CN102652978B - 龙门式四工位自动上料机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动化上料装置领域，具体涉及一种龙门式四工位自动上料机械手，包括如下部件：作为框架的龙门架；电气控制***；按照工件的移动方向排列的上料工位、称重正位工位、加工工位和下料工位；设于上料工位与下料工位的控制工件上下移动的升降车、抓取工件的真空抓料器、使工件自由移动的机械手；设于称重正位工位的，用于检测工件重量并进行错误报警的称重双张检测装置；设于称重正位工位的，使工件位于精确位置的自动正位装置。本发明通过PLC控制***与加工设备的连接实现自动机械手上下料，实现全自动化生产，操作简单，大大提高了生产效率，降低了生产成本，保证了产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及自动化上料装置领域，具体涉及一种龙门式四工位自动上料机械手，主要用于冲压件原料的自动上料。
背景技术
在冲压件的制备过程中，传统的人工送料方式因效率低而淘汰，目前主要采用自动上料机进行送料。传统的自动送料机主要由上料工位和下料工位构成，机械手完成物料的投送，结构简单，但机械手抓取时往往同时将多个原料板一起上、下料，不利于单个物料板的分离，抓取错误后还无法及时反馈，又机械手包括上料手和下料手，两者有可能发生碰撞而损坏并扰乱上、下料操作，***缺料及中途掉料亦难以自动化反馈而需要人工协调控制。综上，传统的上料机并不构成稳定可靠的上料***。
发明内容
本发明的技术目的是克服现有技术中的问题，提供一种保证工件分张输送、上下料操作稳定、错误反馈及时准确的龙门式四工位自动上料机械手。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：龙门式四工位自动上料机械手，其特征在于，包括如下部件：作为框架的龙门架；电气控制***；按照工件的移动方向排列的上料工位、称重正位工位、加工工位和下料工位；设于上料工位与下料工位的控制工件上下移动的升降车、抓取工件的真空抓料器、使工件自由移动的机械手；设于称重正位工位的，用于检测工件重量并进行错误报警的称重双张检测装置；设于称重正位工位的，使工件位于精确位置的自动正位装置。
前述的龙门式四工位自动上料机械手，所述的上料工位和下料工位分别设有检测缺料和掉料的光感检测器。
前述的龙门式四工位自动上料机械手，所述的称重双张检测装置包括称重平台、称重传感器和报警***，称重传感器和报警***均与电气控制***连接。
前述的龙门式四工位自动上料机械手，所述的自动正位装置包括用于放置工件的定位平台和在控制***控制下移动的定位杆。
前述的龙门式四工位自动上料机械手，所述的上料工位设有用于分离多张工件的分张器，分张器集成有电磁场和吹气孔，分张器与汽缸连接。
前述的龙门式四工位自动上料机械手，所述的分张器为2个，分设于工件的两侧。
前述的龙门式四工位自动上料机械手，所述的上料机还设有防止上料工位和下料工位的机械手碰撞的自动防撞装置。
本发明通过PLC控制***与加工设备的连接实现自动机械手上下料；独特的龙门架式结构保证了***在高速运转的情况下的平稳性；通过电磁分张器和称重双张检测装置，确保工件是单张进入加工中心；通过自动防撞装置确保上料手跟下料手不会发生碰撞；通过光感检测器检测***缺料及防止中途掉料，确保***的稳定性；通过真空抓料器实现工件的自由抓放；综上本发明实现全自动化生产，操作简单，大大提高了生产效率，降低了生产成本，保证了产品的质量。
附图说明
图1为本发明原始状态俯视图；
图2为本发明送料状态俯视图；
图3为本发明下料状态俯视图；
图4为本发明的控制逻辑俯视图；
其中，1前跺车，2分张器，3前跺手，4真空抓料器，5光感检测器，6龙门架，7称重平台，8上料手，9加工工位，10下料手，11后跺车。
具体实施方式
为使本发明实现的技术方案、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
图1为本发明原始状态俯视图，龙门式四工位自动上料机械手，其特征在于，包括如下部件：作为框架的龙门架6；电气控制***；按照工件的移动方向排列的上料工位、称重正位工位、加工工位9和下料工位；设于上料工位与下料工位的控制工件上下移动的升降车（在上料工位表现为前跺车1，在下料工位表现为后跺车11）、抓取工件的真空抓料器4、使工件自由移动的机械手（在上料工位表现为上料手8，在下料工位表现为下料手10），每只机械手装有高低限位装置，通过汽缸、气源、电磁阀等实现上升与下降的动作；设于称重正位工位的，用于检测工件重量并进行错误报警的称重双张检测装置；设于称重正位工位的，使工件位于精确位置的自动正位装置。上料工位和下料工位分别设有检测缺料和掉料的光感检测器5，光感检测器5设置于前跺车1上的前跺手3上。称重双张检测装置包括称重平台7、称重传感器和报警***，称重传感器和报警***均与电气控制***连接。自动正位装置包括用于放置工件的定位平台和在控制***控制下移动的定位杆。上料工位设有用于分离多张工件的分张器2，分张器2集成有电磁场和吹气孔，分张器2与汽缸连接。分张器2为2个，分设于工件的两侧。上料机还设有防止上料工位和下料工位的机械手碰撞的自动防撞装置。
下面根据图1-图4说明本发明的上料、下料过程。
上料过程：前跺车1通过控制***、电磁阀、油缸自由升降（图4），前跺车1装有高、低限位装置；将需要加工的材料放在前跺车1上，使前跺车1上升到高位位置，电磁分张器2启动夹紧材料，然后导磁、吹气、上升，实现材料分张，分张器2通过控制***导通磁性，移动到合适位置夹住材料往上升，同时吹气孔吹气，这样磁场与气压的双作用力，保证了材料的完全分离；前跺手3下降到低位位置；真空抓料器4启动，抓住材料，抓料结束后检测是否抓到料，检测由称重平台7、称重传感器和报警***构成的称重双张检测装置完成，若重量不正常、材料可能不是单张则***暂停、报警，前跺手3上升到高位位置，分张器2下降、断磁、停气、退回原位，待解除故障后继续运行。
称重双张检测装置：前跺手3与上料手8是由同一台伺服驱动器控制，上料手8的抓料与前跺手3抓料同步进行，当前跺车1高位位置没有检测到材料，前跺车1上升，直到检测到有料，其中前跺车1的上升程序必须在分张器2没有动作的情况下进行；当材料被上料手8抓走加工，前跺车1一直重复上升的动作，当前跺车1的光感检测器5检测到前跺车1缺料，***暂停，前跺车1下降到低位位置，待工作人员重新放入待加工的新料后，复位***，继续运行。检测原理如下：由称重传感器称出被测工件的重量，并将信号反馈给控制***，控制***设置正常工件的重量，并设定允许误差的范围，倘若反馈信号超出正常工件允许的误差范围，***判别为双张，报警***报警，待故障清除，重新运行。
自动正位装置：***启动之前可手动在预置位与加工工位预先放好料，上料手8抓料之前，自动正位装置启动将预置位材料进行定位，定位工序由控制***、汽缸、气源、定位杆完成），将需要定位的材料放在定位平台上，通过控制***正确移动定位杆，实现工件的精准定位；同时称重双张检测装置对预置位材料进行检测，若不正常则***暂停、报警，待解除故障后继续运行，若正常则上料手8下降到低位位置、抓料，抓料结束后检测是否抓到料，若不正常则***暂停、报警，待解除故障后继续运行。
输送入加工工位过程：上料手8上升到高位位置，确定前跺手3、上料手8都抓好料且在高位位置，上料手8移动入加工工位9。上料手8移动到指定位置后，上料手8下降、放料、上升，同时检测是否有料，确认料已经放入加工工位9（图2）；加工工位9对上料手8放入的材料进行加工，同时上料手8抓取预置位材料，分张器2重新启动，前跺手3继续抓下一张料，上料手8与前跺手3都抓到料停在高位位置等待下一次继续放料；前跺手3放料的程序与上料手8同步，前跺手3与上料手8都放料上升到高位位置后，上料手8返回原点，同时自动正位装置对前跺手3如置位的材料进行正位、检测，并确定上料手8已经返回原点（图1）。
自动防撞装置：包括有可能会产生干涉的2只及以上的机械手、光敏距离检测器，机械手的的运动轨迹通过控制***实现，光敏距离检测器的反馈信号接入控制***，自动化生产过程中，一旦控制***接收到来自光敏检测器的反馈信号，控制***做出判断，发出相对的执行命令或紧急制动。
下料过程：当加工工位9加工结束，并允许下料，下料手10运动到指定位置（图3），下料手10下降，抓料，上升到高位位置，检测材料（步骤同上料手8），退回原点。后跺车11上升到高位位置，下料手10放料，当光感检测器5检测到材料，后跺车11下降直到光感检测器5无动作，当加工好的材料堆到一定程度，后跺车11下降到低位位置时光感检测器5也检测到材料，说明材料满跺，***暂停并报警，提醒工作人员可以取料，待满跺材料取走后，复位继续运行。根据各种工件包装数量的不同，加工好的材料的数量可以自由设定，当材料达到设定的数量后***判别为满跺，处理方式同上。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.龙门式四工位自动上料机械手，其特征在于，包括如下部件：作为框架的龙门架；电气控制***；按照工件的移动方向排列的上料工位、称重正位工位、加工工位和下料工位；设于上料工位与下料工位的控制工件上下移动的升降车、抓取工件的真空抓料器、在上料工位使工件自由移动的上料手及在下料工位使工件自由移动的下料手；设于称重正位工位的，用于检测工件重量并进行错误报警的称重双张检测装置；设于称重正位工位的，使工件位于精确位置的自动正位装置；所述的上料工位和下料工位分别设有检测缺料和掉料的光感检测器；所述的称重双张检测装置包括称重平台、称重传感器和报警***，称重传感器和报警***均与电气控制***连接；所述的自动正位装置包括用于放置工件的定位平台和在电气控制***控制下移动的定位杆；所述的上料工位设有用于分离多张工件的分张器，分张器集成有电磁场和吹气孔，分张器与汽缸连接；所述的分张器为2个，分设于工件的两侧。
2.根据权利要求1所述的龙门式四工位自动上料机械手，其特征在于：还设有防止上料工位的上料手和下料工位的下料手碰撞的自动防撞装置。
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