CN201932706U - 一种面向回转类零件的自动上料机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种面向回转类零件的自动上料机构，包括：料仓排序机构、气动推送装置、PLC控制系统和人机交互模块。料仓排序机构将回转类零件按照先后次序排成一列输送到Y形上料等待区中；气动推送装置通过气缸和气爪将Y形上料等待区中的零件逐个推送和搬运到送料结束区；PLC控制系统通过控制上料交流电机、推送气缸和送料气爪的协调运动来确保零件有序的上料；人机交互模块用于用户输入控制指令、设定参数，并同时显示上料数量等参数。本实用新型采用往复搓动式上料，避免了零件上料时发生堵塞现象，并通过采用气动技术对零件进行快速、准确的推送和搬运，大大提高了上料效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及回转类零件的上料机构，特别涉及测量和测试领域中回转类零件的自动上料机构。
背景技术
随着安全生产的法制化和产品质量的规范化，在工业生产中，采用人工上料存在劳动力紧张、劳动强度大、工作单调和易产生误操作等缺点，而自动上料机构由于具有降低工人劳动强度、保证工人的操作安全和提高产品生产效率等优点，在生产中已经得到了越来越广泛的普及和应用。
对于中小型零件的自动上料，上料方式主要包括电磁式和压电式振动料斗上料，虽然振动料斗具有定向性好、送料平稳和通用性强等优点，并且在上料过程中不会损伤工件的加工表面，但是振动料斗的送料对象一般为质量较轻的中小型零件。对于质量较大的回转类零件，现有的上料机构常采用皮带或输送链对零件进行输送，再通过挡板或轨道对零件进行自动排列，但零件在经过挡板时由于相互之间的摩擦，容易发生堵塞现象。
发明内容
本实用新型的目的在于为质量较大的回转类零件提供一种往复搓动式自动上料机构，该机构不仅避免了回转类零件上料易发生的堵塞现象，而且通用性好，适用于多种规格的回转类零件。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种面向回转类零件的自动上料机构包括料仓排序机构、气动推送装置、PLC控制系统和人机交互模块。所述的料仓排序机构将回转类零件按照先后次序排成一列输送到Y形上料等待区中；所述的气动推送装置通过气缸和送料气爪将Y形上料等待区中的回转类零件逐个推送和搬运到送料结束区；所述的PLC控制系统根据位置传感器来判断回转类零件和推送气缸所处的位置，并通过控制上料交流电机、推送气缸和送料气爪的协调运动来确保回转类零件有序的上料；所述的人机交互模块用于用户输入控制指令、设定参数，并同时显示上料数量等参数。
所述的料仓排序机构包括上料网带、Y形上料装置、往复滑动气缸、从动V带轮、V带、主动V带轮、上料交流电机、变频器和链传动动力滚筒，其中所述的主动V带轮和上料交流电机的电机轴连接，所述的从动V带轮通过V带和主动V带轮连接，所述的链传动动力滚筒主轴的一侧和从动V带轮连接，所述的上料网带通过链传动动力滚筒上的链轮和链传动动力滚筒连接，所述的Y形上料装置安装在上料网带两侧的挡板上，所述的往复滑动气缸安装在Y形上料装置的斜边上，并对称地分布在Y形上料等待区入口的两侧；所述的气动推送装置包括气源、过滤器、减压阀、电磁换向阀、Y方向推送气缸、Y方向磁性开关、X方向接近开关、X方向磁性开关、X方向推送气缸、Y方向接近开关、Y方向移动支撑臂、送料气爪接近开关、送料气缸、送料磁性开关、送料气爪和送料等待区接近开关，所述的Y方向推送气缸安装在Y形上料装置的末端，其活塞可以将Y形上料装置末端的回转类零件通过送料道推送到X方向推送气缸的活塞处，所述的X方向推送气缸安装在Y方向推送气缸行程的末端，其活塞可以将回转类零件通过送料道推送到送料气爪的抓取位置，所述的送料气爪位于X方向推送气缸行程的末端，其安装在Y方向移动支撑臂的导轨上，所述的送料气缸安装在Y方向移动支撑臂上，其活塞通过和送料气爪联接可以将送料气爪中抓取的回转类零件推送到送料结束区中；所述的PLC控制系统包括数字量输入模块、中央处理器和数字量输出模块，其中所述的接近开关、磁性开关和按钮与数字量输入模块连接；所述的数字量输入模块与中央处理器连接；所述的中央处理器与人机交互模块中的显示器和数字量输出模块连接；所述的数字量输出模块与人机交互模块中的变频器和警示灯连接。
作为对上述技术方案的完善和补充，本实用新型还包括以下附加的技术特征：
所述的往复滑动气缸的外侧和Y形上料装置的斜边对齐，且滑动方向和Y形上料装置的斜边平行。
所述的用于检测Y形上料装置的末端是否有回转类零件接近的X方向接近开关、所述的用于检测X方向推送气缸的活塞端是否有回转类零件接近的Y方向接近开关、所述的用于检测送料等待区是否有零件接近的送料等待区接近开关均安装在送料道的侧板中，所述的用于检测送料气爪中是否有零件接近的送料气爪接近开关安装在送料气爪的气爪中。
所述的用于判断推送气缸的活塞是否靠近的磁性开关安装在气缸缸筒的两端。
所述的人机交互模块包括按钮、警示灯和人机交互界面显示器。
本实用新型的工作程序流程主要包括以下步骤：
1、程序初始化
系统电源开启之后，PLC对各寄存器中的状态变量以及标志位进行初始化。
2、上料交流电机启动、往复滑动气缸启动
初始化程序之后，PLC通过数字量输入模块来检测是否有按钮按下，当检测到启动按钮按下时，数字量输出模块向变频器发送一定频率的PWM波形来控制上料交流电机的转速，上料交流电机再通过主动V带轮、V带、从动V带轮来带动链传动动力滚筒转动，链传动动力滚筒通过其上的链轮带动上料网带转动，零件通过上料网带输送到达Y形上料装置的同时，往复滑动气缸通过对进入Y形上料等待区中的零件进行往复的搓动，能够使零件按照先后次序逐个排成一列进入Y形上料等待区中。
3、Y方向推送气缸推送零件
X方向接近开关通过检测有无零件接近来判断是否有零件推送，当数字量输入模块接收到上料信号，并且X方向接近开关检测有零件接近时，Y方向推送气缸立即推送零件，并通过Y方向磁性开关来判断是否将零件推送到X方向推送气缸的活塞所处的位置，推送结束后，Y方向推送气缸开始返回，并通过Y方向磁性开关来判断是否返回到初始位置，如果不能返回到初始位置，则设备立即停止运转，并通过报警灯进行声光报警。
4、X方向推送气缸推送零件
Y方向推送气缸返回到初始位置后，Y方向接近开关检测是否有零件接近，当检测到零件接近时，X方向推送气缸立即推送零件，并通过X方向磁性开关来判断是否将零件推送到送料气爪的抓取位置，推送结束后，X方向推送气缸开始返回，并通过X方向磁性开关来判断是否返回到初始位置，如果不能返回到初始位置，则设备立即停止运转，并通过报警灯进行声光报警。
5、送料气爪抓紧零件
送料等待区接近开关通过检测有无零件接近来判断是否有零件进入送料等待区，当送料气爪接近开关也检测到零件接近时，送料气爪将零件抓紧。
6、送料气缸推送气爪移动至送料结束区
送料气爪将零件抓紧之后，送料气缸通过Y方向移动支撑臂上的导轨来推送送料气爪和零件在Y方向上进行移动，并通过送料磁性开关来判断是否将零件搬运到送料结束区。
7、送料气缸推送气爪返回至送料等待区
送料气爪接近开关检测零件是否移出送料结束区，当零件移出送料结束区后，送料气缸再通过Y方向移动支撑臂上的导轨来推送送料气爪返回至送料等待区，之后程序再返回到步骤2中循环运行。
与现有技术相比，本实用新型采用往复搓动式上料，能够使零件按照先后次序逐个排成一列进入Y形上料等待区中，避免了零件上料时发生堵塞现象，并且往复搓动式上料方式能够适用于多种规格的回转类零件；采用气动技术对零件进行推送，能够实现回转类零件快速、准确的上料，可以大大提高生产效率。
附图说明
图1是本实用新型产品的主视图；
图2是本实用新型产品的俯视图；
图3是本实用新型的产品工作原理示意图；
图4是本实用新型的产品工作程序流程图；
图中：1、上料网带；2、按钮开关；3、回转类零件；4、Y形上料装置；5、往复滑动气缸；6、Y方向推送气缸；7、Y方向磁性开关；8、从动V带轮；9、V带；10、主动V带轮；11、上料交流电机；12、送料道；13、X方向接近开关；14、链传动动力滚筒；15、X方向磁性开关；16、X方向推送气缸；17、Y方向接近开关；18、Y方向移动支撑臂；19、送料气爪接近开关；20、送料气缸；21、送料磁性开关；22、送料气爪；23、送料结束区；24、送料等待区；25、送料等待区接近开关；26、Y形上料等待区；27、安装基准底板。
具体实施方式
本实用新型的一种面向回转类零件的自动上料机构的产品结构示意图如图1和图2所示，包括料仓排序机构、气动推送装置、PLC控制系统和人机交互模块。所述的料仓排序机构将回转类零件(3)按照先后次序排成一列输送到Y形上料等待区(26)中；所述的气动推送装置通过气缸(6、16、20)和送料气爪(22)将Y形上料等待区(26)中的回转类零件(3)逐个推送和搬运到送料结束区(23)；所述的PLC控制系统根据位置传感器(7、13、15、17、19、21、25)来判断回转类零件(3)和推送气缸(6、16、20)所处的位置，并通过控制上料交流电机(11)、推送气缸(6、16、20)和送料气爪(22)的协调运动来确保回转类零件(3)有序的上料；所述的人机交互模块用于用户输入控制指令、设定参数，并同时显示上料数量等参数。
所述的料仓排序机构包括上料网带(1)、Y形上料装置(4)、往复滑动气缸(5)、从动V带轮(8)、V带(9)、主动V带轮(10)、上料交流电机(11)、变频器和链传动动力滚筒(14)，其中所述的主动V带轮(10)和上料交流电机(11)的电机轴连接，所述的从动V带轮(8)通过V带(9)和主动V带轮(10)连接，所述的链传动动力滚筒(14)主轴的一侧和从动V带轮(8)连接，所述的上料网带(1)通过链传动动力滚筒(14)上的链轮和链传动动力滚筒(14)连接，所述的Y形上料装置(4)安装在上料网带(1)两侧的挡板上，所述的往复滑动气缸(5)安装在Y形上料装置(4)的斜边上，并对称地分布在Y形上料等待区(26)入口的两侧；所述的气动推送装置包括气源、过滤器、减压阀、电磁换向阀、Y方向推送气缸(6)、Y方向磁性开关(7)、X方向接近开关(13)、X方向磁性开关(15)、X方向推送气缸(16)、Y方向接近开关(17)、Y方向移动支撑臂(18)、送料气爪接近开关(19)、送料气缸(20)、送料磁性开关(21)、送料气爪(22)和送料等待区接近开关(25)，所述的Y方向推送气缸(6)安装在Y形上料装置(4)的末端，其活塞可以将Y形上料装置(4)末端的回转类零件(3)通过送料道(12)推送到X方向推送气缸(16)的活塞处，所述的X方向推送气缸(16)安装在Y方向推送气缸(6)行程的末端，其活塞可以将回转类零件(3)通过送料道(12)推送到送料气爪(22)的抓取位置，所述的送料气爪(22)位于X方向推送气缸(16)行程的末端，其安装在Y方向移动支撑臂(18)的导轨上，所述的送料气缸(20)安装在Y方向移动支撑臂(18)上，其活塞通过和送料气爪(22)联接可以将送料气爪(22)中抓取的回转类零件(3)推送到送料结束区(23)中；所述的PLC控制系统包括数字量输入模块、中央处理器和数字量输出模块，其中所述的接近开关(13、17、19、25)、磁性开关(7、15、21)和按钮(2)与数字量输入模块连接；所述的数字量输入模块与中央处理器连接；所述的中央处理器与人机交互模块中的显示器和数字量输出模块连接；所述的数字量输出模块与人机交互模块中的变频器和警示灯连接。
作为对上述技术方案的完善和补充，本实用新型还包括以下附加的技术特征：
所述的往复滑动气缸(5)的外侧和Y形上料装置(4)的斜边对齐，且滑动方向和Y形上料装置(4)的斜边平行。
所述的用于检测Y形上料装置(4)的末端是否有回转类零件(3)接近的X方向接近开关(13)、所述的用于检测X方向推送气缸(16)的活塞端是否有回转类零件(3)接近的Y方向接近开关(17)、所述的用于检测送料等待区(24)是否有零件接近的送料等待区接近开关(25)均安装在送料道(12)的侧板中，所述的用于检测送料气爪(22)中是否有零件接近的送料气爪接近开关(19)安装在送料气爪(22)的气爪中。
所述的用于判断推送气缸(6、16、20)的活塞是否靠近的磁性开关(7、15、21)安装在气缸(6、16、20)缸筒的两端。
所述的人机交互模块包括按钮、警示灯和人机交互界面显示器。
本实用新型的一种面向回转类零件的自动上料机构的工作原理示意图如图3所示，系统包括位置传感器(7、13、15、17、19、21、25)、PLC控制系统、动力系统和人机交互模块。所述的位置传感器包括接近开关(13、17、19、25)和气缸磁性开关(7、15、21)，其中接近开关(13、17、19、25)用于判断是否有零件接近，气缸磁性开关(7、15、21)用于判断活塞是否靠近；所述的动力系统包括电机系统和气动系统，电机系统包括变频器和上料交流电机(11)，气动系统包括气源、过滤器、减压阀、电磁换向阀、气缸(6、16、20)和送料气爪(22)。所述的人机交互模块包括人机交互界面显示器、按钮和警示灯。PLC控制系统通过循环地检测位置传感器(7、13、15、17、19、21、25)的信号来进行回转类零件(3)所处位置的判断，并通过控制上料交流电机(11)、气缸(6、16、20)和送料气爪(22)的协调运动来保证回转类零件(3)有序的完成上料；人机交互模块用于用户通过按钮(2)来输入启动、停止和急停等指令，通过人机交互界面显示器来输入控制指令和修改参数，并同时显示上料数量等参数，警示灯通过声光报警的形式来反映设备当前的工作状态。
本实用新型的工作程序流程图如图4所示，主要包括以下步骤：
1、程序初始化
系统电源开启之后，PLC对各寄存器中的状态变量以及标志位进行初始化。
2、上料交流电机启动、往复滑动气缸启动
初始化程序之后，PLC通过数字量输入模块来检测是否有按钮按下，当检测到启动按钮按下时，数字量输出模块向变频器发送一定频率的PWM波形来控制上料交流电机(11)的转速，上料交流电机(11)再通过主动V带轮(10)、V带(9)、从动V带轮(8)来带动链传动动力滚筒(14)转动，链传动动力滚筒(14)通过其上的链轮带动上料网带(1)转动，回转类零件(3)通过上料网带(1)输送到达Y形上料装置(4)的同时，往复滑动气缸(5)通过对进入Y形上料等待区(26)中的回转类零件(3)进行往复的搓动，能够使零件按照先后次序逐个排成一列进入Y形上料等待区(26)中。
3、Y方向推送气缸推送零件
X方向接近开关(13)通过检测有无零件接近来判断是否有零件推送，当数字量输入模块接收到上料信号，并且X方向接近开关(13)检测有零件接近时，Y方向推送气缸(6)立即推送零件，并通过Y方向磁性开关(7)来判断是否将零件推送到X方向推送气缸(6)的活塞所处的位置，推送结束后，Y方向推送气缸(6)开始返回，并通过Y方向磁性开关(7)来判断是否返回到初始位置，如果不能返回到初始位置，则设备立即停止运转，并通过报警灯进行声光报警。
4、X方向推送气缸推送零件
Y方向推送气缸(6)返回到初始位置后，Y方向接近开关(17)检测是否有零件接近，当检测到零件接近时，X方向推送气缸(16)立即推送零件，并通过X方向磁性开关(15)来判断是否将零件推送到送料气爪(22)的抓取位置，推送结束后，X方向推送气缸(16)开始返回，并通过X方向磁性开关(15)来判断是否返回到初始位置，如果不能返回到初始位置，则设备立即停止运转，并通过报警灯进行声光报警。
5、送料气爪抓紧零件
送料等待区接近开关(25)通过检测有无零件接近来判断是否有零件进入送料等待区(24)，当送料气爪接近开关(19)也检测到零件接近时，送料气爪(22)将零件抓紧。
6、送料气缸推送气爪移动至送料结束区
送料气爪(22)将零件抓紧之后，送料气缸(20)通过Y方向移动支撑臂上的导轨来推送送料气爪和零件在Y方向上进行移动，并通过送料磁性开关(21)来判断是否将零件搬运到送料结束区(23)。
7、送料气缸推送气爪返回至送料等待区
送料气爪接近开关(19)检测零件是否移出送料结束区(23)，当零件移出送料结束区(23)后，送料气缸(20)再通过Y方向移动支撑臂(18)上的导轨来推送送料气爪(22)返回至送料等待区(24)，之后程序再返回到步骤2中循环运行。
Claims (4)
1.一种面向回转类零件的自动上料机构，包括料仓排序机构、气动推送装置、PLC控制系统和人机交互模块，其特征在于所述的料仓排序机构包括上料网带(1)、Y形上料装置(4)、往复滑动气缸(5)、从动V带轮(8)、V带(9)、主动V带轮(10)、上料交流电机(11)、变频器和链传动动力滚筒(14)，其中所述的主动V带轮(10)和上料交流电机(11)的电机轴连接，所述的从动V带轮(8)通过V带(9)和主动V带轮(10)连接，所述的链传动动力滚筒(14)主轴的一侧和从动V带轮(8)连接，所述的上料网带(1)通过链传动动力滚筒(14)上的链轮和链传动动力滚筒(14)连接，所述的Y形上料装置(4)安装在上料网带(1)两侧的挡板上，所述的往复滑动气缸(5)安装在Y形上料装置(4)的斜边上，并对称地分布在Y形上料等待区(26)入口的两侧；所述的气动推送装置包括气源、过滤器、减压阀、电磁换向阀、Y方向推送气缸(6)、Y方向磁性开关(7)、X方向接近开关(13)、X方向磁性开关(15)、X方向推送气缸(16)、Y方向接近开关(17)、Y方向移动支撑臂(18)、送料气爪接近开关(19)、送料气缸(20)、送料磁性开关(21)、送料气爪(22)和送料等待区接近开关(25)，所述的Y方向推送气缸(6)安装在Y形上料装置(4)的末端，其活塞可以将Y形上料装置(4)末端的回转类零件(3)通过送料道(12)推送到X方向推送气缸(16)的活塞处，所述的X方向推送气缸(16)安装在Y方向推送气缸(6)行程的末端，其活塞可以将回转类零件(3)通过送料道(12)推送到送料气爪(22)的抓取位置，所述的送料气爪(22)位于X方向推送气缸(16)行程的末端，其安装在Y方向移动支撑臂(18)的导轨上，所述的送料气缸(20)安装在Y方向移动支撑臂(18)上，其活塞通过和送料气爪(22)联接可以将送料气爪(22)中抓取的回转类零件(3)推送到送料结束区(23)中；所述的PLC控制系统包括数字量输入模块、中央处理器和数字量输出模块，其中所述的接近开关(13、17、19、25)、磁性开关(7、15、21)和按钮(2)与数字量输入模块连接；所述的数字量输入模块与中央处理器连接；所述的中央处理器与人机交互模块中的显示器和数字量输出模块连接；所述的数字量输出模块与人机交互模块中的变频器和警示灯连接。
2.根据权利要求1所述的一种面向回转类零件的自动上料机构，其特征在于所述的往复滑动气缸(5)的外侧和Y形上料装置(4)的斜边对齐，且气缸的滑动方向和Y形上料装置(4)的斜边平行。
3.根据权利要求1所述的一种面向回转类零件的自动上料机构，其特征在于所述的用于检测Y形上料装置(4)的末端是否有回转类零件(3)接近的X方向接近开关(13)、所述的用于检测X方向推送气缸(16)的活塞端是否有回转类零件(3)接近的Y方向接近开关(17)、所述的用于检测送料等待区(24)是否有零件接近的送料等待区接近开关(25)均安装在送料道(12)的侧板中，所述的用于检测送料气爪(22)中是否有零件接近的送料气爪接近开关(19)安装在送料气爪(22)的气爪中。
4.根据权利要求1所述的一种面向回转类零件的自动上料机构，其特征在于所述的用于判断推送气缸(6、16、20)的活塞是否靠近的磁性开关(7、15、21)安装在气缸(6、16、20)缸筒的两端。
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