專利名稱：一種電飯煲鍋蓋防溢蓋板上下料裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于自動化生產線上自動上下料裝置技術領域，涉及一種由步進電機通過聯(lián)軸器、軸承、傳動軸等驅動的機械臂，機械臂上安裝可伸縮氣缸、限位觸點開關和吸盤，并與控制器和氣源相連接組成的電飯煲鍋蓋防溢蓋板上下料裝置。
背景技術：
電飯煲鍋蓋防溢蓋板由密封環(huán)、鋁蓋(圓周沖擊出矩形槽和齒)和塑料環(huán)(圓環(huán)上帶有突出的矩形塊，用于連接翻蓋轉軸)組成，需通過沖壓機將鋁蓋上的齒沖壓平，從而將密封環(huán)、鋁蓋和塑料環(huán)三者固定在一起?，F(xiàn)有的鍋蓋防溢蓋板沖壓生產技術是工人手工將密封環(huán)、鋁蓋和塑料環(huán)套在一起形成半成品，調整好方向后將半成品放入沖壓機沖壓， 工人再從設備中取出鍋蓋防溢蓋板成品，放入成品區(qū)后，再組裝下一個半成品，重復以上過程。以上的生產流程中，放入鍋蓋防溢蓋板半成品，取出成品，放入成品區(qū)占了整個生產流程的大部分時間(遠超一半的時間)，十分費時，工人在一次生產流程中幾乎沒有停歇，持續(xù)工作時間長，勞動強度大。整個流程自動化水平低、效率低。如何減少單次生產時間，提高生產效率問題長期以來困擾著電飯煲生產廠商。傳統(tǒng)的自動化生產線及上下料裝置多采用順序平動方式，需要專用的機械手才能與沖壓機集成在一起工作。而上下料工業(yè)機械手成本較高，且多為單個機械手完成上下料全部工作，機械手工作中存在冗余的往返重復工作階段，效率低。同時，傳統(tǒng)的機械手上下料對待加工工件的擺放高度有嚴格要求，往往是代加工件只能加工完一個，再擺放下一個。導致工人準備代加工件的工序時間必須與上下料作業(yè)工序時間嚴格同步，不具有緩沖功能。由于人工準備半成品操作過程存在多種不確定性，從而使得自動上下料裝置因半成品準備不及時出現(xiàn)停機概率提高。而安排多個工人備料又會帶來人力成本的提高。下面將要介紹的技術方案便是基于這種背景下產生的。
發(fā)明內容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種智能化旋轉型吸附式的鍋蓋防溢蓋板生產線所需的自動上下料裝置。本實用新型包括步進電機、聯(lián)軸器、軸承、傳動軸、控制器、氣源、機械臂、可伸縮氣缸、限位觸點開關、吸盤、U型卡槽等。步進電機固定安裝在沖壓機機架右上端；上軸承固定安裝在沖壓機機架上端面，下軸承固定安裝在沖壓機機架下端面；傳動軸上下端穿入上下軸承中，垂直安裝；步進電機通過聯(lián)軸器與傳動軸固定連接；傳動軸中間部位上、按圓周均勻分布、固定安裝有6個處于同一水平面上的機械臂，相鄰機械臂夾角60度；6個機械臂跟隨傳動軸一起轉動；每個機械臂的末端都垂直安裝上可伸縮氣缸；氣缸下端正下方安裝有吸盤，氣缸下端通過連接桿固定安裝有限位觸點開關，限位觸點開關應安裝在吸盤盤面以外，且高度應略高于吸盤底面；U型卡槽固定安裝在與沖壓機機架下端面共面的固定平板上，卡槽口朝向與沖壓機機架長度方向成固定角度；控制器由電源、單片機、步進電機驅動器、電磁閥和電磁開關組成，固定安裝在沖壓機機架上，電源負責給單片機、步進電機驅動器、電磁閥、電磁開關以及限位觸點開關供電，控制器與步進電機相連組成旋轉控制系統(tǒng)，與氣缸和限位觸點開關相連組成伸縮控制系統(tǒng)，與吸盤相連組成吸附控制系統(tǒng)。工人將鍋蓋防溢蓋板的半成品疊加壘放在U型卡槽中。防溢蓋板半成品、成品工位以及沖壓機的沖壓加工位三者分布在以傳動軸為中心的圓周上，卡入U型卡槽中的半成品與沖壓加工位間隔120度，沖壓加工位與成品工位間隔60度，沖壓加工位中心點到傳動軸的距離等于機械臂的長度。初始時， 有一個機械臂正好位于防溢蓋板的半成品上方。工作流程為第一步控制器通過電磁閥來調節(jié)待加工防溢蓋板半成品上方機械臂的氣缸伸長，直到限位觸點開關接觸到防溢蓋板半成品時，控制器打開電磁開關，控制吸盤吸附起防溢蓋板半成品，而后控制器控制氣缸縮短；第二步控制器通過步進電機驅動器，控制步進電機順時針旋轉120度，帶動傳動軸旋轉，將吸附有半成品的機械臂旋轉至沖壓加工位處；第三步控制器控制沖壓加工位上方的機械臂釋放半成品到沖壓加工位上；與此同時，控制器控制下一個待加工半成品上方的機械臂重復與第一步相同的過程，將下一個半成品吸附起來；第四步控制器控制機械臂順時針旋轉30度，使得機械臂離開沖壓頭工作區(qū)間；沖壓機沖壓，形成防溢蓋板成品；而后控制器控制機械臂順時針旋轉30度；第五步控制成品上方的機械臂吸附起防溢蓋板成品；第六步控制器控制機械臂順時針旋轉60度；第七步控制器控制沖壓加工位上方的機械臂重復與第三步相同的過程，將半成品釋放到沖壓加工位上；與此同時，控制器控制下一個待加工防溢蓋板半成品上方的機械臂重復與第一步相同的過程，將下一個防溢蓋板半成品吸附起來；與此同時，控制器控制成品工位上方的機械臂釋放防溢蓋板成品；第八步循環(huán)第四到第七步，即可實現(xiàn)連續(xù)自動上下料。本實用新型相比于現(xiàn)有技術具有以下有益效果(I)工人只需要將半成品放入U型卡槽中，使卡口卡住塑料環(huán)突起部分，而后本裝置會自動將半成品放入沖壓機中，并將成品自動放入成品區(qū)，從而減少了人工作業(yè)時間，提高了上下料效率；(2)氣缸末端安裝有限位觸點開關，從而可以感知到代加工件的高度，使得半成品可以多個疊加壘放在一起，使得工人準備代加工件的工序時間不需要嚴格與上下料作業(yè)工序時間完全同步，具有了智能和緩沖功能；(3)采用旋轉型工作方式，相比順序平動方式，節(jié)省空間，更容易與現(xiàn)有的沖壓機集成組合在一起；(4)通過安裝6個機械臂，使得本裝置只需要順時針連續(xù)旋轉就可實現(xiàn)自動上下料，不需要改變轉動方向，從而不存在往返運動，沒有空行程，工作效率高；(5)6個機械臂對稱安裝，U型卡槽中的半成品、成品工位與沖壓加工位之間位置固定，從而使得通過U型卡槽對半成品的初始姿態(tài)的一次卡位，就可保證鍋蓋防溢蓋板放入到沖壓加壓平臺上的方向正確，降低產品的報廢率；[0021](6)采用吸盤吸附和U型卡槽卡位方式，簡單高效，且只需要通過調節(jié)U型卡槽和吸盤的大小，就可以適應不同規(guī)格的防溢蓋板自動上下料需求，裝置通用性強。

圖I是本實用新型的主視圖；圖2是本實用新型的電氣控制結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種智能化旋轉型吸附式的電 飯煲鍋蓋防溢蓋板上下料裝置。本發(fā)明包括步進電機I、聯(lián)軸器2、上軸承3A、下軸承3B，傳動軸4、控制器16、氣源17、機械臂5A、5B、5C、5D、5E、5F、可伸縮氣缸6、限位觸點開關7、吸盤8、U型卡槽11等。沖壓機15為矩形(長0. 65m、寬0. 65m、高0. 70m)，沖壓加工位12位于沖壓機15的底面中心，沖壓加工位12正上方安裝有沖壓頭14，沖壓加工位12圓周均勻分布安裝上沖頭13 ;步進電機I固定安裝在矩形沖壓機15機架的右上端；上軸承3A固定安裝在沖壓機15機架上端面，下軸承3B固定安裝在沖壓機15機架下端面；直徑0. 03m、長0. 70m的鋁合金傳動軸4上下端穿入上下軸承3A、3B中，垂直安裝在沖壓機15機架的右上角；步進電機I通過聯(lián)軸器2與傳動軸4固定連接；傳動軸4中間部位上、按圓周均勻分布、固定安裝有6個處于同一水平面上的、等長的鋁合金機械臂5A、5B、5C、5D、5E、5F，相鄰機械臂之間的夾角為60度，6個機械臂跟隨傳動軸4 一起轉動，每個機械臂長0. 45m ;鋁合金機械臂5A、5B、5C、 、5E、5F的末端都垂直安裝上可伸縮氣缸6，可伸縮氣缸6長度在0. 20m-0. 35m之間變化；氣缸6下端正下方安裝有吸盤8，氣缸6下端通過連接桿固定安裝有限位觸點開關7，限位觸點開關7應安裝在吸盤8盤面以外，且高度應略高于吸盤8底面；U型卡槽11固定安裝在與沖壓機15機架下端面共面的固定平板上，卡槽口朝向與沖壓機15機架長度方向成60度；控制器16由電源18、單片機22、步進電機驅動器19、電磁閥20和電磁開關21組成，固定安裝在沖壓機15機架上，電源18負責給單片機22、步進電機驅動器19、電磁閥20、電磁開關21以及限位觸點開關7供電，控制器16與步進電機I相連組成旋轉控制系統(tǒng)，與氣缸6和限位觸點開關7相連組成伸縮控制系統(tǒng)，與吸盤8相連組成吸附控制系統(tǒng)。工人將鍋蓋防溢蓋板10的半成品放入U型卡槽11中。防溢蓋板10的半成品、成品工位9以及沖壓機15的沖壓加工位12三者分布在以傳動軸4為中心的圓周上，沖壓加工位12中心點到傳動軸4的距離等于機械臂5E的長度。初始時，機械臂5C正好位于防溢蓋板10的半成品上方。詳細的工作流程為第一步控制器16控制電磁閥20來改變機械臂5C的氣缸6活塞兩側的壓力差，從而控制位于防溢蓋板10半成品上方的氣缸6伸長；當限位觸點開關7接觸到防溢蓋板10半成品時，限位觸點開關7給控制器16反饋一個電信號；氣缸6停止伸長，控制器16開始打開電磁開關21，控制吸盤8吸附起防溢蓋板10半成品；而后控制器16控制氣缸6縮短
0.05m ；第二步控制器16通過步進電機驅動器19，控制步進電機I順時針旋轉120度，帶動傳動軸4旋轉，將吸附有防溢蓋板10半成品的機械臂5C旋轉至沖壓加工位12處；此時，機械臂5A處于下一個防溢蓋板10半成品的正上方；第三步控制器16控制機械臂5C的氣缸6伸長，當限位觸點開關7接觸到沖壓加工位12平面時，限位觸點開關7給控制器16反饋一個電信號，并控制吸盤8釋放半成品10，而后氣缸6縮短0. 05m ;與此同時，控制器16控制機械臂5A重復與第一步相同的過程，將下一個防溢蓋板10半成品吸附起來；第四步控制器16控制機械臂5C順時針旋轉30度，離開沖壓頭14工作區(qū)間；沖壓機15沖壓，形成防溢蓋板10成品；而后控制器16控制相鄰機械臂5B順時針旋轉30度到防溢蓋板10成品上方；
第五步控制器16控制機械臂5B的氣缸6伸長、吸盤8吸附起防溢蓋板10成品；第六步控制器16通過步進電機驅動器19，控制步進電機I順時針旋轉60度，帶動傳動軸4旋轉，吸附有防溢蓋板10成品的機械臂5B旋轉至成品工位9上，將吸附有防溢蓋板10半成品的機械臂5A旋轉至沖壓加工位12處；第七步控制器16控制機械臂5A重復與第三步相同的過程，使得機械臂5A上的防溢蓋板10半成品釋放到沖壓加工位12上，機械臂5E吸附起下一個防溢蓋板10半成品吸附起來；于此同時，控制器16控制機械臂5B釋放前一個防溢蓋板10成品到成品工位9上；第八步控制器16控制機械臂5A順時針旋轉30度，離開沖壓頭14工作區(qū)間；沖壓機15沖壓，形成防溢蓋板10成品；而后控制器16控制相鄰機械臂5F順時針旋轉30度到防溢蓋板10成品上方；第九步控制器16控制機械臂5F的氣缸6伸長、吸盤8吸附起防溢蓋板10成品；第十步控制器16通過步進電機驅動器19，控制步進電機I順時針旋轉60度，帶動傳動軸4旋轉，將吸附有防溢蓋板10半成品的機械臂5E旋轉至沖壓加工位12處，吸附有防溢蓋板10成品的機械臂5F旋轉至成品工位9上；第十一步控制器16控制機械臂5E重復與第三步相同的過程，使得機械臂5E上的防溢蓋板10半成品釋放到沖壓加工位12上，機械臂5C吸附起下一個防溢蓋板10半成品吸附起來；于此同時，控制器16控制機械臂5F釋放前一個防溢蓋板10成品到成品工位9上；第十二步控制器16控制機械臂5E順時針旋轉30度，離開沖壓頭14工作區(qū)間；沖壓機15沖壓，形成防溢蓋板10成品；而后控制器16控制相鄰機械臂順時針旋轉30度到防溢蓋板10成品上方；第十三步控制器16控制機械臂5D的氣缸6伸長、吸盤8吸附起防溢蓋板10成品；第十四步控制器16通過步進電機驅動器19，控制步進電機I順時針旋轉60度，帶動傳動軸4旋轉，吸附有防溢蓋板10成品的機械臂旋轉至成品工位9上，將吸附有防溢蓋板10半成品的機械臂5C旋轉至沖壓加工位12處；第十五步控制器16控制機械臂5C重復與第三步相同的過程，使得5C釋放防溢蓋板10半成品到沖壓加工位12平面，并且機械臂5A吸附起下一個防溢蓋板10半成品；于此同時，控制器16控制機械臂釋放前一個防溢蓋板10成品到成品工位9上；第十六步循環(huán)第四到第十五步，即可實現(xiàn)連續(xù)自動上下料。
權利要求1.一種電飯煲鍋蓋防溢蓋板上下料裝置，包括步進電機(I)、聯(lián)軸器(2)、上軸承(3A)、下軸承(3B)、傳動軸(4)、控制器(16)、氣源(17)、機械臂(5A、5B、5C、ro、5E、5F)、可伸縮氣缸(6)、限位觸點開關(7)、吸盤(8)、U型卡槽(11)，其特征在于步進電機⑴固定安裝在矩形沖壓機(15)機架右上端；傳動軸⑷垂直安裝；步進電機⑴通過聯(lián)軸器⑵與傳動軸(4)固定連接；傳動軸(4)中間部位上、按圓周均勻分布、固定安裝有6個處于同一水平面上的機械臂(5A、5B、5CjD、5E、5F);每個機械臂的末端都垂直安裝上可伸縮氣缸(6)；氣缸(6)下端正下方安裝有吸盤(8)，氣缸(6)下端通過連接桿固定安裝有限位觸點開關(7);U型卡槽(11)固定安裝在與沖壓機(15)機架下端面共面的固定平板上；控制器(16)由電源(17)、單片機(22)、步進電機驅動器(19)、電磁閥(20)和電磁開關(21)組成。
2.根據(jù)權利要求I所述的電飯煲鍋蓋防溢蓋板上下料裝置，其特征在于氣缸(6)下端通過連接桿固定安裝有限位觸點開關(7)，限位觸點開關(7)應安裝在吸盤(8)盤面以夕卜，且高度應略高于吸盤(8)底面；限位觸點開關(7)可以感知到工件的高度，使得半成品可以多個疊加壘放在一起。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的電飯煲鍋蓋防溢蓋板上下料裝置，其特征在于U型卡槽(11)與沖壓機(15)機架長度方向成60度；通過調節(jié)U型卡槽(11)和吸盤(8)的大小，可以適應不同規(guī)格的防溢蓋板自動上下料。
專利摘要本實用新型屬于自動上下料裝置技術領域，涉及一種由步進電機驅動的6個機械臂，機械臂上都安裝可伸縮氣缸、限位觸點開關和吸盤，并與控制器和氣源相連接組成的電飯煲鍋蓋防溢蓋板上下料裝置。本實用新型會自動將半成品放入沖壓機中，并將成品自動放入成品區(qū)，提高上下料效率；采用旋轉型工作方式，節(jié)省空間，且無空行程；限位觸點開關可以感知到工件的高度，使得半成品可以多個疊加壘放在一起；采用吸盤吸附和U型卡槽卡位方式，簡單高效，只需要調節(jié)U型卡槽和吸盤的大小，就可適應不同規(guī)格的防溢蓋板，通用性強。
文檔編號B21D43/18GK202498166SQ20122003512
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權日2012年2月3日
發(fā)明者嚴天宏, 李青, 王斌銳, 金英連, 駱浩華 申請人:中國計量學院