CN111646202A

CN111646202A - 自动上料装置

Info

Publication number: CN111646202A
Application number: CN202010506813.3A
Authority: CN
Inventors: 王勇; 杨海东; 赵振新; 王有文; 单常清
Original assignee: Shaodong Intelligent Manufacturing Innovative Institute
Current assignee: Shaodong Intelligent Manufacturing Innovative Institute
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2020-09-11

Abstract

本发明提供了一种自动上料装置，包括吸盘安装杆和设置在吸盘安装杆底端的吸盘，吸盘安装杆通过运动机构带动，运动机构包括固定设置在基座上的水平直线导轨，滑动设置在水平直线导轨上的主滑板，固定设置在主滑板上的竖直直线导轨，以及滑动设置在竖直直线导轨上的副滑板，副滑板与吸盘安装杆通过支撑架连接，由驱动机构驱动，驱动机构包括主轴以及固定设置在主轴上的第一转盘和第二转盘，第一转盘与主滑板通过第一关联结构连接，第二转盘与副滑板通过第二关联结构连接。本发明通过单主轴驱动第一转盘和第二转盘同步旋转，产生吸盘的自动上料动作，实现物料的循环搬运，简化了驱动和控制过程，达到了提质、降本、增效的目的。

Description

自动上料装置

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，特别涉及一种自动上料装置。

背景技术

在工业生产过程中，经常需要对物料上料，将物料从一处搬运至另一处，如从出料机构搬运至料盘上，从料盘转运至其他料盘上，或搬运、放置、贴合在其他部件上，上述过程通过自动化的上料机构完成，基本上摆脱了先前依靠人工操作方式带来的搬运效率低、差错率大、产品质量不稳定的问题。通常，搬运物料的过程是控制夹具将物料夹持，驱动夹具先抬升高度使物料离开原位置，再平移夹具至新位置，最后下放夹具使物料位于对应的料盘或其他部件上。上述过程至少包括夹具的竖直位移和水平位移驱动控制，现有的方式是通过两个驱动部分分开驱动和控制，使夹具具有两平移自由度，通过运动的叠加完成物料的搬运，而这种分开驱动和控制的方式，是可以进一步简化的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种控制、驱动方式更加简化的自动上料装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种自动上料装置，包括吸盘安装杆和设置在所述吸盘安装杆底端的吸盘，所述吸盘安装杆通过运动机构带动，所述运动机构设置至少一组，每组所述运动机构包括固定设置在基座上的水平直线导轨，滑动设置在所述水平直线导轨上的主滑板，固定设置在所述主滑板上的竖直直线导轨，以及滑动设置在所述竖直直线导轨上的副滑板，所述副滑板与所述吸盘安装杆通过支撑架连接，所述主滑板与所述副滑板均通过驱动机构驱动。

进一步地，所述驱动机构包括主轴以及套设在所述主轴上的第一转盘和第二转盘，所述第一转盘和所述第二转盘均与所述主轴固定连接，所述第一转盘与所述主滑板通过第一关联结构连接，所述第二转盘与所述副滑板通过第二关联结构连接，当所述第一转盘与所述第二转盘旋转时，能分别带动所述主滑板水平往复位移和所述副滑板竖直往复位移。

进一步地，所述第一关联结构包括成型在所述主滑板上的竖直直线滑槽以及成型在所述第一转盘上的凸轮形滑槽，所述基座上设置第一支点，所述第一支点上设置第一主动连杆和第一从动连杆，所述第一主动连杆和所述第一从动连杆的第一端均转动设置在所述第一支点处，且所述第一主动连杆和所述第一从动连杆的第一端固定连接，所述第一主动连杆的第二端活动设置在所述凸轮形滑槽中，所述第一从动连杆的第二端活动设置在所述竖直直线滑槽中。

进一步地，所述第二关联结构包括成型在所述副滑板上的水平直线滑槽以及成型在所述第二转盘上的菱形滑槽，所述基座上设置第二支点，所述第二支点上设置第二主动连杆，所述第二主动连杆的第一端转动设置在所述第二支点上，所述第二主动连杆第二端的一侧活动设置在所述菱形滑槽中，另一侧活动设置在所述水平直线滑槽中。

进一步地，所述第一主动连杆、所述第一从动连杆以及所述第二主动连杆的第二端均设置有滚针轴承，所述滚针轴承滑动设置在对应的滑槽中。

进一步地，所述主滑板和所述副滑板的底端均设置有滑块，所述滑块与所述水平直线导轨或所述竖直直线导轨滑动连接。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明的自动上料装置，通过单主轴驱动第一转盘和第二转盘同步旋转，并由连接第一转盘和主滑板的第一关联结构、连接第二转盘与副滑板的第二关联结构驱动主滑板和副滑板位移并叠加运动，产生吸盘的自动上料循环动作，其中第一转盘上设置的凸轮形滑槽和第二转盘上设置的菱形滑槽、以及两转盘的预设相位差能确保吸盘叠加后的运动轨迹与物料搬运适配，且只需通过电机等驱动主轴匀速旋转，即可实现物料的循环搬运，简化了驱动和控制过程，达到了提质、降本、增效的目的。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明主轴其中一侧结构细节示意图；

图3为本发明的第一转盘处结构细节示意图；

图4为本发明的第二转盘处结构细节示意图。

【附图标记说明】

1-吸盘安装杆；2-吸盘；3-水平直线导轨；4-主滑板；5-竖直直线导轨；6-副滑板；7-支撑架；8-主轴；9-第一转盘；10-第二转盘；11-竖直直线滑槽；12-凸轮形滑槽；13-第一支点；14-第一主动连杆；15-第一从动连杆；16-水平直线滑槽；17-菱形滑槽；18-第二支点；19-第二主动连杆；20-滚针轴承。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种自动上料装置，包括吸盘安装杆1和设置在吸盘安装杆1底端的多个吸盘2，吸盘2通过真空作用将物料吸附，再随吸盘安装杆1运动完成物料的搬运。在本实施例中吸盘2具有竖直和水平的位移自由度，进行向下将物料吸附、向上提起物料、平移搬运物料、向下放置物料以及复位的循环过程，通过与吸盘安装杆1连接的运动机构带动。

本实施例中的运动机构设置两组，分别位于吸盘安装杆1的两端，运动机构包括固定设置在基座上的水平直线导轨3，滑动设置在水平直线导轨3上的主滑板4，固定设置在主滑板4上的竖直直线导轨5以及滑动设置在竖直直线导轨5上的副滑板6，副滑板6与吸盘安装杆1的端部通过支撑架7连接，使吸盘安装杆1随副滑板6竖直位移，随主滑板4水平位移，通过两平移自由度的叠加完成物料的搬运。

主滑板4和副滑板6分别沿水平直线导轨3和竖直直线导轨5的位移通过驱动机构驱动，驱动机构包括主轴8以及套设在主轴8上的第一转盘9和第二转盘10。其中第一转盘9和第二转盘10均设置两组，分别与吸盘安装杆1两端对应。第一转盘9和第二转盘10均通过轴承与主轴8连接，并通过键固定，主轴8旋转时带动第一转盘9和第二转盘10同步旋转。同时，第一转盘9与主滑板4通过第一关联结构连接，第二转盘10与副滑板6通过第二关联结构连接，当第一转盘9与第二转盘10同步旋转时，能分别带动主滑板4水平往复位移和副滑板6竖直往复位移。

进一步如图3和图4所示，为了简化控制，且确保吸盘安装杆1完成向下将物料吸附、向上提起物料、平移搬运物料、向下放置物料以及复位的循环过程，本发明设置的第一关联结构包括成型在主滑板4上的竖直直线滑槽11以及成型在第一转盘9上的凸轮形滑槽12，其中凸轮形滑槽12是偏心设置的。同时在基座上设置第一支点13，第一支点13上设置有第一主动连杆14和第一从动连杆15。第一主动连杆14和第一从动连杆15的第一端均转动设置在第一支点13处，且端部通过螺栓固定，保持同步旋转。第一主动连杆14的第二端活动设置在凸轮形滑槽12中，第一从动连杆15的第二端活动设置在竖直直线滑槽11中。第一转盘9旋转时，由于凸轮形滑槽12的设置，会改变第一主动连杆14的第二端距第一转盘9中心的距离，使第一主动连杆14绕第一支点13旋转，带动第一从动连杆15同步旋转。由于第一从动连杆15的第二端设置在竖直直线滑槽11内，因此当第一从动连杆15的第二端绕第一支点13旋转时，其竖直方向是自由活动的，而水平方向则被竖直直线滑槽11的侧壁限位，进而驱动主滑板4沿水平直线导轨3滑动。

第二关联结构包括成型在副滑板6上的水平直线滑槽16以及成型在第二转盘10上的菱形滑槽17，其中菱形滑槽17与第二转盘10是同心设置的。在基座上还设置第二支点18，第二支点18上设置第二主动连杆19，第二主动连杆19的第一端转动设置在第二支点18上，第二主动连杆19第二端的一侧活动设置在菱形滑槽17中，另一侧活动设置在水平直线滑槽16中。第二转盘10旋转时，由于菱形滑槽17的设置，第二主动连杆19的第二端与第二转盘10中心的距离会发生变化，使第二主动连杆19绕第二支点18旋转，同时由于第二主动连杆19的第二端还设置在水平直线滑槽16内，因此其绕第二支点18旋转时，其水平方向是自由活动的，而竖直方向则被水平直线滑槽16的侧壁限位，进而驱动副滑板6沿竖直直线导轨5滑动。

由于第一转盘9和第二转盘10均设置在同一根主轴8上，为使第一转盘9驱动主滑板4和第二转盘10驱动副滑板6的运动叠加后与吸盘2的运动循环过程保持一致，本发明分别在第一转盘9和第二转盘10上设置了凸轮形滑槽12和菱形滑槽17，当主轴8带动第一转盘9和第二转盘10匀速旋转时，第一转盘9上的凸轮形滑槽12可以使第一主动连杆14的第二端绕第一支点13往复摆动，驱动主滑板4沿水平直线导轨3往复位移，而第二转盘10上的菱形滑槽17可以使第二主动连杆19的第二端绕第二支点18往复摆动，从而驱动副滑板6沿竖直直线导轨5往复位移。基于菱形滑槽17的特点，在菱形滑槽17旋转时，第二主动连杆19的第二端从菱形的a点移动至b点的过程中第二主动连杆19第二端相对于静止坐标系的竖直位移较小，而从菱形的b点移动至c点的过程中第二主动连杆19相对于静止坐标系的竖直位移较大。因此，通过恰好设置第一转盘9和第二转盘10的相位差，使主滑板4在水平直线导轨3中部位移时，第二主动连杆19的第二端从菱形的a点移动至b点，此时吸盘2主要为水平移动；而主滑板4位置靠近水平直线导轨3的两端时，第二主动连杆19的第二端从菱形的b点移动至c点，此时吸盘2进行了向下吸取物料、向上提起物料，或向下放置物料、向上复位的过程，从而通过水平和竖直方向的运动叠加，完成物料的搬运过程。且只需通过电机等驱动主轴8匀速旋转，即可实现物料的循环搬运，简化了驱动和控制过程。

作为较佳的实施方式，主滑板4和副滑板6的底端均设置滑块，滑块直接与水平直线导轨3或竖直直线导轨5滑动连接，能更好地进行滑动配合，方便维护。

作为较佳的实施方式，第一主动连杆14、第一从动连杆15和第二主动连杆19的第二端均设置有滚针轴承20，滚针轴承20滑动设置在槽内，以提升转盘驱动连杆运动的稳定性和可靠性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种自动上料装置，包括吸盘安装杆和设置在所述吸盘安装杆底端的吸盘，所述吸盘安装杆通过运动机构带动，其特征在于，所述运动机构设置至少一组，每组所述运动机构包括固定设置在基座上的水平直线导轨，滑动设置在所述水平直线导轨上的主滑板，固定设置在所述主滑板上的竖直直线导轨，以及滑动设置在所述竖直直线导轨上的副滑板，所述副滑板与所述吸盘安装杆通过支撑架连接，所述主滑板与所述副滑板均由驱动机构驱动。

2.根据权利要求1所述的自动上料装置，其特征在于，所述驱动机构包括主轴以及套设在所述主轴上的第一转盘和第二转盘，所述第一转盘和所述第二转盘均与所述主轴固定连接，所述第一转盘与所述主滑板通过第一关联结构连接，所述第二转盘与所述副滑板通过第二关联结构连接，当所述第一转盘与所述第二转盘旋转时，能分别带动所述主滑板水平往复位移和所述副滑板竖直往复位移。

3.根据权利要求2所述的自动上料装置，其特征在于，所述第一关联结构包括成型在所述主滑板上的竖直直线滑槽以及成型在所述第一转盘上的凸轮形滑槽，所述基座上设置第一支点，所述第一支点上设置第一主动连杆和第一从动连杆，所述第一主动连杆和所述第一从动连杆的第一端均转动设置在所述第一支点处，且所述第一主动连杆和所述第一从动连杆的第一端固定连接，所述第一主动连杆的第二端活动设置在所述凸轮形滑槽中，所述第一从动连杆的第二端活动设置在所述竖直直线滑槽中。

4.根据权利要求3所述的自动上料装置，其特征在于，所述第二关联结构包括成型在所述副滑板上的水平直线滑槽以及成型在所述第二转盘上的菱形滑槽，所述基座上设置第二支点，所述第二支点上设置第二主动连杆，所述第二主动连杆的第一端转动设置在所述第二支点上，所述第二主动连杆第二端的一侧活动设置在所述菱形滑槽中，另一侧活动设置在所述水平直线滑槽中。

5.根据权利要求4所述的自动上料装置，其特征在于，所述第一主动连杆、所述第一从动连杆以及所述第二主动连杆的第二端均设置有滚针轴承，所述滚针轴承滑动设置在对应的滑槽中。

6.根据权利要求1所述的自动上料装置，其特征在于，所述主滑板和所述副滑板的底端均设置有滑块，所述滑块与所述水平直线导轨或所述竖直直线导轨滑动连接。