專利名稱：一種面向回轉類零件的自動上料裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及回轉類零件的上料裝置，特別涉及測量和測試領域中回轉類零件的自動上料裝置。
背景技術：
隨著安全生產的法制化和產品質量的規范化，在エ業生產中，采用人工上料存在勞動カ緊張、勞動強度大、工作單調和易產生誤操作等缺點，而自動上料裝置由于具有降低工人勞動強度、保證工人的操作安全和提高產品生產效率等優點，在生產中已經得到了越來越廣泛的普及和應用。對于中小型零件的自動上料，上料方式主要包括電磁式和壓電式振動料斗上料， 雖然振動料斗具有定向性好、送料平穩和通用性強等優點，并且在上料過程中不會損傷エ 件的加工表面，但是振動料斗的送料對象一般為質量較輕的中小型零件。對于質量較大的回轉類零件，現有的上料裝置常采用皮帶或輸送鏈對零件進行輸送，再通過擋板或軌道對零件進行自動排列，但零件在經過擋板時由于相互之間的摩擦，容易發生堵塞現象。
發明內容
本發明的目的在于為質量較大的回轉類零件提供一種往復搓動式自動上料裝置， 該裝置不僅避免了回轉類零件上料易發生的堵塞現象，而且通用性好，適用于多種規格的回轉類零件。為達到上述目的，本發明采用如下技術方案一種面向回轉類零件的自動上料裝置包括料倉排序機構、氣動推送裝置、PLC控制系統和人機交互模塊。所述的料倉排序機構將回轉類零件按照先后次序排成一列輸送到Y形上料等待區中；所述的氣動推送裝置通過氣缸和送料氣爪將Y形上料等待區中的回轉類零件逐個推送和搬運到送料結束區；所述的 PLC控制系統根據位置傳感器來判斷回轉類零件和推送氣缸所處的位置，并通過控制上料交流電機、推送氣缸和送料氣爪的協調運動來確保回轉類零件有序的上料；所述的人機交互模塊用于用戶輸入控制指令、設定參數，并同時顯示上料數量等參數。所述的料倉排序機構包括上料網帶、Y形上料裝置、往復滑動氣缸、從動V帶輪、V 帶、主動V帶輪、上料交流電機、變頻器和鏈傳動動カ滾筒，其中所述的主動V帶輪和上料交流電機的電機軸連接，所述的從動V帶輪通過V帶和主動V帶輪連接，所述的鏈傳動動カ滾筒主軸的ー側和從動V帶輪連接，所述的上料網帶通過鏈傳動動カ滾筒上的鏈輪和鏈傳動動カ滾筒連接，所述的Y形上料裝置安裝在上料網帶兩側的擋板上，所述的往復滑動氣缸安裝在Y形上料裝置的斜邊上，并對稱地分布在Y形上料等待區入口的兩側；所述的氣動推送裝置包括氣源、過濾器、減壓閥、電磁換向閥、Y方向推送氣缸、Y方向磁性開關、X方向接近開關、X方向磁性開關、X方向推送氣缸、Y方向接近開關、Y方向移動支撐臂、送料氣爪接近開關、送料氣缸、送料磁性開關、送料氣爪和送料等待區接近開關，所述的Y方向推送氣缸安裝在Y形上料裝置的末端，其活塞可以將Y形上料裝置末端的回轉類零件通過送料道推送到X方向推送氣缸的活塞處，所述的X方向推送氣缸安裝在Y方向推送氣缸行程的末端，其活塞可以將回轉類零件通過送料道推送到送料氣爪的抓取位置，所述的送料氣爪位于X方向推送氣缸行程的末端，其安裝在Y方向移動支撐臂的導軌上，所述的送料氣缸安裝在Y方向移動支撐臂上，其活塞通過和送料氣爪聯接可以將送料氣爪中抓取的回轉類零件推送到送料結束區中；所述的PLC控制系統包括數字量輸入模塊、中央處理器和數字量輸出模塊，其中所述的接近開關、磁性開關和按鈕與數字量輸入模塊連接；所述的數字量輸入模塊與中央處理器連接；所述的中央處理器與人機交互模塊中的顯示器和數字量輸出模塊連接；所述的數字量輸出模塊與人機交互模塊中的變頻器和警示燈連接。作為對上述技術方案的完善和補充，本發明還包括以下附加的技術特征所述的往復滑動氣缸的外側和Y形上料裝置的斜邊對齊，且滑動方向和Y形上料裝置的斜邊平行。所述的用于檢測Y形上料裝置的末端是否有回轉類零件接近的X方向接近開關、 所述的用于檢測X方向推送氣缸的活塞端是否有回轉類零件接近的Y方向接近開關、所述的用于檢測送料等待區是否有零件接近的送料等待區接近開關均安裝在送料道的側板中， 所述的用于檢測送料氣爪中是否有零件接近的送料氣爪接近開關安裝在送料氣爪的氣爪中。所述的用于判斷推送氣缸的活塞是否靠近的磁性開關安裝在氣缸缸筒的兩端。所述的人機交互模塊包括按鈕、警示燈和人機交互界面顯示器。本發明的工作程序流程主要包括以下步驟1、程序初始化系統電源開啟之后，PLC對各寄存器中的狀態變量以及標志位進行初始化。2、上料交流電機啟動、往復滑動氣缸啟動初始化程序之后，PLC通過數字量輸入模塊來檢測是否有按鈕按下，當檢測到啟動按鈕按下吋，數字量輸出模塊向變頻器發送一定頻率的PWM波形來控制上料交流電機的轉速，上料交流電機再通過主動V帶輪、V帶、從動V帶輪來帶動鏈傳動動カ滾筒轉動，鏈傳動動カ滾筒通過其上的鏈輪帶動上料網帶轉動，零件通過上料網帶輸送到達Y形上料裝置的同吋，往復滑動氣缸通過對進入Y形上料等待區中的零件進行往復的搓動，能夠使零件按照先后次序逐個排成一列進入Y形上料等待區中。3、Y方向推送氣缸推送零件X方向接近開關通過檢測有無零件接近來判斷是否有零件推送，當數字量輸入模塊接收到上料信號，并且X方向接近開關檢測有零件接近吋，Y方向推送氣缸立即推送零件，并通過Y方向磁性開關來判斷是否將零件推送到X方向推送氣缸的活塞所處的位置，推送結束后，Y方向推送氣缸開始返回，并通過Y方向磁性開關來判斷是否返回到初始位置， 如果不能返回到初始位置，則設備立即停止運轉，并通過報警燈進行聲光報警。4、X方向推送氣缸推送零件Y方向推送氣缸返回到初始位置后，Y方向接近開關檢測是否有零件接近，當檢測到零件接近吋，X方向推送氣缸立即推送零件，并通過X方向磁性開關來判斷是否將零件推送到送料氣爪的抓取位置，推送結束后，X方向推送氣缸開始返回，并通過X方向磁性開關來判斷是否返回到初始位置，如果不能返回到初始位置，則設備立即停止運轉，并通過報警燈進行聲光報警。5、送料氣爪抓緊零件送料等待區接近開關通過檢測有無零件接近來判斷是否有零件進入送料等待區， 當送料氣爪接近開關也檢測到零件接近吋，送料氣爪將零件抓緊。6、送料氣缸推送氣爪移動至送料結束區送料氣爪將零件抓緊之后，送料氣缸通過Y方向移動支撐臂上的導軌來推送送料氣爪和零件在Y方向上進行移動，并通過送料磁性開關來判斷是否將零件搬運到送料結束區。7、送料氣缸推送氣爪返回至送料等待區送料氣爪接近開關檢測零件是否移出送料結束區，當零件移出送料結束區后，送料氣缸再通過Y方向移動支撐臂上的導軌來推送送料氣爪返回至送料等待區，之后程序再返回到步驟2中循環運行。與現有技術相比，本發明采用往復搓動式上料，能夠使零件按照先后次序逐個排成一列進入Y形上料等待區中，避免了零件上料時發生堵塞現象，并且往復搓動式上料方式能夠適用于多種規格的回轉類零件；采用氣動技術對零件進行推送，能夠實現回轉類零件快速、準確的上料，可以大大提高生產效率。
圖1是本發明產品的主視圖；圖2是本發明產品的俯視圖；圖3是本發明的產品工作原理示意圖；圖4是本發明的產品工作程序流程圖；圖中1、上料網帶；2、按鈕開關；3、回轉類零件；4、Y形上料裝置；5、往復滑動氣缸；6、Y方向推送氣缸；7、Υ方向磁性開關；8、從動V帶輪；9、V帯；10、主動V帶輪；11、上料交流電機；12、送料道；13、X方向接近開關；14、鏈傳動動カ滾筒；15、X方向磁性開關；16、 X方向推送氣缸；17、Y方向接近開關；18、Υ方向移動支撐臂；19、送料氣爪接近開關；20、送料氣缸；21、送料磁性開關；22、送料氣爪；23、送料結束區；24、送料等待區；25、送料等待區接近開關；26、Y形上料等待區；27、安裝基準底板。
具體實施例方式本發明的一種面向回轉類零件的自動上料裝置的產品結構示意圖如圖1和圖2所示，包括料倉排序機構、氣動推送裝置、PLC控制系統和人機交互模塊。所述的料倉排序機構將回轉類零件C3)按照先后次序排成一列輸送到Y形上料等待區06)中；所述的氣動推送裝置通過氣缸(6、16、20)和送料氣爪0 將Y形上料等待區06)中的回轉類零件(3)逐個推送和搬運到送料結束區03)；所述的PLC控制系統根據位置傳感器(7、13、15、17、19、 21,25)來判斷回轉類零件(幻和推送氣缸(6、16、20)所處的位置，并通過控制上料交流電機(11)、推送氣缸(6、16、20)和送料氣爪0 的協調運動來確保回轉類零件C3)有序的上料；所述的人機交互模塊用于用戶輸入控制指令、設定參數，并同時顯示上料數量等參數。所述的料倉排序機構包括上料網帶(1)、Y形上料裝置(4)、往復滑動氣缸(5)、從動V帶輪(8)、V帶(9)、主動V帶輪(10)、上料交流電機(11)、變頻器和鏈傳動動カ滾筒 (14)，其中所述的主動V帶輪(10)和上料交流電機(11)的電機軸連接，所述的從動V帶輪 (8)通過V帶(9)和主動V帶輪(10)連接，所述的鏈傳動動カ滾筒(14)主軸的ー側和從動 V帶輪(8)連接，所述的上料網帶(1)通過鏈傳動動カ滾筒(14)上的鏈輪和鏈傳動動カ滾筒(14)連接，所述的Y形上料裝置(4)安裝在上料網帶(1)兩側的擋板上，所述的往復滑動氣缸( 安裝在Y形上料裝置(4)的斜邊上，并對稱地分布在Y形上料等待區06)入口的兩側；所述的氣動推送裝置包括氣源、過濾器、減壓閥、電磁換向閥、Y方向推送氣缸(6)、 Y方向磁性開關(7)、X方向接近開關(13)、X方向磁性開關(15)、X方向推送氣缸(16)、Y 方向接近開關(17)、Y方向移動支撐臂(18)、送料氣爪接近開關(19)、送料氣缸(20)、送料磁性開關(21)、送料氣爪02)和送料等待區接近開關(25)，所述的Y方向推送氣缸(6)安裝在Y形上料裝置的末端，其活塞可以將Y形上料裝置(4)末端的回轉類零件(3)通過送料道(1 推送到X方向推送氣缸(16)的活塞處，所述的X方向推送氣缸(16)安裝在 Y方向推送氣缸(6)行程的末端，其活塞可以將回轉類零件C3)通過送料道(1 推送到送料氣爪0 的抓取位置，所述的送料氣爪0 位于X方向推送氣缸(16)行程的末端，其安裝在Y方向移動支撐臂(18)的導軌上，所述的送料氣缸OO)安裝在Y方向移動支撐臂 (18)上，其活塞通過和送料氣爪0 聯接可以將送料氣爪0 中抓取的回轉類零件(3) 推送到送料結束區中；所述的PLC控制系統包括數字量輸入模塊、中央處理器和數字量輸出模塊，其中所述的接近開關(13、17、19、25)、磁性開關(7、15、21)和按鈕(2)與數字量輸入模塊連接；所述的數字量輸入模塊與中央處理器連接；所述的中央處理器與人機交互模塊中的顯示器和數字量輸出模塊連接；所述的數字量輸出模塊與人機交互模塊中的變頻器和警示燈連接。作為對上述技術方案的完善和補充，本發明還包括以下附加的技術特征所述的往復滑動氣缸(5)的外側和Y形上料裝置的斜邊對齊，且滑動方向和 Y形上料裝置的斜邊平行。所述的用于檢測Y形上料裝置⑷的末端是否有回轉類零件⑶接近的X方向接近開關(13)、所述的用于檢測X方向推送氣缸(16)的活塞端是否有回轉類零件(3)接近的 Y方向接近開關(17)、所述的用于檢測送料等待區04)是否有零件接近的送料等待區接近開關05)均安裝在送料道(12)的側板中，所述的用于檢測送料氣爪02)中是否有零件接近的送料氣爪接近開關(19)安裝在送料氣爪02)的氣爪中。所述的用于判斷推送氣缸(6、16、20)的活塞是否靠近的磁性開關(7、15、21)安裝在氣缸(6、16、20)缸筒的兩端。所述的人機交互模塊包括按鈕、警示燈和人機交互界面顯示器。本發明的一種面向回轉類零件的自動上料裝置的工作原理示意圖如圖3所示， 系統包括位置傳感器(7、13、15、17、19、21、25)、PLC控制系統、動カ系統和人機交互模塊。 所述的位置傳感器包括接近開關(13、17、19、25)和氣缸磁性開關(7、15、21)，其中接近開關(13、17、19、25)用于判斷是否有零件接近，氣缸磁性開關(7、15、21)用于判斷活塞是否靠近；所述的動カ系統包括電機系統和氣動系統，電機系統包括變頻器和上料交流電機 (11)，氣動系統包括氣源、過濾器、減壓閥、電磁換向閥、氣缸(6、16、20)和送料氣爪02)。 所述的人機交互模塊包括人機交互界面顯示器、按鈕和警示燈。PLC控制系統通過循環地檢測位置傳感器(7、13、15、17、19、21、25)的信號來進行回轉類零件(3)所處位置的判斷，并通過控制上料交流電機(11)、氣缸(6、16、20)和送料氣爪0 的協調運動來保證回轉類零件(3)有序的完成上料；人機交互模塊用于用戶通過按鈕( 來輸入啟動、停止和急停等指令，通過人機交互界面顯示器來輸入控制指令和修改參數，并同時顯示上料數量等參數，警示燈通過聲光報警的形式來反映設備當前的工作狀態。本發明的工作程序流程圖如圖4所示，主要包括以下步驟1、程序初始化系統電源開啟之后，PLC對各寄存器中的狀態變量以及標志位進行初始化。2、上料交流電機啟動、往復滑動氣缸啟動初始化程序之后，PLC通過數字量輸入模塊來檢測是否有按鈕按下，當檢測到啟動按鈕按下吋，數字量輸出模塊向變頻器發送一定頻率的PWM波形來控制上料交流電機(11) 的轉速，上料交流電機(11)再通過主動V帶輪(10)、V帶(9)、從動V帶輪(8)來帶動鏈傳動動カ滾筒(14)轉動，鏈傳動動カ滾筒(14)通過其上的鏈輪帶動上料網帶(1)轉動，回轉類零件⑶通過上料網帶(1)輸送到達Y形上料裝置⑷的同吋，往復滑動氣缸(5)通過對進入Y形上料等待區06)中的回轉類零件C3)進行往復的搓動，能夠使零件按照先后次序逐個排成一列進入Y形上料等待區06)中。3、Y方向推送氣缸推送零件X方向接近開關(1 通過檢測有無零件接近來判斷是否有零件推送，當數字量輸入模塊接收到上料信號，并且X方向接近開關(π)檢測有零件接近吋，Y方向推送氣缸(6) 立即推送零件，并通過Y方向磁性開關(7)來判斷是否將零件推送到X方向推送氣缸(6) 的活塞所處的位置，推送結束后，Y方向推送氣缸(6)開始返回，并通過Y方向磁性開關(7) 來判斷是否返回到初始位置，如果不能返回到初始位置，則設備立即停止運轉，并通過報警燈進行聲光報警。4、X方向推送氣缸推送零件Y方向推送氣缸(6)返回到初始位置后，Y方向接近開關(17)檢測是否有零件接近，當檢測到零件接近吋，X方向推送氣缸(16)立即推送零件，并通過X方向磁性開關(15) 來判斷是否將零件推送到送料氣爪02)的抓取位置，推送結束后，X方向推送氣缸(16)開始返回，并通過X方向磁性開關(15)來判斷是否返回到初始位置，如果不能返回到初始位置，則設備立即停止運轉，并通過報警燈進行聲光報警。5、送料氣爪抓緊零件送料等待區接近開關0 通過檢測有無零件接近來判斷是否有零件進入送料等待區(M)，當送料氣爪接近開關(19)也檢測到零件接近吋，送料氣爪0 將零件抓緊。6、送料氣缸推送氣爪移動至送料結束區送料氣爪0 將零件抓緊之后，送料氣缸OO)通過Y方向移動支撐臂上的導軌來推送送料氣爪和零件在Y方向上進行移動，并通過送料磁性開關01)來判斷是否將零件搬運到送料結束區03)。7、送料氣缸推送氣爪返回至送料等待區送料氣爪接近開關(19)檢測零件是否移出送料結束區03)，當零件移出送料結束區后，送料氣缸OO)再通過Y方向移動支撐臂(18)上的導軌來推送送料氣爪02)返回至送料等待區(M)，之后程序再返回到步驟2中循環運行。
權利要求
1.一種面向回轉類零件的自動上料裝置，包括料倉排序機構、氣動推送裝置、PLC控制系統和人機交互模塊，其特征在于所述的料倉排序機構包括上料網帶(1)、Y形上料裝置 (4)、往復滑動氣紅(5)、從動V帶輪(8)、V帶(9)、主動V帶輪(10)、上料交流電機(11)、變頻器和鏈傳動動カ滾筒(14)，其中所述的主動V帶輪(10)和上料交流電機(11)的電機軸連接，所述的從動V帶輪⑶通過V帶(9)和主動V帶輪(10)連接，所述的鏈傳動動カ滾筒(14)主軸的ー側和從動V帶輪(8)連接，所述的上料網帶(1)通過鏈傳動動カ滾筒(14) 上的鏈輪和鏈傳動動カ滾筒(14)連接，所述的Y形上料裝置(4)安裝在上料網帶(1)兩側的擋板上，所述的往復滑動氣缸( 安裝在Y形上料裝置的斜邊上，并對稱地分布在Y 形上料等待區06)入口的兩側；所述的氣動推送裝置包括氣源、過濾器、減壓閥、電磁換向閥、Y方向推送氣缸(6)、Y方向磁性開關(7)、Χ方向接近開關(13)、Χ方向磁性開關(15)、 X方向推送氣缸(16)、Y方向接近開關(17)、Y方向移動支撐臂(18)、送料氣爪接近開關 (19)、送料氣缸00)、送料磁性開關01)、送料氣爪0 和送料等待區接近開關(25)，所述的Y方向推送氣缸(6)安裝在Y形上料裝置(4)的末端，其活塞可以將Y形上料裝置(4)末端的回轉類零件C3)通過送料道(1 推送到X方向推送氣缸(16)的活塞處，所述的X方向推送氣缸(16)安裝在Y方向推送氣缸(6)行程的末端，其活塞可以將回轉類零件(3)通過送料道(1 推送到送料氣爪0 的抓取位置，所述的送料氣爪0 位于X方向推送氣缸(16)行程的末端，其安裝在Y方向移動支撐臂(18)的導軌上，所述的送料氣缸OO)安裝在Y方向移動支撐臂(18)上，其活塞通過和送料氣爪0 聯接可以將送料氣爪02)中抓取的回轉類零件C3)推送到送料結束區中；所述的PLC控制系統包括數字量輸入模塊、中央處理器和數字量輸出模塊，其中所述的接近開關(13、17、19、25)、磁性開關(7、15、 21)和按鈕( 與數字量輸入模塊連接；所述的數字量輸入模塊與中央處理器連接；所述的中央處理器與人機交互模塊中的顯示器和數字量輸出模塊連接；所述的數字量輸出模塊與人機交互模塊中的變頻器和警示燈連接。
2.根據權利要求1所述的ー種面向回轉類零件的自動上料裝置，其特征在于所述的往復滑動氣缸(5)的外側和Y形上料裝置的斜邊對齊，且氣缸的滑動方向和Y形上料裝置⑷的斜邊平行。
3.根據權利要求1所述的ー種面向回轉類零件的自動上料裝置，其特征在于所述的用于檢測Y形上料裝置⑷的末端是否有回轉類零件⑶接近的X方向接近開關(13)、所述的用于檢測X方向推送氣缸(16)的活塞端是否有回轉類零件(3)接近的Y方向接近開關 (17)、所述的用于檢測送料等待區04)是否有零件接近的送料等待區接近開關05)均安裝在送料道(1 的側板中，所述的用于檢測送料氣爪0 中是否有零件接近的送料氣爪接近開關(19)安裝在送料氣爪02)的氣爪中。
4.根據權利要求1所述的ー種面向回轉類零件的自動上料裝置，其特征在于所述的用于判斷推送氣缸(6、16、20)的活塞是否靠近的磁性開關(7、15、21)安裝在氣缸(6、16、20) 缸筒的兩端。
全文摘要
本發明公開了一種面向回轉類零件的自動上料裝置，包括料倉排序機構、氣動推送裝置、PLC控制系統和人機交互模塊。料倉排序機構將回轉類零件按照先后次序排成一列輸送到Y形上料等待區中；氣動推送裝置通過氣缸和氣爪將Y形上料等待區中的零件逐個推送和搬運到送料結束區；PLC控制系統通過控制上料交流電機、推送氣缸和送料氣爪的協調運動來確保零件有序的上料；人機交互模塊用于用戶輸入控制指令、設定參數，并同時顯示上料數量等參數。本發明采用往復搓動式上料，避免了零件上料時發生堵塞現象，并通過采用氣動技術對零件進行快速、準確的推送和搬運，大大提高了上料效率。
文檔編號B65G47/91GK102556654SQ20111000045
公開日2012年7月11日 申請日期2011年1月4日 優先權日2011年1月4日
發明者余忠華, 夏嘉廷, 洪濤 申請人:浙江大學