CN117921426A - 一种管类零件自动上下料单元 - Google Patents

Abstract

本发明及机加自动化技术领域，具体是一种管类零件自动上下料单元，包括桁架机械手、自动上下料架和控制系统，控制系统控制桁架机械手在自动上下料架上进行上下料，桁架机械手包括支架、双工位机械手、Z轴总成、托架和Y轴桁架，支架固定设置在加工设备旁，托架固定在支架上，Y轴桁架固定在托架上，Z轴总成固定在Y轴桁架的滑台上，双工位机械手固定在Z轴总成的滑台上，Z轴总成和Y轴桁架上的滑台分别沿着Z轴方向和Y轴方向直线滑动，双工位机械手包括摆动气缸和固定连接在摆动气缸上的用于夹持管类零件的两个气动夹爪。该上下料单元取代了人工操作，使得生产节拍得以控制，进而避免了由于人为因素而对生产节拍产生的影响，提高了生产效率。

Description

一种管类零件自动上下料单元

技术领域

本发明及机加自动化技术领域，具体涉及一种管类零件自动上下料单元。

背景技术

目前在机加自动化领域，工件自动上下料是一个重要自动转运步骤，对于提高工件的转运效率和稳定性有着重要的意义。

现有技术中，管类零件的自动上下料大多是采用单体独立的机构进行装夹上下料，有时无法满足快速的节拍要求，机床的稼动率不高，影响机床产能和生产成本，因此，需要提供一种管类零件自动上下料单元以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种管类零件自动上下料单元，该管类零件自动上下料单元取代了人工操作，使得生产节拍得以控制，进而避免了由于人为因素而对生产节拍产生的影响，提高了生产效率。

本发明的技术方案如下：

一种管类零件自动上下料单元，包括桁架机械手、自动上下料架和控制系统，控制系统控制所述桁架机械手在自动上下料架上进行精准上下料作业，所述桁架机械手包括支架、双工位机械手、Z轴总成、托架和Y轴桁架，所述支架固定设置在加工设备旁，托架固定在所述支架上，Y轴桁架固定在所述托架上，Z轴总成固定在所述Y轴桁架的滑台上，所述双工位机械手固定在所述Z轴总成的滑台上，所述Z轴总成和Y轴桁架上的滑台可分别沿着Z轴方向和Y轴方向直线滑动，所述双工位机械手包括摆动气缸和固定连接在所述摆动气缸上的用于夹持管类零件的两个气动夹爪。

Z轴总成和Y轴桁架上的滑台均是由伺服电机带动分别沿着Z轴方向和Y轴方向直线滑动。

摆动气缸由伺服比例阀控制。

自动上下料架包括上料部分和下料部分，所述上料部分包括上料仓、上滚动板和二次定位工装，所述上料仓斜向下设置，在所述上料仓的下方出口处设置有推送料机构，所述上滚动板设置在所述上料仓的上方，上料仓中的管类零件通过推送料机构推到上滚动板，所述上滚动板斜向下设置，在所述上滚动板的出口处设置有二次定位工装；所述下料部分包括下滚动板和下料仓，所述下滚动板斜向下设置，在所述下滚动板的出口处设置有下料仓。

二次定位工装包括V型块、定位气缸和定位块，所述V型块设置在所述上滚动板的出口处，所述定位气缸设置在所述V型块的侧面，定位块固定连接在所述定位气缸的伸缩杆上。

一种管类零件自动上下料单元，包括以下步骤：

S1：将批量管类零件摆放在上料仓中；

S2：用推送料机构将一个管类零件推到上滚动板上，管类零件在重力作用滚落到二次定位工装上；

S3：二次定位工装对管类零件进行二次定位；

S4：桁架机械手把双工位机械手带到取料点抓取管类零件，运行到机床夹具处，将上一序的管类零件取下，摆动气缸转动，将待加工的管类零件转到机床夹具处上料，加工好的管类零件通过桁架机械手运到下滚动板上，管类零件滚落到下料仓；

S5：循环进行S1至S4步骤。

在上料仓和下料仓上设置有料空和料满检测装置。

本发明的有益效果在于：

1、本发明公开的一种管类零件自动上下料单元，该管类零件自动上下料单元自动上下料取代了人工操作，使得生产节拍得以控制，进而避免了由于人为因素而对生产节拍产生的影响，提高了生产效率。

2、本发明公开的一种管类零件自动上下料单元，该管类零件自动上下料单元使用机械手双工位结构，实现一个桁架平移动作达到上料和下料两个工序。

3、本发明公开的一种管类零件自动上下料单元，该管类零件自动上下料单元自动上下料架可实现无人操作，一次填满上料仓后，可实现自动推送料，工件自动二次定位，等待机械手抓取，上料仓和下料仓，料空和料满都是有报警，提醒人工上原材料和取加工好的件。

4、本发明公开的一种管类零件自动上下料单元，该管类零件自动上下料单元控制系统可记录零件加工中的所有参数，包括加工程序、加工时间、设备运行参数等，和实现工件的质量追溯。

附图说明

图1为本发明实施例的一种管类零件自动上下料单元的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的一种管类零件自动上下料单元的桁架机械手的主视图；

图3为本发明实施例的一种管类零件自动上下料单元的桁架机械手的左视图；

图4为本发明实施例的一种管类零件自动上下料单元的自动上下料架的立体结构示意图；

图5为本发明实施例的一种管类零件自动上下料单元的自动上下料架的左视图；

图中各附图标记所代表的组件为：

本发明：1、桁架机械手，2、自动上下料架，3、控制系统，10、管类零件，11、支架，12、双工位机械手，13、Z轴总成，14、托架，15、Y轴桁架，20、上滚动板，21、上料仓，22、下滚动板，23、推送料机构，231、举升气缸，232，举升斜板，24、机架，25、二次定位工装，251、V型块，252、定位气缸，253、定位块，26、下料仓。

具体实施方式

如图1所示，管类零件自动上下料单元，包括桁架机械手1、自动上下料架2和控制系统3，桁架机械手1和自动上下料架2设置在加工设备旁，自动上下料架2可在固定位置提供管类零件10，桁架机械手1可在控制系统3的控制下抓取该位置的待加工管类零件10并将其运送至加工设备的夹具处，同时桁架机械手1可从加工设备的夹具处将以完成加工的管类零件10取走并放置于自动上下料架2的下料处，控制系统3控制所述桁架机械手1在自动上下料架2上进行精准上下料作业。

如图2和图3所示，桁架机械手1包括支架11、双工位机械手12、Z轴总成13、托架14和Y轴桁架15，所述支架11固定设置在加工设备旁，托架14固定在所述支架11上，Y轴桁架15固定在所述托架14上，Z轴总成13固定在所述Y轴桁架15的滑台上，所述双工位机械手12固定在所述Z轴总成13的滑台上，所述Z轴总成13和Y轴桁架15上的滑台可分别沿着Z轴方向和Y轴方向直线滑动，所述双工位机械手12包括摆动气缸和固定连接在所述摆动气缸上的用于夹持管类零件10的两个气动夹爪。

Z轴总成13和Y轴桁架15上的滑台均是由伺服电机带动齿轮齿条分别高精度沿着Z轴方向和Y轴方向直线，间接带动双工位机械手12在Z轴方向和Y轴方向精准移动。

摆动气缸由伺服比例阀控制，双工位机械手12是一个摆动气缸连接两个气动夹爪，通过伺服比例阀的控制，实现准确的角度摆动，达到对正机床夹具的作用。

如图4和图5所示，所述自动上下料架2包括上料部分和下料部分。上料部分给桁架机械手1提供待加工的管类零件10，下料部分则是将桁架机械手1从加工设备处取出的已加工的管类零件10收集起来。

自动上下料架2的上料部分包括上料仓21、上滚动板20和二次定位工装25，所述上料仓21斜向下设置，所述上料仓21固定设置在机架24上，批量管类零件10横向摆放在上料仓21中，即在常态下，上料仓21中的管类零件10在自身重力作用下始终是向着上料仓21的下方滚动的，上料仓21的下方出口处是开口的，在所述上料仓21的下方出口处设置有推送料机构23，推送料机构23的作用是将上料仓21中的管类零件10举升到上滚动板20处，在一个具体实施例中，所述推送料机构23包括举升气缸231和举升斜板232，所述举升气缸231竖直地固定安装在机架24上，举升斜板232设置在上料仓21的出口处，所述举升斜板232的底部与所述举升气缸231的伸缩端固定连接，当举升斜板232未举升时，所述举升斜板232挡住所述上料仓21的出口处，在所述举升斜板232上设置有与所述上料仓21斜度一致的、仅可容纳单个管类零件10的斜孔，此时，所述斜孔的底面与所述上料仓21的最低面是一致的，所述上料仓21中的管类零件10会在重力作用下进入斜孔中，另外，为了使管类零件10在此时不会从斜孔中滚出，在所述举升斜板232的外侧还设置有挡板，举升斜板232外侧的挡板顶部与所述上滚动板20的入口底面持平，挡板固定在机架24上，管类零件10正好进入斜孔中同时不会继续从斜孔中滚出，当举升气缸231将举升斜板232举起时，在斜孔中的管类零件10会随着所述举升斜板232升高，直至斜孔的高度与上滚动板20的入口高度一致时，斜孔中的管类零件10在自重作用下从斜孔中滚至上滚动板20上，举升斜板232的底部应在其举升后仍能将上料仓21的出口挡住以使得其他的管类零件10不会从该处滚出。

上滚动板20设置在上料仓21的上方，上料仓21中的管类零件10通过推送料机构23推到上滚动板20，所述上滚动板20斜向下设置，在所述上滚动板20的出口处设置有二次定位工装25。

二次定位工装25包括V型块251、定位气缸252和定位块253，所述V型块251设置在所述上滚动板20的出口处，管类零件10从上滚动板20上沿着上滚动板20的斜面滚至V型块251中，所述定位气缸252设置在所述V型块251的侧面，定位块253固定连接在所述定位气缸252的伸缩杆上，当管类零件10落入V型块251后，定位气缸252带动定位块253把V型块251上的管类零件10推到待取件位置，实现二次定位，由于管类零件10从上滚动板20上滚到V型块251上的位置具有一定的误差，使得桁架机械手1精准抓取管类零件10有困难，因此，需要对管类零件10进行二次定位，定位气缸252的行程是固定的，经过定位气缸252的推动后，所有管类零件10都会被推送至同一个位置，便于实现桁架机械手1精准抓取。

自动上下料架2的下料部分包括下滚动板22和下料仓26，所述下滚动板22斜向下设置，在所述下滚动板22的出口处设置有下料仓26，桁架机械手1抓取已加工的管类零件10后，移动至下滚动板22的上方，将工件放下，管类零件10会顺着下滚动板22滚至下料仓26中。

自动上下料架2可实现无人操作，一次填满上料仓21后，可实现自动推送料，工件自动二次定位，等待桁架机械手1抓取，上料仓21和下料仓26都设置有料空和料满检测装置，如设置重量传感器，可以通过检测上料仓21和下料仓26的重量来确定料空或料满，料空和料满检测装置还可以与控制系统3连接，当料空或料满时，控制系统3可以控制桁架机械手1或自动上下料架2停止运行，料空和料满都是有报警，提醒人工上原材料和取加工好的件。

管类零件自动上下料单元，包括以下步骤：

S1：将批量管类零件10摆放在上料仓21中，管类零件10应整齐地、平行地沿着上料仓21的斜面摆放，使得上料仓21内的管类零件10在重力作用下能向下滚动；

S2：控制系统3控制推送料机构23进行一次推送料作业，控制系统2控制举升气缸231举升，举升气缸231推动举升斜板232升起，举升斜板232带着一个管类零件10升起，升至上滚动板20位置后，管类零件10在自重作用下滚落到二次定位工装25的V型块251上，举升气缸231复位；

S3：二次定位工装25对管类零件10进行二次定位，可在V型块251上设置有零件检测装置，当检测到V型块251上有管类零件10并传递信号至控制系统3时，控制系统3控制定位气缸252带动定位块253推动管类零件10至待取件位置，当定位气缸252完成推动作业后，控制系统3中显示零件待抓取，定位气缸252复位；

S4：控制系统3控制桁架机械手1把双工位机械手12带到取料点抓取管类零件10，运行到加工设备夹具处，将上一序以加工完成的管类零件10取下，然后摆动气缸转动，将待加工的管类零件10转到机床夹具处上料，加工好的管类零件10通过桁架机械手1运到下滚动板22上，管类零件10滚落到下料仓26；

S5：循环进行S1至S4步骤。

该管类零件自动上下料单元使用机械手双工位结构，实现一个桁架平移动作达到上料和下料两个工序；自动上下料架可实现无人操作，一次填满上料仓后，可实现自动推送料，工件自动二次定位，等待机械手抓取，上料仓和下料仓，料空和料满都是有报警，提醒人工上原材料和取加工好的件；控制系统可记录零件加工中的所有参数，包括加工程序、加工时间、设备运行参数等，和实现工件的质量追溯；该管类零件自动上下料单元取代了人工操作，使得生产节拍得以控制，进而避免了由于人为因素而对生产节拍产生的影响，提高了生产效率，可以通过修改手爪夹具，迅速的改变生产工艺，调试速度快，免去了对员工还要进行培训的时间，快速就可投产。

Claims (8)

1.一种管类零件自动上下料单元，包括桁架机械手（1）、自动上下料架（2）和控制系统（3），控制系统（3）控制所述桁架机械手（1）在自动上下料架（2）上进行精准上下料作业，其特征在于，所述桁架机械手（1）包括支架（11）、双工位机械手（12）、Z轴总成（13）、托架（14）和Y轴桁架（15），所述支架（11）固定设置在加工设备旁，托架（14）固定在所述支架（11）上，Y轴桁架（15）固定在所述托架（14）上，Z轴总成（13）固定在所述Y轴桁架（15）的滑台上，所述双工位机械手（12）固定在所述Z轴总成（13）的滑台上，所述Z轴总成（13）和Y轴桁架（15）上的滑台可分别沿着Z轴方向和Y轴方向直线滑动，所述双工位机械手（12）包括摆动气缸和固定连接在所述摆动气缸上的用于夹持管类零件（10）的两个气动夹爪。

2.根据权利要求1所述的一种管类零件自动上下料单元，其特征在于，所述Z轴总成（13）和Y轴桁架（15）上的滑台均是由伺服电机带动分别沿着Z轴方向和Y轴方向直线滑动。

3.根据权利要求1所述的一种管类零件自动上下料单元，其特征在于，所述摆动气缸由伺服比例阀控制。

4.根据权利要求1所述的一种管类零件自动上下料单元，其特征在于，所述自动上下料架（2）包括上料部分和下料部分，所述上料部分包括上料仓（21）、上滚动板（20）和二次定位工装（25），所述上料仓（21）斜向下设置，在所述上料仓（21）的下方出口处设置有推送料机构（23），所述上滚动板（20）设置在所述上料仓（21）的上方，上料仓（21）中的管类零件（10）通过推送料机构（23）推到上滚动板（20），所述上滚动板（20）斜向下设置，在所述上滚动板（20）的出口处设置有二次定位工装（25）；所述下料部分包括下滚动板（22）和下料仓（26），所述下滚动板（22）斜向下设置，在所述下滚动板（22）的出口处设置有下料仓（26）。

5.根据权利要求4所述的一种管类零件自动上下料单元，其特征在于，所述二次定位工装（25）包括V型块（251）、定位气缸（252）和定位块（253），所述V型块（251）设置在所述上滚动板（20）的出口处，所述定位气缸（252）设置在所述V型块（251）的侧面，定位块（253）固定连接在所述定位气缸（252）的伸缩杆上。

6.根据权利要求4所述的一种管类零件自动上下料单元，其特征在于，在所述上料仓（21）和下料仓（26）上都设置有料空和料满检测装置。

7.根据权利要求6所述的一种管类零件自动上下料单元，其特征在于，所述料空和料满检测装置为重量传感器。

8.根据权利要求1所述的一种管类零件自动上下料单元，其特征在于，自动上下料单元包括以下步骤：

S1：将批量管类零件摆放在上料仓中；

S2：用推送料机构将一个管类零件推到上滚动板上，管类零件在重力作用滚落到二次定位工装上；

S3：二次定位工装对管类零件进行二次定位；

S4：桁架机械手把双工位机械手带到取料点抓取管类零件，运行到机床夹具处，将上一序的管类零件取下，摆动气缸转动，将待加工的管类零件转到机床夹具处上料，加工好的管类零件通过桁架机械手运到下滚动板上，管类零件滚落到下料仓；

S5：循环进行S1至S4步骤。