CN112298965B - 一种条形回转体工件逐个自动上料装置及上料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种条形回转体工件逐个自动上料装置及上料方法。条形回转体工件的生产后往往杂乱的堆放在一起运输，在自动化使用时难以实现自动化上料。本发明一种条形回转体工件逐个自动上料装置，包括并排设置的振盘输料机构、输料圆管和分离上料机构。振盘输料机构的n个物料输出口均通过振动盘逐个排列地连续输出工件。所述的逐个上料机构安装在上料基座上，包括滑架、送料动力元件、滑板和进料块。本发明通过振动盘和管道自动将工件输送到逐个上料机构中，再通过滑板的往复滑动，以及进料块上的进料孔、滑板上的过渡孔和滑架上的出料孔相互配合，实现了将管道中依次排列的工件逐个分离到工件存放块上的功能，便于后续的自动化生产。

Description

一种条形回转体工件逐个自动上料装置及上料方法
技术领域
本发明属于自动上料设备技术领域，具体涉及一种条形回转体工件逐个自动上料装置及上料方法。
背景技术
条形回转体工件是呈直条形的回转体工件的总称，包括螺栓、套筒、轴承圆柱滚子等，条形回转体工件的生产后往往杂乱的堆放在一起运输，在自动化使用时难以实现自动化上料，往往需要人工将其摆放成矩阵状，再由工业机器人进行自动上料，成本较高，且效率较为低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种条形回转体工件逐个自动上料装置及其上料方法。
本发明一种条形回转体工件逐个自动上料装置，包括并排设置的振盘输料机构、输料圆管和分离上料机构。振盘输料机构的n个物料输出口均通过振动盘逐个排列地连续输出工件。所述的分离上料机构包括上料基座、工件存放块和逐个上料机构。工件存放块共有m个，m≥2。各工件存放块的顶部均开设有n个物料安置位。工件存放块能够在动力元件的驱动下移动；工件存放块的移动轨迹经过逐个上料机构的出料孔的下方。
所述的逐个上料机构安装在上料基座上，包括滑架、送料动力元件、滑板和进料块。滑板与滑架构成滑动副。滑板由送料动力元件驱动进行滑动。滑板的外端经过进料块的下方。进料块的中部并排开设有n个进料孔；滑板的外端并排开设有n个过渡孔；滑架的外端开设有n个出料孔。当滑板处于内极限位置时，n个过渡孔与n个进料孔分别对齐。当滑板处于外极限位置时，n个过渡孔与n个出料孔分别对齐。在上料的过程中，滑架上的n个出料孔位于其中一个工件存放块上的n个物料安置位的正上方。上料块的n个进料孔的顶端与振盘输料机构的n个物料输出口分别通过输料圆管连接；
作为优选，所述的振盘输料机构包括输料基座、振动盘和储料漏斗。一个或多个振动盘均安装在上料基座上。各振动盘合计有n个工件输出口。振动盘的上方均设置有储料漏斗。储料漏斗与上料基座固定。储料漏斗和振动盘内均堆放有被上料的工件。
作为优选，所述的逐个上料机构还包括第一传感器组；滑板的外端端部并排横向开设有n个检测孔；n个检测孔与n个物料过渡孔分布相贯；第一传感器组包括n个第一光纤传感器；n个第一光纤传感器并排安装在滑架的外端，且检测头与滑板上的n个检测孔分别对齐。
作为优选，所述的逐个上料机构还包括锤击气缸；所述的锤击气缸与上料基座固定。锤击气缸活塞杆外端朝向逐个上料机构下方的工件安装块的位置，且端部固定有锤头。
作为优选，所述的逐个上料机构还包括第二传感器组；第二传感器组包括n个第二光纤传感器；n个第二光纤传感器并排设置；n个第二光纤传感器的检测头位于工件安装块的顶面与滑架的底面之间，且与n个进料孔分别位置对应。
作为优选，所述的分离上料机构还包括切换转盘和切换驱动元件。切换转盘支承在上料基座的中部；切换驱动元件驱动切换转盘转动和定位。m个工件存放块均安装在切换转盘顶面的边缘处，且沿着切换转盘轴线的周向均布。
作为优选，所述的分离上料机构还包括中心固定盘；所述的中心固定盘同轴设置在工位切换盘的上方，且与机架固定；锤击气缸和各第二光纤传感器均安装在中心固定盘上。
作为优选，所述的逐个上料机构还包括气吹件；气吹件朝下设置的的n个出气口分别位于n个出料孔的正上方。
作为优选，n个出料孔位于进料块靠近切换转盘轴线的一侧。滑板的厚度大于或等于被上料工件的长度，且小于被上料工件的长度的两倍。
该条形回转体工件逐个自动上料装置的工件自动上料方法的具体步骤如下：
步骤一、振盘输料机构将工件逐个排列地送入n根输料圆管中，并由输料圆管输送到上料块的n个进料孔处。n个进料孔中的工件分别掉落到滑板上的n个过渡孔中。之后重复执行步骤二和三，实现连续自动上料。
步骤二、送料动力元件驱动滑板的过渡孔中的工件移动到滑架外端的出料孔上方，并经出料孔落入位于工件上料工位的工件存放块中。之后，送料动力元件复位，使得进料孔中的下一个工件进入过渡孔中。
各第一光纤传感器分别检测对应的过渡孔是否从进料孔中获得工件，以及工件是否顺利离开过渡孔；各第二光纤传感器分别检测对应的出料孔是否输出工件到物料安置位。若工件在过渡孔、出料孔卡住，或在物料安置位未平整放置，则气吹件吹出气体，锤击气缸进行多次伸缩来产生振动，使得卡住的工件发生运动，正确地落到工件存放块中。
步骤三、一个空置的工件存放块移动到各出料孔的下方。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明通过振动盘和管道自动将工件输送到逐个上料机构中，再通过滑板的往复滑动，以及进料块上的进料孔、滑板上的过渡孔和滑架上的出料孔相互配合，实现了将管道中依次排列的工件逐个分离到工件存放块上的功能，便于后续的自动化生产。
2、本发明中的中心固定盘同轴设置在切换转盘的上方并保持固定，为传感器的安装，留出了足够的空间，使得饮水器的安装更加稳定可靠。
3、本发明中的第二传感器组利用横向贯穿过渡孔的检测孔6-11，既能够检测过渡孔中是否进入工件，又能够检测工件顺利离开过渡孔。
4、本发明的每个安装机构处均设置有锤击气缸；锤击气缸能够自工件掉落为主出现偏差时，通过锤击产生的振动使工件进入到正确的位置，使得本发明具有了一定的自动纠错能力，进一步提高了本发明的自动化程度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中分离上料机构的立体图；
图3为本发明中逐个上料机构的立体图；
图4为本发明中逐个上料机构的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种条形回转体工件逐个自动上料装置，包括并排设置的振盘输料机构、输料圆管7和分离上料机构。振盘输料机构包括输料基座8、振动盘9和储料漏斗10。振动盘9共有两个。两个振动盘9均安装在上料基座18上。每个振动盘9均有两个工件输出口。振动盘9的上方均设置有储料漏斗10。储料漏斗10与上料基座18固定。储料漏斗10和振动盘9内均堆放有被上料的工件。
如图2、3和4所示，分离上料机构包括上料基座1、切换转盘2、中心固定盘3、切换驱动元件4、工件存放块5和逐个上料机构6。切换驱动元件4采用电机和减速器。切换转盘2支承在上料基座1的中部；切换驱动元件4安装在上料基座1上，且旋转输出口与切换转盘2固定，驱动切换转盘2转动和定位。中心固定盘3同轴设置在切换转盘2的上方；中心固定盘3的底部固定有固定柱。固定柱穿过切换转盘2的中心孔，且与上料基座1固定。八个工件存放块5均安装在切换转盘2顶面的边缘处，且沿着切换转盘2轴线的周向均布。每个工件存放块5的顶部均开设有四个工件安置位。工件安置位呈圆孔状，内径等于工件的直径，用于放置和定位工件。
逐个上料机构6安装在上料基座1上，且位于切换转盘2的一侧，其包括滑架6-1、送料气缸6-2、滑板6-3、进料块6-4、检测组件、气吹件6-5和锤击气缸6-6。滑架6-1固定在上料基座1的台面上；滑板6-3与滑架6-1构成沿切换转盘2径向滑动的滑动副。滑板6-3通过限位块6-9和气弹簧6-10限定内、外两个极限位置。送料气缸6-2固定在滑架6-1上，且活塞杆与滑板6-3固定。进料块6-4呈门状，固定在滑架6-1的外端。滑板6-3的外端穿过进料块6-4的下方。进料块6-4的中部并排开设有四个进料孔6-4-1；滑板6-3的外端并排开设有四个过渡孔6-3-1；滑架6-1的外端开设有四个出料孔。四个出料孔与四个进料孔6-4-1沿着滑板6-3的滑动方向对齐；且四个出料孔位于进料块6-4靠近切换转盘2轴线的一侧。当滑板6-3处于内极限位置时，四个过渡孔6-3-1与四个进料孔6-4-1分别对齐。当滑板6-3处于外极限位置时，四个过渡孔6-3-1与四个出料孔分别对齐。相邻两个出料孔的中心距等于相邻两个工件安置位的中心距。滑架6-1上的四个出料孔的轴线到切换转盘2轴线的距离，与工件存放块上的n个工件安置位的轴线到切换转盘2轴线的距离分别相等。在上料的过程中，滑架6-1上的四个出料孔位于其中一个工件存放块5上的n个工件安置位的正上方。
滑板6-3的厚度大于或等于被上料工件的长度，且小于被上料工件的长度的两倍，避免过渡孔6-3-1中落入两个被上料工件。气吹件6-5上设置有进气口和四个出气口，内部设置有连通进气口和出气口的流道。气吹件6-5的四个出气口分别位于四个出料孔的正上方，用于通过吹气避免被安装工件卡在过渡孔6-3-1或出料孔中。气吹件6-5的进气口连接到气泵的出气口。
滑板6-3的外端端部并排横向开设有四个检测孔6-11。四个检测孔6-11均水平贯通滑板6-3，且分别经过四个过渡孔6-3-1。检测组件包括第一传感器组和第二传感器组。第一传感器组包括四个第一光纤传感器6-7。四个第一光纤传感器6-7并排安装在滑架6-1的外端，且检测头与滑板6-3上的四个检测孔6-11分别对齐。当进料孔6-4-1中的工件掉落到过渡孔6-3-1中时，第一光纤传感器6-7由不被阻挡变为被阻挡，输出信号变化，第一光纤传感器6-7能够检测工件出料是否正常和到位以及给出进行下一步的信号。
第二传感器组包括四个第二光纤传感器6-8。四个第二光纤传感器6-8并排安装在中心固定盘3的边缘处。四个第二光纤传感器6-8的检测头高于工件存放块5的顶面，且分别位于滑架6-1上四个出料孔的下方。第二光纤传感器6-8用于检测工件是否顺利从各安装机构落入对应的工件存放块5。锤击气缸6-6安装在中心固定盘3上，活塞杆外端固定有锤头，且朝向对应的工件存放块5；当被安装工件卡在进料孔6-4-1、过渡孔6-3-1或出料孔时，锤击气缸6-6上的锤头撞击工件存放块5，产生辅助工件落下的振动。通过锤击气缸6-6和气吹件6-5相配合，能够克服绝大多数工件被卡住的问题，从而使得本发明的故障率大大降低。
上料块6-4的四个进料孔6-4-1的顶端与振盘输料机构的四个工件输出口分别通过输料圆管7连接；振动盘9将被上料工件逐个排列地送入输料圆管7中，并由输料圆管7输送到上料块6-4的进料孔6-4-1处。
该条形回转体工件逐个自动上料装置的工件自动上料方法的具体步骤如下：
步骤一、向储料漏斗10中倒入被上料的工件，工件经储料漏斗10进入到振动盘9中，振动盘9将工件逐个排列地送入四根输料圆管7中，并由输料圆管7输送到上料块6-4的四个进料孔6-4-1处。四个进料孔6-4-1中的工件分别掉落到滑板6-3上的四个过渡孔6-3-1中。之后重复执行步骤二和三，实现连续自动上料。
步骤二、送料气缸6-2推出，使得滑板6-3的过渡孔6-3-1中的工件移动到滑架6-1外端的出料孔上方，并经出料孔落入位于工件上料工位的工件存放块5中。之后，送料气缸6-2缩回复位，使得进料孔6-4-1中的下一个工件进入过渡孔6-3-1中。
各第一光纤传感器6-7分别检测对应的过渡孔6-3-1是否从进料孔6-4-1中获得工件，以及工件是否顺利离开过渡孔6-3-1；各第二光纤传感器6-8分别检测对应的出料孔是否输出工件到工件安置位。若工件在过渡孔6-3-1、出料孔卡住，或在工件安置位未平整放置，则气吹件吹出气体，锤击气缸进行多次伸缩来产生振动，使得卡住的工件发生运动，正确地落到工件存放块5中。
步骤三、切换转盘2均转动45°，使得一个新的空置的工件存放块5移动到各出料孔的下方。装有工件的工件存放块5上的各个工件并排设置，能够由工业机器人夹取后用于后续的自动化使用。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：各工件存放块5不通过切换转盘进行位置调节，而是通过输送带进行位置调节。

Claims (8)

1.一种条形回转体工件逐个自动上料装置，包括并排设置的振盘输料机构、输料圆管（7）和分离上料机构；其特征在于：所述振盘输料机构的n个物料输出口均通过振动盘（9）逐个排列地连续输出工件；所述的分离上料机构包括上料基座（1）、工件存放块（5）和逐个上料机构（6）；工件存放块（5）共有m个，m≥2；各工件存放块（5）的顶部均开设有n个物料安置位；工件存放块（5）能够在动力元件的驱动下移动；工件存放块（5）的移动轨迹经过逐个上料机构（6）的出料孔的下方；
所述的逐个上料机构（6）安装在上料基座（1）上，包括滑架（6-1）、送料动力元件、滑板（6-3）和进料块（6-4）；滑板（6-3）与滑架（6-1）构成滑动副；滑板（6-3）由送料动力元件驱动进行滑动；滑板（6-3）的外端经过进料块（6-4）的下方；进料块（6-4）的中部并排开设有n个进料孔（6-4-1）；滑板（6-3）的外端并排开设有n个过渡孔（6-3-1）；滑架（6-1）的外端开设有n个出料孔；当滑板（6-3）处于内极限位置时，n个过渡孔（6-3-1）与n个进料孔（6-4-1）分别对齐；当滑板（6-3）处于外极限位置时，n个过渡孔（6-3-1）与n个出料孔分别对齐；在上料的过程中，滑架（6-1）上的n个出料孔位于其中一个工件存放块（5）上的n个物料安置位的正上方；上料块（6-4）的n个进料孔（6-4-1）的顶端与振盘输料机构的n个物料输出口分别通过输料圆管（7）连接；
所述的逐个上料机构（6）还包括锤击气缸（6-6）；所述的锤击气缸（6-6）与上料基座（1）固定；锤击气缸（6-6）活塞杆外端朝向逐个上料机构（6）下方的工件存放块（5）的位置，且端部固定有锤头；锤击气缸（6-6）上的锤头撞击工件存放块（5），产生辅助工件落下的振动；
所述的逐个上料机构（6）还包括气吹件（6-5）；气吹件（6-5）朝下设置的n个出气口分别位于n个出料孔的正上方，用于通过吹气避免被安装工件卡在过渡孔（6-3-1）或出料孔中。
2.根据权利要求1所述的一种条形回转体工件逐个自动上料装置，其特征在于：所述的振盘输料机构包括输料基座（8）、振动盘（9）和储料漏斗（10）；一个或多个振动盘（9）均安装在上料基座（1）上；各振动盘（9）合计有n个工件输出口；振动盘（9）的上方均设置有储料漏斗（10）；储料漏斗（10）与上料基座（1）固定；储料漏斗（10）和振动盘（9）内均堆放有被上料的工件。
3.根据权利要求1所述的一种条形回转体工件逐个自动上料装置，其特征在于：所述的逐个上料机构（6）还包括第一传感器组；滑板（6-3）的外端端部并排横向开设有n个检测孔；n个检测孔与n个物料过渡孔（6-3-1）分别相贯；第一传感器组包括n个第一光纤传感器（6-7）；n个第一光纤传感器（6-7）并排安装在滑架（6-1）的外端，且检测头与滑板（6-3）上的n个检测孔分别对齐。
4.根据权利要求3所述的一种条形回转体工件逐个自动上料装置，其特征在于：所述的逐个上料机构（6）还包括第二传感器组；第二传感器组包括n个第二光纤传感器（6-8）；n个第二光纤传感器（6-8）并排设置；n个第二光纤传感器（6-8）的检测头位于工件存放块（5）的顶面与滑架（6-1）的底面之间，且与n个进料孔（6-4-1）分别位置对应。
5.根据权利要求1所述的一种条形回转体工件逐个自动上料装置，其特征在于：所述的分离上料机构还包括切换转盘（2）和切换驱动元件（4）；切换转盘（2）支承在上料基座（1）的中部；切换驱动元件（4）驱动切换转盘（2）转动和定位；m个工件存放块（5）均安装在切换转盘（2）顶面的边缘处，且沿着切换转盘（2）轴线的周向均布。
6.根据权利要求5所述的一种条形回转体工件逐个自动上料装置，其特征在于：所述的分离上料机构还包括中心固定盘（3）；所述的中心固定盘（3）同轴设置在切换转盘（2）的上方，且与上料基座（1）固定；锤击气缸（6-6）和各第二光纤传感器（6-8）均安装在中心固定盘（3）上。
7.根据权利要求1所述的一种条形回转体工件逐个自动上料装置，其特征在于：n个出料孔位于进料块（6-4）靠近切换转盘（2）轴线的一侧；滑板（6-3）的厚度大于或等于被上料工件的长度，且小于被上料工件的长度的两倍。
8.如权利要求4所述的一种条形回转体工件逐个自动上料装置的上料方法，其特征在于：步骤一、振盘输料机构将工件逐个排列地送入n根输料圆管（7）中，并由输料圆管（7）输送到上料块（6-4）的n个进料孔（6-4-1）处；n个进料孔（6-4-1）中的工件分别掉落到滑板（6-3）上的 n个过渡孔（6-3-1）中；之后重复执行步骤二和三，实现连续自动上料；
步骤二、送料动力元件驱动滑板（6-3）的过渡孔（6-3-1）中的工件移动到滑架（6-1）外端的出料孔上方，并经出料孔落入位于工件上料工位的工件存放块（5）中；之后，送料动力元件复位，使得进料孔（6-4-1）中的下一个工件进入过渡孔（6-3-1）中；
各第一光纤传感器（6-7）分别检测对应的过渡孔（6-3-1）是否从进料孔（6-4-1）中获得工件，以及工件是否顺利离开过渡孔（6-3-1）；各第二光纤传感器（6-8）分别检测对应的出料孔是否输出工件到物料安置位；若工件在过渡孔（6-3-1）、出料孔卡住，或在物料安置位未平整放置，则气吹件吹出气体，锤击气缸进行多次伸缩来产生振动，使得卡住的工件发生运动，正确地落到工件存放块（5）中；
步骤三、一个空置的工件存放块（5）移动到各出料孔的下方。
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