CN107915029A - 一种基于流水线的翻转装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于流水线的翻转装置，包括机架，机架上安装有与流水线对接的皮带输送机，所述皮带输送机具有两条并排布置传送工件的同步带，在两条同步带之间设有绕水平轴线翻转的旋转架，在机架上设有驱动旋转架升降的下端升降部件和上端升降部件；所述翻转装置具有旋转架位于同步带顶面下方准备接纳工件的初始状态，以及旋转架顶托工件至同步带顶面上方的工作状态；所述下端升降部件位于同步带输入端一侧，且位于旋转架下方；所述上端升降部件位于同步带输出端一侧，且位于旋转架上方。本发明翻转装置，可在流水线上实现工件的输送和翻转，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备领域，具体涉及一种基于流水线的工件翻转装置。
背景技术
钣金加工是针对金属薄板(通常在6mm以下)的一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型(如汽车车身)等，钣金件是指利用钣金工艺加工出来的产品，钣金件各处厚度一致，在机械领域广泛应用。
在某些场合下，对钣金件外观质量要求很高，钣金件经过剪板、冲孔、折弯等工序时，将钣金件剪、冲工艺后的毛刺面折弯在内表面，需要将钣金件进行翻转，尤其在自动化生产过程中，钣金件的自动翻转变得必不可少。
发明内容
本发明提供了一种基于流水线的翻转装置，可在流水线上实现工件尤其是钣金件的输送和翻转，提高了工作效率。
一种基于流水线的翻转装置，包括机架，机架上安装有与流水线对接的皮带输送机，所述皮带输送机具有两条并排布置传送工件的同步带，在两条同步带之间设有绕水平轴线翻转的旋转架，在机架上设有驱动旋转架升降的下端升降部件和上端升降部件；
所述翻转装置具有旋转架位于同步带顶面下方准备接纳工件的初始状态，以及旋转架顶托工件至同步带顶面上方的工作状态；
所述下端升降部件位于同步带输入端一侧，且位于旋转架下方；
所述上端升降部件位于同步带输出端一侧，且位于旋转架上方。
本发明中，下端升降部件位于同步带输入端一侧，初始状态下旋转架位于同步带顶面下方，而下端升降部件整体上又位于旋转架下方或至少不高于同步带顶面，因此并不会阻挡工件由流水线进入到同步带上。
工件由流水线进入到同步带后，翻转装置开始转入工作状态，在下端升降部件和上端升降部件配合下，驱动翻转架上升高于同步带顶面直至有足够的空间，而后翻转架连同工件绕水平轴线翻转180度，翻转后工件处在翻转架下方，而后释放工件回落到同步带上，由于上端升降部件位于同步带输出端一侧，且整体上又位于旋转架上方或至少不低于同步带顶面，因此并不会阻挡工件输出同步带。
本发明通过下端升降部件和上端升降部件的设置即可以将工件翻转又不影响同步带的运动以及工件沿水平方向的传送。
作为优选，所述旋转架上设有保持或接触对工件限位的控放机构。
由于旋转架需要带动工件翻转，因此两者必须相对固定，翻转后还要求便于释放工件回落到同步带上。
作为优选，所述控放机构为真空吸盘或气动夹爪。
真空吸盘可以直接作用在工件的平面处，实现控放，气动夹爪则一般作用在工件的边缘，实现夹持固定。
下端升降部件和上端升降部件相互配合驱动旋转架升降，可以采用气缸，螺母丝杠或齿轮齿条等方式传动，旋转架的翻转动作也需要相应的驱动机构，该驱动机构可以安装在旋转架自身上相对下端升降部件和上端升降部件转动，也可是安装在下端升降部件和上端升降部件上，通过传动机构驱使旋转架的翻转。
作为优选，所述下端升降部件和上端升降部件均包括：
固定在机架上的安装板；
通过导向部件滑动升降配合的安装板上的升降架；
设置在安装板上驱动升降架运动的升降气缸；
所述旋转架沿同步带运动方向的两端分别轴接在下端升降部件和上端升降部件的升降架上，在下端升降部件和上端升降部件两者中，至少一者的升降架上设有驱动旋转架翻转的旋转驱动机构。
作为优选，所述旋转驱动机构为转角气缸，且安装在上端升降部件的升降架上。
作为优选，所述翻转装置的工作状态包括：
旋转架上升至极限位的高位工作状态以及旋转架回落至同步带顶面上方附近的低位工作状态；
所述高位工作状态下，旋转架与同步带顶面之间的距离至少使同步带避让工件的翻转路径；
所述低位工作状态下，旋转架以及上端升降部件与同步带顶面之间的距离至少避让工件的输出路径。
本发明所述的高位和低位，是两者相对而言，并不强调其绝对高度，由于工件的翻转需要较大空间，因此在高位工作状态时，旋转架翻转，因此要求与同步带顶面之间的距离至少使同步带避让工件的翻转路径，不至于在翻转时触碰到同步带。
翻转后，需将工件释放下落至同步带，因此不易与同步带顶面距离太远，防止反弹或偏移，因此旋转架会下降一段距离，使工件更加邻近同步带顶面，然后在通过控放机构释放工件。
作为优选，所述机架与升降架之间设有相互配合的高位工作状态限位件、低位工作状态限位件以及初始状态限位件。
为了升降架在不同状态下保持稳定或运动到该位置时的限位，对应不同状态分别设置限位件，由于下端升降部件和上端升降部件对旋转架的驱动是同步的，限位件至少设置在一者，作为优选，所述机架与下端升降部件之间，以及所述机架与上端升降部件之间均设有相互配合的高位工作状态限位件、低位工作状态限位件以及初始状态限位件。
限位件一方面可以限定位置，还可以通过缓冲器的形式减少震动及噪音。
作为进一步的优选，所述低位工作状态限位件包括：
缓冲器，固定所述机架和所述升降架中的一者上；
限位气缸，固定所述机架和所述升降架中的另一者上；
伸缩限位块，与所述限位气缸的活塞杆联动；
低位工作状态下，伸缩限位块与缓冲器相抵配合。
高位工作状态以及初始状态分别对应旋转架上升和下降的极限位，因此相对而言比较容易控制，在极限位设置阻挡块，缓冲器都可实现，但低位工作状态是升降途中的中间位置，因此设置限位件时需要考虑避免升降的空间干涉，本发明通过限位气缸带动伸缩限位块，可以在需要限位时探出，而升降式缩回放置碰撞其他部件。
作为优选，所述限位气缸水平布置，所述伸缩限位块具有水平方向的往复运动路径。
水平方向伸缩，可以最大效率的避开升降的空间干涉。
作为优选，限位气缸所在的机架或升降架上设有引导水平运动的导向部件，所述伸缩限位块与该导向部件滑动配合。
通过导向部件一方面可以平稳引导伸缩限位块运动，另外也提高受力时可以负担的荷载。
本发明中由于下端升降部件和上端升降部件的设置避让了工件进出流水线，其操作并不影响流水线自身的运动，因此各气缸的控制上既可以集中管理实现自动化，也可是半自动甚至手动控制实现升降和翻转动作。
本发明通过在两条同步带之间设置可升降的旋转架，不仅可以翻转工件，避让来自流水线或输出至流水线的工件运动路径，与流水线有更高的契合度，可以提供生产效率。
附图说明
图1为本发明一种基于流水线的翻转装置示意图；
图2(a)为翻转机构的示意图；
图2(b)为翻转机构中上端升降部件处的示意图；
图2(c)为翻转机构中下端升降部件处的示意图；
图3(a)、图3(b)、图3(c)、图3(d)、图3(e)、图3(f)为本发明翻转装置进行工件翻转的过程示意图。
图中各标号为：
1、机架；2、皮带输送机；3、翻转机构；4、工件；5、上端升降部件；6、下端升降部件；
310、安装板；311、缓冲器；312、缓冲器；313、气缸安装架；314、升降气缸；315、导向部件；316、缓冲器；317、伸缩限位块；318、导向部件；319、固定限位块；
320、升降架；321、气缸连接板；322、气缸安装架；323、限位气缸；
350、转角气缸；351、连接板；352、连接件；353、联轴器；354、转轴；355、吸盘；356、吸盘安装架；357、旋转架；358、转轴；359、轴承座；
360、轴承座安装板；
380、安装板；381、升降气缸；382、升降架；383、气缸安装架；384、伸缩限位块；385、限位气缸；386、限位支架；387、导向部件；388、缓冲器；389缓冲器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明基于流水线的翻转装置做详细描述。
如图1，图2(a)所示，本发明一种基于流水线的翻转装置，包括机架1，机架1采用框架结构，机架上安装有皮带输送机2和翻转机构3。皮带输送机2用于工件前后道工序间的输送，翻转机构3用于将工件举升后翻转。
皮带输送机2具有两条并排布置传送工件的同步带，机架整体上处在皮带输送机2和翻转机构3的***，在皮带输送机2的输入端和输出端均为开放结构，
翻转机构3主要由两端升降部件和中间旋转部件组成，中间旋转部件主要包括旋转架，旋转架的竖直投影处在两条同步带之间的空挡区域。
下端升降部件6安装在机架1上且位于同步带输入端一侧，且位于旋转架下方，上端升降部件5安装在机架1上且位于同步带输出端一侧，且位于旋转架上方。
初始状态下，旋转架同步带顶面下方准备接纳工件，工件经由同步带传送至旋转架后，下端升降部件6和上端升降部件5相互配合举升旋转架顶托工件至同步带顶面上方，翻转装置处于工作状态。
结合图2(b)和图2(c)，上端升降部件包括固定在机架上的安装板310，安装板310上通过气缸安装架313连接有升降气缸314，升降气缸314的活塞杆通过气缸连接板321连接升降架320，升降架320与安装板310之间设有相互配合引导升降的导向部件315，导向部件315可采用相互配合的直线导轨和滑块等方式。
工装状态下，升降气缸314提拉驱动升降架320，为了限制升降架320的不同位置，安装板310上部设有缓冲器311用于限定升降架320上升时的极限位置，安装板310下部设有缓冲器312用于限定升降架320下降时的极限位置。缓冲器311和缓冲器312均成对布置，升降架320的两侧边分别设有固定限位块319用以在相应位置处与各个缓冲器相抵配合，另外使用缓冲器还可以减少震动及噪音。
翻转装置的工作状态包括旋转架上升至极限位的高位工作状态以及旋转架回落至同步带顶面上方附近的低位工作状态；为了限定低位工作状态，升降架320上通过气缸安装架322设置限位气缸323，限位气缸323的活塞杆水平运动且连接有伸缩限位块317，伸缩限位块317与升降架320之间设有相互配合引导水平运动的导向部件318，例如升降架320上固定有水平导轨，而伸缩限位块317与水平导轨滑动配合等方式。
低位工作状态下，伸出的伸缩限位块317与缓冲器312接触限位。
下端升降部件包括与机架固定的安装板380，升降架382通过导向部件387与安装板380滑动配合上下移动，升降气缸381缸体与机架固定，活塞杆与升降架382连接，驱动升降架382相对于机架运动，同理也可以是升降气缸381缸体与升降架382机架固定，活塞杆与机架连接。
为了限制升降架382的上升极限位置，在升降架382底部设有缓冲器388，升降架382上升到极限位置时，缓冲器388与安装板380底沿相抵配合。
为了限制升降架382的下降极限位置，在升降架382两侧固定有缓冲器389，机架上固定有限位支架386，升降架382下降到极限位置时，缓冲器389与限位支架386相抵配合。
为了限定低位工作状态，机架上固定有气缸安装架383，气缸安装架383上设有限位气缸384，限位气缸384的活塞杆固定连接并驱动伸缩限位块384，低位工作状态下伸缩限位块384外伸与缓冲器389相抵配合。
旋转架357两端安装有转轴354和转轴358，转轴354通过联轴器353与转角气缸350的输出轴相连，转角气缸350的缸体部分通过连接板351以及连接件352与升降架320固定连接。
转轴358安装在轴承座359上，轴承座359通过轴承座安装板360与升降架382连接，旋转架357中间的吸盘355安装在吸盘安装架356上，并随旋转架357一起转动。
结合图3(a)至图3(f)，本发明基于流水线的翻转装置工作过程为：
如图3(a)所示，工件4通过皮带输送机2进入翻转装置，此时下端升降部件以及旋转架357上的吸盘平面均低于同步带顶面，即避让工件进入到旋转架357上方，翻转装置整体上处在初始状态。
如图3(b)所示，下端升降部件以及上端升降部件中的升降气缸动作各升降架上升，带动旋转架357连同工件举升，旋转架357通过吸盘吸附固定工件以防止滑落，旋转架357上升至极限位，翻转装置处在高位工作状态。
上升至极限位时，固定限位块319与缓冲器311接触限位；缓冲器388与安装板380底沿接触限位。图中旋转架357距离上升极限位尚有一段距离因此仅作示意。
如图3(c)所示，转角气缸350动作带动旋转架357连同工件绕水平轴线180度翻转，此时工件处在旋转架357下方，依靠吸盘吸附固定。
如图3(d)所示，旋转架357连同工件下降至低位工作状态。
此时限位气缸323缩回带动伸缩限位块317移动，伸缩限位块317与下部的缓冲器312接触限位。同时限位气缸385动作使伸缩限位块384处于伸出状态，缓冲器389与伸缩限位块384接触，此时工件在皮带输送机2上方一定距离但不接触皮带输送机2，吸盘断气，工件落在皮带输送机2上。
如图3(e)所示，由于上端升降部件以及旋转架357均高于同步带顶面，即避让工件的输出，皮带输送机2将工件输出至下游工序。
如图3(f)所示，旋转架357再次上升，到达上升极限位后绕水平轴线180度翻转，限位气缸323、限位气缸384、转角气缸350复位，然后旋转架357下降到低于同步带的原始位置等待下一工件输入，整个翻转装置回到初始状态。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是本发明并非局限于此，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。显然这些改动和变型均应属于本发明要求的保护范围保护内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何特殊限制。
Claims (10)
1.一种基于流水线的翻转装置，包括机架，机架上安装有与流水线对接的皮带输送机，其特征在于，所述皮带输送机具有两条并排布置传送工件的同步带，在两条同步带之间设有绕水平轴线翻转的旋转架，在机架上设有驱动旋转架升降的下端升降部件和上端升降部件；
所述翻转装置具有旋转架位于同步带顶面下方准备接纳工件的初始状态，以及旋转架顶托工件至同步带顶面上方的工作状态；
所述下端升降部件位于同步带输入端一侧，且位于旋转架下方；
所述上端升降部件位于同步带输出端一侧，且位于旋转架上方。
2.如权利要求1所述的基于流水线的翻转装置，其特征在于，所述旋转架上设有保持或接触对工件限位的控放机构。
3.如权利要求2所述的基于流水线的翻转装置，其特征在于，所述控放机构为真空吸盘或气动夹爪。
4.如权利要求1所述的基于流水线的翻转装置，其特征在于，所述下端升降部件和上端升降部件均包括：
固定在机架上的安装板；
通过导向部件滑动升降配合的安装板上的升降架；
设置在安装板上驱动升降架运动的升降气缸；
所述旋转架沿同步带运动方向的两端分别轴接在下端升降部件和上端升降部件的升降架上，在下端升降部件和上端升降部件两者中，至少一者的升降架上设有驱动旋转架翻转的旋转驱动机构。
5.如权利要求4所述的基于流水线的翻转装置，其特征在于，所述旋转驱动机构为转角气缸，且安装在上端升降部件的升降架上。
6.如权利要求4所述的基于流水线的翻转装置，其特征在于，所述翻转装置的工作状态包括：
旋转架上升至极限位的高位工作状态以及旋转架回落至同步带顶面上方附近的低位工作状态；
所述高位工作状态下，旋转架与同步带顶面之间的距离至少使同步带避让工件的翻转路径；
所述低位工作状态下，旋转架以及上端升降部件与同步带顶面之间的距离至少避让工件的输出路径。
7.如权利要求6所述的基于流水线的翻转装置，其特征在于，所述机架与升降架之间设有相互配合的高位工作状态限位件、低位工作状态限位件以及初始状态限位件。
8.如权利要求7所述的基于流水线的翻转装置，其特征在于，所述低位工作状态限位件包括：
缓冲器，固定所述机架和所述升降架中的一者上；
限位气缸，固定所述机架和所述升降架中的另一者上；
伸缩限位块，与所述限位气缸的活塞杆联动；
低位工作状态下，伸缩限位块与缓冲器相抵配合。
9.如权利要求8所述的基于流水线的翻转装置，其特征在于，所述限位气缸水平布置，所述伸缩限位块具有水平方向的往复运动路径。
10.如权利要求9所述的基于流水线的翻转装置，其特征在于，限位气缸所在的机架或升降架上设有引导水平运动的导向部件，所述伸缩限位块与该导向部件滑动配合。
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