括两根平行设置的滑道，加工治具移载机构包括位于两根滑道下方的治具移送器7，治具移送器7上呈滑移驱动治具载板8，治具载板8上排列设置多个顶出气缸9，顶出气缸9的顶出杆上固设定位座10。至少设置三个顶出气缸9，从而一次提供至少三个治具输送位。通过顶出气缸9顶出定位座10扣住治具，进一步由治具移送器7提供动力，一次拖动3组治具并等距移动至下一工位，从而快速的切换治具，达到快速换盘效果。
如图6所示，加工治具定位机构11包括位于两根滑道外侧的立柱11a，立柱11a以两个为一组相对布设，立柱11a的顶端固设平行夹爪气缸11b。当治具到位后，两组平行夹爪气缸11b同时夹紧治具四角上的定位销，确保治具始终在固定工作位置。
如图7所示，搬运夹爪14包括搬运架14a，搬运架14a底部至少设置两个搬运夹持器14b，两个搬运夹持器14b呈平行设置，搬运夹持器14b的底部至少设置两个吸盘。
本快速循环换盘系统中，取料升降器3、Y向搬运器12、治具移送器7均采用电动缸实现往复移送作用。搬运升降器13具体为升降气缸。
与现有技术相比，本快速循环换盘系统具有以下有益效果：
1、实现待加工产品上料与完成产品回收的同步运移，完成全自动移送操作，显著提高工作效率，确保运移的精准性与稳固性，同时防止缺料、叠料、反料等问题，提升了产品生产良率。
2、设置有变距组件和定位组件，通过变距组件，便于根据物料的位置进行调整，有利于自动将产品切换移送。
3、设置有定位治具，实现物料周转盘的快速精准固定，缩短运移时长，提升工作效率。
实施例二
基于实施例一，本实施例的区别在于：
上下料模组的数量为两套，两套上下料模组呈左右对称布设，一条X向移载滑道6垂直固设于两套上下料模组的端部，一条X向移载滑道6上方设置两套Y向搬运机构与两套上下料模组形成一一对应。
每套上下料模组的进料侧对应设置一台料盘供料机，X向移载滑道6的外侧对应每套Y向搬运机构设置一台治具供料机，一侧料盘供料机、定位治具5、上下料模组、Y向搬运机构和治具供料机形成待加工产品运移工位，另一侧料盘供料机、定位治具5、上下料模组、Y向搬运机构和治具供料机形成完成产品运移工位。
快速循环换盘系统的运作方法，包括以下步骤：
A、待加工产品上料：
1)、在待加工产品运移工位中，由料盘供料机向定位治具5放置物料周转盘，且物料周转盘上装载待加工产品，而后由上下料模组将待加工产品移送至治具，装载待加工产品的治具继续沿X向移载滑道6移动，最后由治具供料机输出上料；
2)、空置状态的物料周转盘由料盘供料机的出盘工位回收；
B、完成产品回收：
1)、由完成产品运移工位中的治具供料机向X向移载滑道6上放置若干治具，治具上装载完成产品，通过顶出气缸9上升定位座10将治具夹持固定，通过治具移送器7平移治具载板8同步将治具向前移送至回收工站，通过顶出气缸9下降定位座10释放治具，通过两组平行夹爪气缸11b同时夹紧治具四角上的定位销以待取料；
2)、在完成产品运移工位中，由料盘供料机向定位治具5放置空的物料周转盘，通过上下料模组将完成产品由治具移送至物料周转盘，最后装载完成产品物料周转盘由料盘供料机的出盘工位回收。
若干治具由完成产品运移工位中的治具供料机放至X向移载滑道6上，再由加工治具移载机构定向移送，治具在完成产品运移工位内装载完成产品，治具在待加工产品运移工位内装载待加工产品，最终通过待加工产品运移工位的治具供料机输出。
在产品运移之前进行方案设计，包括如下步骤：
1)、了解换盘需求，至少确定物料间距、定位、方向要求；
2)、评估一次取放数量，以物料周转盘两者间取数量少者为优；
两者摆放数量需为倍数，否则会有缺料问题。e.g.料盘1:8(pcs)；料盘2:4(pcs)，一次取4片，数量为倍数可评估方案。
3)、开始设计方案。
本快速循环换盘系统的运作方法中，循环模式分为三个部分:料盘(物料周转盘)循环、治具循环、产品循环。
如图8所示，1、料盘循环
a至c为完成产品的回收。
a.料盘内为空盘，等待上下料模组将产品由治具装载至盘内。
b.料盘装载满盘后，移至料盘供料机出盘工位。
c.满盘料盘移出料盘供料机。
d至f为待加工产品的上料。
d.料盘装载未加工产品，等待上下料模组将待产品由料盘装载到治具。
e.料盘空盘后，移至料盘供料机出盘工位。
f.空盘料盘移出料盘供料机。
如图9所示，2、治具循环
a至b为完成产品的回收。
a.治具上装载完成产品，由治具供料机装载至X向移载滑道6。
b.治具移至回收工站，等待上下料模组将产品由治具回收到料盘内。
c.治具移至上料工站，此时治具为空盘状态。
d至e为待加工品的上料。
d.通过上下料模组将待加工产品由料盘装载到治具，治具移至治具供料机出盘工位。
e.满盘治具移出治具供料机。
如图10所示，3、产品循环为快速循环换盘系统的运作方法，其中实线箭头为完成产品流向，虚线箭头为待加工产品流向。
与现有技术相比，本快速循环换盘系统的运作方法具有以下有益效果：
1、实现待加工产品上料与完成产品回收的同步运移，完成全自动移送操作，显著提高工作效率，确保运移的精准性与稳固性，同时防止缺料、叠料、反料等问题，提升了产品生产良率。
2、设置有变距组件和定位组件，通过变距组件，便于根据物料的位置进行调整，有利于自动将产品切换移送。
3、设置有定位治具，实现物料周转盘的快速精准固定，缩短运移时长，提升工作效率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
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，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (10)
1.一种快速循环换盘系统的运作方法，包括至少一套上下料模组和至少一套移送模组，所述上下料模组包括竖立座及所述竖立座上设置的Y向移动机构，所述Y向移动机构上滑移连接取料升降器，所述取料升降器连接变距夹爪，所述变距夹爪的下方设置定位治具；
所述移送模组包括支撑架和所述支撑架上设置的X向移载滑道，所述X向移载滑道下方设置加工治具移载机构，所述X向移载滑道外侧设置加工治具定位机构，所述X向移载滑道上方架设Y向搬运机构，所述Y向搬运机构包括Y向搬运器，所述Y向搬运器上滑移连接搬运升降器，所述搬运升降器连接搬运夹爪；
所述上下料模组的数量为两套，两套所述上下料模组呈左右对称布设，一条所述X向移载滑道垂直固设于两套所述上下料模组的端部，一条所述X向移载滑道上方设置两套所述Y向搬运机构与两套所述上下料模组形成一一对应；
每套所述上下料模组的进料侧对应设置一台料盘供料机，所述X向移载滑道的外侧对应每套所述Y向搬运机构设置一台治具供料机，一侧所述料盘供料机、定位治具、上下料模组、Y向搬运机构和治具供料机形成待加工产品运移工位，另一侧所述料盘供料机、定位治具、上下料模组、Y向搬运机构和治具供料机形成完成产品运移工位；
快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、待加工产品上料：
1）、在待加工产品运移工位中，由料盘供料机向定位治具放置物料周转盘，且物料周转盘上装载待加工产品，而后由上下料模组将待加工产品移送至治具，装载待加工产品的治具继续沿X向移载滑道移动，最后由治具供料机输出上料；
2）、空置状态的物料周转盘由料盘供料机的出盘工位回收；
B、完成产品回收：
1）、由完成产品运移工位中的治具供料机向X向移载滑道上放置若干治具，治具上装载完成产品，通过顶出气缸上升定位座将治具夹持固定，通过治具移送器平移治具载板同步将治具向前移送至回收工站，通过顶出气缸下降定位座释放治具，通过两组平行夹爪气缸同时夹紧治具四角上的定位销以待取料；
2）、在完成产品运移工位中，由料盘供料机向定位治具放置空的物料周转盘，通过上下料模组将完成产品由治具移送至物料周转盘，最后装载完成产品物料周转盘由料盘供料机的出盘工位回收。
2.如权利要求1所述的快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，所述Y向移动机构包括由伺服电机驱动连接的丝杠，所述丝杠的外侧平行设置滑轨，所述丝杠上通过螺纹套接移动块，所述移动块固连滑槽与所述滑轨形成滑移连接，所述滑槽外侧固连安装架，所述安装架上固装所述取料升降器。
3.如权利要求2所述的快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，所述竖立座上固设导向槽，所述导向槽与所述滑轨相平行，所述安装架的背侧固设滑块，所述滑块卡嵌入所述导向槽内形成滑移连接。
4.如权利要求1所述的快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，所述取料升降器的竖向升降轨上滑移驱动所述变距夹爪的取料架，所述取料架底部设置多个变距夹持器，多个所述变距夹持器的夹持头由外周向中心聚拢，所述变距夹持器的端部连接限位挡块，所述限位挡块上通过螺纹穿接调节螺栓，所述调节螺栓的内端与所述取料架形成顶靠限位，所述变距夹持器的底部设置至少两个吸盘。
5.如权利要求1所述的快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，所述定位治具包括顶面为固定台面的定位架，所述固定台面上设置至少两个定位板，所述定位板上凸设若干导向定位销和至少一个精准定位销。
6.如权利要求1所述的快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，所述X向移载滑道包括两根平行设置的滑道，所述加工治具移载机构包括位于两根所述滑道下方的治具移送器，所述治具移送器上呈滑移驱动治具载板，所述治具载板上排列设置多个顶出气缸，所述顶出气缸的顶出杆上固设定位座。
7.如权利要求6所述的快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，所述加工治具定位机构包括位于两根所述滑道外侧的立柱，所述立柱以两个为一组相对布设，所述立柱的顶端固设平行夹爪气缸。
8.如权利要求1所述的快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，所述搬运夹爪包括搬运架，所述搬运架底部至少设置两个搬运夹持器，两个所述搬运夹持器呈平行设置，所述搬运夹持器的底部至少设置两个吸盘。
9.如权利要求1所述快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，若干治具由完成产品运移工位中的治具供料机放至X向移载滑道上，再由加工治具移载机构定向移送，治具在完成产品运移工位内装载完成产品，治具在待加工产品运移工位内装载待加工产品，最终通过待加工产品运移工位的治具供料机输出。
10.如权利要求1所述快速循环换盘系统的运作方法，其特征在于，在产品运移之前进行方案设计，包括如下步骤：
1）、了解换盘需求，至少确定物料间距、定位、方向要求；
2）、评估一次取放数量，以物料周转盘两者间取数量少者为优；
3）、开始设计方案。
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2022
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| Publication number | Publication date |
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