CN204867398U - 全自动粉末成型压力机控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动粉末成型压力机控制***，使用机械手代替人工执行取出工件并将工件摆放在料盘上的动作，解决现有人工执行该工序时效率低下、劳动力成本高和存在安全隐患的问题，将空料盘通过料盘存放装置输送至既定位置，并根据料盘位置和工件排放顺序设定机械手循环运行程序，机械手根据压力机工作频率，将工件从压力机出料位置取出后摆放在料盘上，用机械手代替人工来进行该项重复性劳动，效率更高，工件摆放位置更加准确，避免安全风险，设置工件底部毛刺去除装置和工件表面吹灰装置，能够一次完成工件表面粉末清理，在提高工作效率的同时，改善工件表面质量，通过控制***将所有执行机构统一协调和控制，大幅提高生产效率。

Description

全自动粉末成型压力机控制***

技术领域

本实用新型涉及粉末冶金设备技术领域，尤其涉一种全自动粉末成型压力机控制***。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，均属于粉末烧结技术，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。

现有粉末冶金主要包括以下步骤：

1、生产粉末，粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入机油、橡胶或石蜡等增塑剂；

2、压制成型，粉末在15-600MPa压力下，压成所需形状；

3、烧结，在保护气氛的高温炉或真空炉中进行，烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品；

4、后处理，一般情况下，烧结好的制件可直接使用，但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理，后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。

随着工业自动化程度的提升，在压制成型过程中已经基本上采用粉末压力成型机进行生产，在压力成型过程中主要依靠与成型产品相适配的模具作为关键部件，与压力机配合实现，经过模压成型的工件经过清理后进行下一道工序。

虽然采用压力机作为动力设备能够大大提高生产效率，但是，在具体应用过程中还存在以下问题：

1、模压成型的工件需要人工从模具上取出，由于压力机在工作中是循环动作的，即送料、模压和退料三个步骤循环，在设备完成退料后，工人需要尽快用手将工件取出，否则，在下一个循环进行时就会对在先成型的工件造成损伤，在整个工作中，工人持续进行重复性劳动，容易产生疲劳，需要不间断停机休息，效率低下，存在安全隐患，而且每台压力机需要配备一名工作人员，劳动成本较高；

2、由于工件是使用粉末经过高压成型，在成型过程中，其表面难免会附着一定量的粉末，如果将附着有粉末的工件直接进行烧结，则影响工件表面质量，因此，在模压成型完毕后，需要人工对工件表面粉末进行清理，效率低下，劳动成本较高；

3、现有的压力机成型过程中，对于一些体积较小的工件，为了避免工件磕伤，在生产过程中将工件按照一定的规律摆放在料盘上，现有的料盘是放置在托架上，当工件摆满一个料盘后，人工重新换取新的料盘，费时费力。

综上所述，开发一种能够全自动实现工件取出、表面粉末清理和自动存放料盘的全自动粉末成型压力机是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种全自动粉末成型压力机控制***，该全自动粉末成型压力机使用机械手代替人工执行取出工件并将工件摆放在料盘上的动作，解决现有人工执行该工序时效率低下、劳动力成本高和存在安全隐患的问题，使用料盘存放装置自动将料盘输送至既定位置，提高作业效率，同时配套设置工件底部毛刺去除装置和工件表面吹灰装置，能够一次完成工件表面粉末清理，在提高工作效率的同时，改善工件表面质量，通过控制***将所有执行机构统一协调和控制，大幅提高生产效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：全自动粉末成型压力机控制***，所述全自动粉末成型压力机包括压力机本体、料盘存放装置、机械手、工件底部毛刺去除装置和工件表面吹灰装置，所述机械手和料盘存放装置均位于压力机本体同一侧，机械手用于将压力机本体压制成型的工件抓取后放置到位于料盘存放装置的料盘上，所述工件底部毛刺去除装置和工件表面吹灰装置设于料盘存放装置和压力机本体之间，还包括控制***，包括总控制单元、机械手控制模块、安装在料盘存放装置上的存料盘位置传感器、压力传感器、电子秤、远程通信模块、安装在压力机本体上的进料控制阀和安装在工件表面吹灰装置上的清灰电磁阀，所述压力传感器安装在压力机的压力输出端，机械手控制模块与总控制单元双向通信，安装在料盘存放装置上的全部料盘位置传感器均通过信号线与总控制单元信号端连接，所述电子秤通过数据采集模块与总控制单元连接，总控制单元根据生产进程控制料盘存放装置中的第一电机和第二电机运转，同时控制存料盘升降油缸升降，总控制单元通过远程通信模块与控制终端连接，操作人员通过控制终端远程监控运行状况。

所述机械手包括底盘、竖向安装在底盘上的旋转电机、水平安装在旋转电机动力端的大臂、安装在大臂末端的机头、竖向安装在机头末端的高度调整杆和安装在高度调整杆下端的工件夹持装置，所述机头与大臂末端借助于旋转机构连接，所述工件夹持装置包括水平固定在调整杆下端的伸缩杆和竖向安装在伸缩杆末端的夹头，所述夹头为真空吸盘，真空吸盘的吸气端与压力机本体的真空装置连接。

所述料盘存放装置包括两套结构相同的料盘输送机构和一套料盘升降机构，所述两套料盘输送机构呈上下布设，所述料盘升降机构位于两套料盘输送机构前侧、且其位于最高位和最低位时分别与两套料盘输送机构平行。

所述每套料盘输送机构均包括底板、位于底板两侧的侧板、相对安装在两块侧板内侧的两套第二皮带输送机构，两套第二皮带输送机构中相对的两个皮带轮分别借助于主轴连接，主轴两端通过轴承与侧板安装，所述侧板外侧安装第二电机，第二电机动力输出端与其中一个主轴端部连接。

所述第二电机为伺服电机，所述底板顶面设有料盘位置传感器。

所述料盘升降机构包括固定板、竖向安装在固定板下方的料盘顶升液压缸和安装在固定板上方的料盘托架，所述料盘顶升液压缸的活塞杆穿过固定板后与料盘托架底部铰接，所述固定板上还设有用于引导料盘托架上下运动的导杆。

所述料盘托架包括断面形状为U形的底托和安装在底托内侧的两套第一皮带输送机构，所述第一皮带输送机构与第二皮带输送机构的结构相同，所述U形的底托外侧安装用于驱动第一皮带输送机构的第一电机，所述底托内侧设有料盘位置传感器。

所述工件表面吹灰装置包括圆柱筒体和设于圆柱筒体侧壁上的气腔与灰腔，所述气腔设于筒体侧壁内，所述灰腔为设于筒体内侧中部上下封闭的空腔，其上部为上开口的工件容纳腔，工件容纳腔底部通过阵列的通孔与灰腔连通，容纳腔侧面通过吹灰孔与气腔连通，所述气腔侧壁上设有进气口，进气口上设有清灰电磁阀。

所述工件底部毛刺去除装置包括安装板、固定在安装板下方的毛刷电机、借助于夹板安装在毛刷电机轴端的毛刷，所述毛刷电机借助于螺钉固定在安装板下表面，毛刷电机的主轴向上穿过安装板，主轴末端通过对开式夹板安装毛刷。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型所公开的全自动粉末成型压力机使用机械手代替人工执行取出工件并将工件摆放在料盘上的动作，解决现有人工执行该工序时效率低下、劳动力成本高和存在安全隐患的问题，将空料盘通过料盘存放装置输送至既定位置，并根据料盘位置和工件排放顺序设定机械手循环运行程序，机械手根据压力机工作频率，将工件从压力机出料位置取出后摆放在料盘上，用机械手代替人工来进行该项重复性劳动，效率更高，工件摆放位置更加准确，避免安全风险；使用料盘存放装置自动将料盘输送至既定位置，可以在料盘输送机构中同时存放两块以上的空料盘，当在既定位置的料盘摆满后，通过控制***实现空料盘更换，延长压力机无人值守的周期，可以一人同时值守多台设备，降低劳动成本，提高作业效率；本实用新型同时配套设置工件底部毛刺去除装置和工件表面吹灰装置，能够一次完成工件表面粉末清理，在提高工作效率的同时，改善工件表面质量，通过控制***将所有执行机构统一协调和控制，大幅提高生产效率。

附图说明

图1是控制***原理框图；

图2本全自动粉末成型压力机结构示意图；

图3是料盘存放装置结构示意图；

图4是图3的另一方向结构示意图；

图5是工件表面吹灰装置结构示意图；

图6是图5的全剖示意图；

图7是底部毛刺去除装置结构示意图；

图8是机械手结构示意图；

在附图中：；1、压力机本体；2、机械手；2-1、真空吸盘；2-2、伸缩杆；2-3、高度调整杆；2-4、机头；2-5、大臂；2-6、旋转电机；2-7、底盘；3、料盘存放装置；3-1、料盘顶升液压缸；3-2、第一皮带输送机构；3-3、第一电机；3-4、料盘位置传感器；3-5、第二皮带输送机构；3-6、侧板；3-7、底板；3-8、第二电机；4、电子秤；5、表面吹灰装置；5-1、筒体；5-2、进气口；5-3、物料容纳腔；5-4、吹灰孔；5-5、气腔；5-6、灰腔；6、底部毛刺去除装置；6-1、毛刷；6-2、夹板；6-3、安装板；6-4、毛刷电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

为解决现有粉末成型机需要人工取出工件，存在安全隐患，效率低和劳动成本高的问题，本实用新型提供一种如图1所示的全自动粉末成型压力机控制***，全自动粉末成型压力机包括压力机本体1、料盘存放装置3、机械手2、工件底部毛刺去除装置6、工件表面吹灰装置5和控制***，所述机械手2和料盘存放装置3均位于压力机本体1同一侧，机械手2用于将压力机本体1压制成型的工件抓取后放置到位于料盘存放装置3所存放的料盘上，所述工件底部毛刺去除装置6和工件表面吹灰装置5设于料盘存放装置3和压力机本体1之间，控制***包括总控制单元、机械手2控制模块、存料盘位置传感器3-4、压力传感器、电子秤4、远程通信模块、进料控制阀和清灰电磁阀，所述压力传感器安装在压力机的压力输出端，机械手2控制模块与总控制单元双向通信，安装在料盘存放装置3上的全部料盘位置传感器3-4均通过信号线与总控制单元信号端连接，所述电子秤4通过数据采集模块与总控制单元连接，总控制单元根据生产进程控制料盘存放装置3中的第一电机3-3和第二电机3-8运转，同时控制存料盘升降油缸升降，总控制单元通过远程通信模块与控制终端连接，操作人员通过控制终端远程监控运行状况。

进一步的，本实用新型所述机械手2（参见附图8）包括底盘2-7、竖向安装在底盘2-7上的旋转电机2-6、水平安装在旋转电机2-6动力端的大臂2-5、安装在大臂2-5末端的机头2-4、竖向安装在机头2-4末端的高度调整杆2-3和安装在高度调整杆2-3下端的工件夹持装置，所述机头2-4与大臂2-5末端借助于旋转机构连接，所述工件夹持装置包括水平固定在调整杆下端的伸缩杆2-2和竖向安装在伸缩杆2-2末端的夹头，所述夹头为真空吸盘2-1，真空吸盘2-1的吸气端与压力机本体1的真空装置连接。

进一步的，本实用新型所述料盘存放装置3（参见附图3-4）包括两套结构相同的料盘输送机构和一套料盘升降机构，所述两套料盘输送机构呈上下布设，所述料盘升降机构位于两套料盘输送机构前侧、且其位于最高位和最低位时分别与两套料盘输送机构平行；每套料盘输送机构均包括底板3-7、位于底板3-7两侧的侧板3-6、相对安装在两块侧板3-6内侧的两套第二皮带输送机构3-5，两套第二皮带输送机构3-5中相对的两个皮带轮分别借助于主轴连接，主轴两端通过轴承与侧板3-6安装，所述侧板3-6外侧安装第二电机3-8，第二电机3-8动力输出端与其中一个主轴端部连接；所述第二电机3-8为伺服电机，所述底板3-7顶面设有料盘位置传感器3-4；所述料盘顶升机构包括固定板、竖向安装在固定板下方的料盘顶升液压缸3-1和安装在固定板上方的料盘托架，所述料盘顶升液压缸3-1的活塞杆穿过固定板后与料盘托架底部铰接，所述固定板上还设有用于引导料盘托架上下运动的导杆；所述料盘托架包括断面形状为U形的底托和安装在底托内侧的两套第一皮带输送机构3-2，所述第一皮带输送机构3-2与第二皮带输送机构3-5的结构相同，所述U形的底托外侧安装用于驱动第一皮带输送机构3-2的第一电机3-3，所述底托内侧设有料盘位置传感器3-4。

进一步的，本实用新型所述工件表面吹灰装置5（参见附图5-6）包括圆柱筒体5-1和设于圆柱桶体侧壁上的气腔5-5与灰腔5-6，所述气腔5-5设于筒体5-1侧壁内，所述灰腔5-6为设于筒体5-1内侧中部上下封闭的空腔，其上部为上开口的工件容纳腔5-3，工件容纳腔5-3底部通过阵列的通孔与灰腔5-6连通，容纳腔侧面通过吹灰孔5-4与气腔5-5连通，所述气腔5-5侧壁上设有进气口5-2，进气口5-2上设有清灰电磁阀。

进一步的，本实用新型所述工件底部毛刺去除装置6（参见附图7）包括安装板6-3、固定在安装板6-3下方的毛刷电机6-4、借助于夹板6-2安装在毛刷电机6-4轴端的毛刷6-1，所述毛刷电机6-4借助于螺钉固定在安装板6-3下表面，毛刷电机6-4的主轴向上穿过安装板6-3，主轴末端通过对开式夹板6-2安装毛刷6-1。

在具体应用过程中，本实用新型所公开的全自动粉末成型压力机是在现有粉末压力成型机的基础上进行改造，在现有上料装置的管道上安装进料控制阀，与压力机动力端配套安装压力传感器，并设置总控制单元，将机械手控制模块、存料盘位置传感器、压力传感器和电子称作为总控制单元信号采集单元，总控制单元根据所采集的信号和工况控制存料盘电机（第一电机和第二电机）、存料盘升降油缸、清灰电磁阀和进料控制阀，在使用机械手取出工件时，首先将工件放置在毛刷顶部，刷去工件底部毛刺，然后将工件放置在表面清灰装置的工件容纳腔内，打开清灰电磁阀，压缩气体进入气腔，并从吹灰孔吹出，清理工件表面粉末，最后由机械手将工件放置在料盘上，当料盘摆满工件时，第一电机驱动第一皮带输送机构将摆盘工件的料盘向位于上方的料盘输送机构方向推送，位于上方的第二皮带输送机构将料盘向外输送，同时，料盘升降液压缸带动托架向下运动，当托架与位于下方的料盘输送机构平齐时停止，位于下方的第二皮带输送机构将空料盘向第一皮带输送机构方向推送，直至就位后，位于下方的第二皮带输送机构和第一皮带输送就均停止动作，料盘顶升液压缸将托架顶起至既定位置，开始下一循环的工作；安装压力传感器的作用在于，如果向模内添加的粉末原料重量大于标准量，则需要较大压力来实现成型，压力传感器将数据传递给总控制单元，总控制单元通过控制进料控制阀来降低每次添加的原料重量，实现精细化生产。

总之，本实用新型所公开的全自动粉末成型压力机使用机械手代替人工执行取出工件并将工件摆放在料盘上的动作，解决现有人工执行该工序时效率低下、劳动力成本高和存在安全隐患的问题，将空料盘通过料盘存放装置输送至既定位置，并根据料盘位置和工件排放顺序设定机械手循环运行程序，机械手根据压力机工作频率，将工件从压力机出料位置取出后摆放在料盘上，用机械手代替人工来进行该项重复性劳动，效率更高，工件摆放位置更加准确，避免安全风险；使用料盘存放装置自动将料盘输送至既定位置，可以在料盘输送机构中同时存放两块以上的空料盘，当在既定位置的料盘摆满后，通过控制***实现空料盘更换，延长压力机无人值守的周期，可以一人同时值守多台设备，降低劳动成本，提高作业效率；本实用新型同时配套设置工件底部毛刺去除装置和工件表面吹灰装置，能够一次完成工件表面粉末清理，在提高工作效率的同时，改善工件表面质量，通过控制***将所有执行机构统一协调和控制，大幅提高生产效率。

Claims (9)

1.一种全自动粉末成型压力机控制***，所述全自动粉末成型压力机包括压力机本体（1）、料盘存放装置（3）、机械手（2）、工件底部毛刺去除装置（6）和工件表面吹灰装置（5），所述机械手（2）和料盘存放装置（3）均位于压力机本体（1）同一侧，机械手（2）用于将压力机本体（1）压制成型的工件抓取后放置到位于料盘存放装置（3）的料盘上，所述工件底部毛刺去除装置（6）和工件表面吹灰装置（5）设于料盘存放装置（3）和压力机本体（1）之间，其特征在于：还包括控制***，包括总控制单元、机械手控制模块、安装在料盘存放装置上的存料盘位置传感器（3-4）、压力传感器、电子秤（4）、远程通信模块、安装在压力机本体上的进料控制阀和安装在工件表面吹灰装置上的清灰电磁阀，所述压力传感器安装在压力机的压力输出端，机械手控制模块与总控制单元双向通信，安装在料盘存放装置（3）上的全部料盘位置传感器（3-4）均通过信号线与总控制单元信号端连接，所述电子秤（4）通过数据采集模块与总控制单元连接，总控制单元根据生产进程控制料盘存放装置（3）中的第一电机和第二电机运转，同时控制存料盘升降油缸升降，总控制单元通过远程通信模块与控制终端连接，操作人员通过控制终端远程监控运行状况。

2.根据权利要求1所述的全自动粉末成型压力机控制***，其特征在于：所述机械手（2）包括底盘（2-7）、竖向安装在底盘（2-7）上的旋转电机（2-6）、水平安装在旋转电机（2-6）动力端的大臂（2-5）、安装在大臂（2-5）末端的机头（2-4）、竖向安装在机头（2-4）末端的高度调整杆（2-3）和安装在高度调整杆（2-3）下端的工件夹持装置，所述机头（2-4）与大臂（2-5）末端借助于旋转机构连接，所述工件夹持装置包括水平固定在调整杆下端的伸缩杆（2-2）和竖向安装在伸缩杆（2-2）末端的夹头，所述夹头为真空吸盘（2-1），真空吸盘（2-1）的吸气端与压力机本体（1）的真空装置连接。

3.根据权利要求2所述的全自动粉末成型压力机控制***，其特征在于：所述料盘存放装置（3）包括两套结构相同的料盘输送机构和一套料盘升降机构，所述两套料盘输送机构呈上下布设，所述料盘升降机构位于两套料盘输送机构前侧、且其位于最高位和最低位时分别与两套料盘输送机构平行。

4.根据权利要求3所述的全自动粉末成型压力机控制***，其特征在于：所述每套料盘输送机构均包括底板（3-7）、位于底板（3-7）两侧的侧板（3-6）、相对安装在两块侧板（3-6）内侧的两套第二皮带输送机构（3-5），两套第二皮带输送机构（3-5）中相对的两个皮带轮分别借助于主轴连接，主轴两端通过轴承与侧板（3-6）安装，所述侧板（3-6）外侧安装第二电机（3-8），第二电机（3-8）动力输出端与其中一个主轴端部连接。

5.根据权利要求4所述的全自动粉末成型压力机控制***，其特征在于：所述第二电机（3-8）为伺服电机，所述底板（3-7）顶面设有料盘位置传感器（3-4）。

6.根据权利要求5所述的全自动粉末成型压力机控制***，其特征在于：所述料盘升降机构包括固定板、竖向安装在固定板下方的料盘顶升液压缸（3-1）和安装在固定板上方的料盘托架，所述料盘顶升液压缸（3-1）的活塞杆穿过固定板后与料盘托架底部铰接，所述固定板上还设有用于引导料盘托架上下运动的导杆。

7.根据权利要求6所述的全自动粉末成型压力机控制***，其特征在于：所述料盘托架包括断面形状为U形的底托和安装在底托内侧的两套第一皮带输送机构（3-2），所述第一皮带输送机构（3-2）与第二皮带输送机构（3-5）的结构相同，所述U形的底托外侧安装用于驱动第一皮带输送机构（3-2）的第一电机（3-3），所述底托内侧设有料盘位置传感器（3-4）。

8.根据权利要求7所述的全自动粉末成型压力机控制***，其特征在于：所述工件表面吹灰装置（5）包括圆柱筒体（5-1）和设于圆柱筒体侧壁上的气腔（5-5）与灰腔（5-6），所述气腔（5-5）设于筒体（5-1）侧壁内，所述灰腔（5-6）为设于筒体（5-1）内侧中部上下封闭的空腔，其上部为上开口的工件容纳腔（5-3），工件容纳腔（5-3）底部通过阵列的通孔与灰腔（5-6）连通，容纳腔侧面通过吹灰孔（5-4）与气腔（5-5）连通，所述气腔（5-5）侧壁上设有进气口（5-2），进气口（5-2）上设有清灰电磁阀。

9.根据权利要求8所述的全自动粉末成型压力机控制***，其特征在于：所述工件底部毛刺去除装置（6）包括安装板（6-3）、固定在安装板（6-3）下方的毛刷电机（6-4）、借助于夹板（6-2）安装在毛刷电机（6-4）轴端的毛刷（6-1），所述毛刷电机（6-4）借助于螺钉固定在安装板（6-3）下表面，毛刷电机（6-4）的主轴向上穿过安装板（6-3），主轴末端通过对开式夹板（6-2）安装毛刷（6-1）。