一种工件转移的到位控制装置及其控制方法 |
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| 申请号 | CN201710712951.5 | 申请日 | 2017-08-18 | 公开(公告)号 | CN107521977A | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 宁波黑田精工有限公司; | 发明人 | 陈驰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及自动化设备领域，特别涉及一种 工件 转移的到位控制装置及其控制方法，包括固定 支架 、步进 电机 、 转轮 ，步进电机倒立安装在固定支架的上方，转轮固定安装在步进电机的 主轴 上转轮安装在步进电机的 转轴 上，转轮内对应每个扇形缺口均设有一个电磁 吸盘 ，转轮的上端面设有同轴设置的接电盘，电磁吸盘连接在接电盘上；到位控制装置设有 控制器 。本发明的一种工件转移的到位控制装置及其控制方法，通过控制器控制步进电机通电工作，带动转轮旋转，通过 传感器 和触发器的配合，可以精确的控制转轮的旋转 角 度，并控制对应工位的电磁吸盘的通断，实现自动化的工件 吸附 、转移和下料，其结构较为简单，成本低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种工件转移的到位控制装置，其特征在于：包括固定支架(5a)、步进电机(5b)、转轮(5c)，步进电机(5b)倒立安装在固定支架(5a)的上方，转轮(5c)固定安装在步进电机(5b)的主轴上转轮(5c)安装在步进电机(5b)的转轴上，转轮(5c)周围沿其旋转方向设有取料工位(7a)、装配工位(7b)、下料工位(7c)以及空置工位(7d)，转轮(5c)设有底部敞口的内腔，转轮(5c)内对应每个扇形缺口(5c1)均设有一个用于将工件吸附在扇形缺口(5c1)内的电磁吸盘(5d)，转轮(5c)的上端面设有同轴设置的接电盘，电磁吸盘(5d)连接在接电盘上； |
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| 说明书全文 | 一种工件转移的到位控制装置及其控制方法技术领域[0001] 本发明涉及自动化设备领域，特别涉及一种工件转移的到位控制装置及其控制方法。 背景技术[0002] 压力保护开关是一种压力仪表的附件，压力过载保护器安装在压力仪表的压力接口与被测压力源之间，用于当被测介质压力高于压力过载保护器的设定值时，能及时切断进入压力仪表的通道，从而保护压力仪表不致因超压而损坏。 [0003] 通常压力保护开关都具有一个上盖组件和下盖组件，二者相卡接，上盖组件在装配时需要将调节旋钮装入上盖底部，现有的装配工艺，大多采用人工操作，装配时需要先将调节旋钮对准上盖底部的螺纹孔，再将旋钮旋入上盖内；而现有的自动化生产设备，对于工件的各个配件之间转运大多采用多个机械手，通过机械手实现工件的抓取、转运和下料；其结构相对复杂，并且成本高昂。 发明内容[0004] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种工件转移的到位控制装置。 [0005] 为解决上述问题，本发明提供以下技术方案： [0006] 一种工件转移的到位控制装置，包括固定支架、步进电机、转轮，步进电机倒立安装在固定支架的上方，转轮固定安装在步进电机的主轴上转轮安装在步进电机的转轴上，转轮周围沿其旋转方向设有取料工位、装配工位、下料工位以及空置工位，转轮设有底部敞口的内腔，转轮内对应每个扇形缺口均设有一个用于将工件吸附在扇形缺口内的电磁吸盘，转轮的上端面设有同轴设置的接电盘，电磁吸盘连接在接电盘上；到位控制装置设有控制器，控制器用于控制电磁吸盘和步进电机的电源通断。 [0007] 进一步的，该接电盘设有两个接电环，电磁吸盘的正负极接线分别连接在一个接电环上，固定支架安装有两个接电弹片，两个接电弹片分别抵触在一个接电环上；控制器分别与电源、步进电机连和两个接电弹片连接。 [0009] 进一步的，接电盘设有四个接电环及四个信号环，固定支架上设有四个接电弹片和四个信号传导弹片，每个接电弹片分别抵触在一个接电环上，每个信号传导弹片分别抵触在一个信号环上；电磁吸盘的正负极接线分别连接在两个接电环上，传感器的正负极接线分别连接在另两个接电环上，四个传感器的信号线分别连接在一个信号环上，四个信号传导弹片和四个接电弹片均与控制器连接；控制器分别与电源、步进电机连、四个接电弹片和四个信号弹片连接。 [0010] 进一步的，到位控制装置还包括有四个传感器和两个触发装置，四个传感器分别安装在转轮上一个扇形缺口的旁侧，两个触发装置安装在固定支架上且分别悬置于下料工位和空置工位上。 [0011] 进一步的，接电盘设有十个接电环及四个信号环，固定支架上设有十个接电弹片和四个信号传导弹片，十个接电环两两配合组成五对接电环，四个电磁吸盘的正负极接线和分别连接在一对接电环上，四个信号传导片的正负极接线均连接在一对接电环上，十个接电弹片分别抵触在一个接电环上，四个传感器的信号线分别连接在一个信号环上；控制器分别与电源、步进电机、十个接电弹片和四个信号传导弹片连接。 [0012] 到位控制装置的控制方法一，包括以下步骤： [0013] 1)步进电机步进90度到位时，控制器控制步进电机和四个电磁吸盘同时断电，使处于下料工位的工件可以离开，完成工件的下料； [0014] 2)1～3秒后，控制器控制四个电磁吸盘通电工作，实现取料工位和装配工位的工件吸附； [0015] 3)6～10秒后，控制器控制步进电机工作带动转轮旋转以完成工件的转移； [0016] 4)步进电机再次步进90度到位时，重复步骤1)、步骤2)、步骤3)。 [0017] 到位控制装置的控制方法二，包括以下步骤： [0018] 1)触发装置将传感器触发，说明步进电机步进90度到位，该传感器发送电信号至控制器，控制器控制步进电机和四个电磁吸盘同时断电，使处于下料工位的工件可以离开，完成工件的下料。 [0019] 2)1～3秒后，控制器控制四个电磁吸盘通电工作，实现取料工位和装配工位的工件吸附 [0020] 3)6～10秒后，控制器控制步进电机工作带动转轮旋转以完成工件的转移； [0021] 4)触发装置再次将传感器触发，重复步骤1)、步骤2)、步骤3)。 [0022] 到位控制装置的控制方法三，包括以下步骤： [0023] 1)触发装置将传感器触发，说明步进电机步进90度到位，该传感器发送电信号至控制器，控制器控制步进电机断电； [0024] 2)步进电机停止，下料工位和空置工位的触发装置将对应工位上的传感器触发，下料工位和空置工位上的传感器发送电信号至控制器，控制器控制下料工位与空置工位上的两个电磁吸盘断电，使处于下料工位的工件可以离开，完成工件的下料，同时取料工位和装配工位上的传感器未被触发，控制器控制取料工位和装配工位上的两个电磁吸盘保持通电工作，实现取料工位和装配工位的工件吸附； [0025] 3)6～10秒后，控制器控制步进电机工作带动转轮旋转以完成工件的转移[0026] 4)触发装置再次将传感器触发，重复步骤1)、步骤2)、步骤3)。 [0027] 有益效果：本发明的一种工件转移的到位控制装置及其控制方法，通过控制器控制步进电机通电工作，带动转轮旋转，通过传感器和触发器的配合，可以精确的控制转轮的旋转角度，并控制对应工位的电磁吸盘的通断，实现自动化的工件吸附、转移和下料，其结构较为简单，成本低。附图说明 [0028] 图1为装配生产线的立体结构示意图； [0029] 图2为上盖输送装置的立体结构示意图； [0030] 图3为治具的立体结构示意图； [0031] 图4为回转输送装置及到位控制装置实施例三的立体示意图一； [0032] 图5为回转输送装置及到位控制装置实施例三的立体示意图二； [0033] 图6为回转输送装置及到位控制装置实施例三的立体示意图三； [0034] 图7为旋钮装配台的立体结构示意图； [0035] 图8为旋钮装配台的剖视结构示意图； [0036] 图9为旋钮装配台的局部结构立体示意图； [0037] 图10为旋钮安装装置的立体结构示意图； [0038] 图11为旋钮安装装置的局部剖视结构示意图； [0039] 图12为旋钮输送装置的立体结构示意图； [0040] 图13为到位控制装置实施例一的系统框图； [0041] 图14为到位控制装置实施例二的系统框图； [0042] 图15为到位控制装置实施例三的系统框图； [0043] 附图标记说明：上盖1a，旋钮1b，旋钮装配台2，第一面板2a，抬升架2b，架空板2b1，压紧气缸2b2，压紧块2b3，导杆2b4，导向套2b5，安装板2b6，第二面板2c，导向块2c1，定位块2c2，机架2d，送料气缸3a，第二传送带3b，桥接件3c，第一传送带4，回转输送装置5，固定支架5a，步进电机5b，转轮5c，扇形缺口5c1，电磁吸盘5d，治具6，取料工位7a，装配工位7b，下料工位7c，空置工位7d，传感器8a，触发装置8b，旋钮安装装置9，棱柱轴9a，承托件9a1，轴套 9b，第一同步轮9b1，上压板9b2，下压板9b3，连接板9b4，推力轴承9b5，驱动电机9c，第二同步轮9c1，电动推杆9d，同步带9e，支撑件9f，支撑板9g，联轴器9h，向心轴承9h1。 具体实施方式[0045] 参照图1至图15的一种压力保护开关的上盖组件装配生产线，包括上盖输送装置和旋钮输送装置，上盖输送装置和旋钮输送装置之间设有旋钮装配台2，上盖输送装置上设有回转输送装置5，旋钮输送装置末端设有送料气缸3a，回转输送装置5用于将上盖输送装置上方输送的上盖1a移动至旋钮装配台2上，送料气缸3a用于将旋钮输送装置末端的旋钮1b推送至旋钮装配台2上待装配的上盖1a下方，装配时旋钮装配台2能够将旋钮1b自下而上旋入上盖1a内，回转输送装置5还用于在装配后将上盖组件重新输送至上盖输送装置上。 [0046] 上盖输送装置包括第一传送带4，回转输送装置5包括固定支架5a、步进电机5b、转轮5c，固定支架5a的底部连接在第一传送带4上远离旋钮装配台2的一侧，固定支架5a的上部悬置于第一传送带4上方，步进电机5b倒立安装在固定支架5a的上部，转轮5c固定安装在步进电机5b的主轴上，转轮5c拦截在第一传送带4上，转轮5c延周向开设有四个扇形缺口5c1；转轮5c的四分之一连接在旋钮装配台2上；第一传送带4上与旋钮装配台2相临的一个侧部顶端设有避让缺口；工作状态下，上盖1a在第一传送带4上前进，通过转轮5c将上盖1a拦截，并通过扇形缺口5c1将上盖1a卡固，步进电机5b带动转轮5c旋转一定角度，将上盖1a移动至旋钮装配台2上进行装配，装配后，转轮5c再次旋转将上盖组件重新移动至第一传送带4上，避让缺口对应上盖1a的弧线行进路线设置。 [0047] 为了避免工件被转轮5c旋转时产生的离心力甩出第一传送带4外，转轮5c设有底部敞口的内腔，转轮5c内对应每个扇形缺口5c1均设有一个用于将上盖1a吸附在扇形缺口5c1内的吸盘。 [0048] 考虑到上盖1a的特殊造型，采用气动吸盘不易吸附，因此吸盘采用电磁吸盘5d，而又考虑到上盖1a是塑料件，无法采用磁力吸附，因此本发明针对上盖1a的外形设计了导磁材料制成的治具6，该治具6设有与上盖1a外轮廓仿形的固定槽，固定槽底部设有供旋钮1b装配时穿过的通孔。 [0049] 转轮5c的上端面设有同轴设置的接电盘，该接电盘设有两个接电环，电磁吸盘5d的正负极接线分别连接在一个接电环上，固定支架5a安装有两个接电弹片，两个接电弹片分别抵触在一个接电环上。安装在固定支架5a上的两个接电弹片与外部电源连接，通过接电盘使电流流入电磁吸盘5d内，转轮5c旋转时，电磁吸盘5d的正负极接线相对转轮5c处于静止状态，因而可以避免发生绕线状况。 [0050] 该转轮5c上沿其旋转方向设有取料工位7a、装配工位7b、下料工位7c以及空置工位7d，位于取料工位7a的扇形缺口5c1正对第一传送带4的输送方向，所述转轮5c上还设有到位控制装置，该到位控制装置用于控制转轮5c旋转过程中，使自取料工位7a至装配工位7b的路程上的电磁吸盘5d以及自装配工位7b至下料工位7c的路程上的电磁吸盘5d对治具6进行磁力吸附，并使转轮5c停止时位于下料工位7c的电磁吸盘5d将治具6松开。 [0051] 到位控制装置的实施例一：到位控制装置设有控制器，控制器与电源连接，控制器和步进电机5b连接，控制器和两个接电弹片连接。 [0052] 对应到位控制装置实施例一的该到位控制装置的控制方法： [0053] 第一步，步进电机5b步进90度到位时，控制器控制步进电机5b和四个电磁吸盘5d同时断电，使处于下料工位7c的治具6可以离开，完成工件的下料； [0054] 第二步，1～3秒后，待治具6完全脱离转轮5c，控制器控制四个电磁吸盘5d通电工作，实现取料工位7a和装配工位7b的治具6吸附； [0055] 第三步，6～10秒后，待旋钮装配台2将旋钮1b旋入治具6的上盖1a内，控制器控制步进电机5b工作带动转轮5c旋转以完成工件的转移； [0056] 第四步，步进电机5b再次步进90度到位时，重复步骤1、步骤2、步骤3。 [0057] 因旋转过程中，电磁吸盘5d始终保持吸力，转轮5c自空置工位7d至取料工位7a的路程，为了避免将治具6吸尘第一传送带4外，第一传送带4上与旋钮装配台2对立的一侧上安装有挡板。 [0058] 到位控制装置的实施例二：到位控制装置包括有一个控制器、四个传感器8a和一个触发装置8b，四个传感器8a分别安装在转轮5c上一个扇形缺口5c1的旁侧，触发装置8b安装在固定支架5a上且悬置于下料工位7c上。 [0059] 对应到位控制装置实施例二的该到位控制装置的控制方法： [0060] 第一步，触发装置8b将一个传感器8a触发，说明步进电机5b步进90度到位，该传感器8a发送电信号至控制器，控制器控制步进电机5b和四个电磁吸盘5d同时断电，使处于下料工位7c的治具6可以离开，完成工件的下料； [0061] 第二步，1～3秒后，待治具6完全脱离转轮5c，控制器控制四个电磁吸盘5d通电工作，实现取料工位7a和装配工位7b的工件吸附； [0062] 第三步，6～10秒后，待旋钮装配台2将旋钮1b旋入上盖1a内，控制器控制步进电机5b工作带动转轮5c旋转以完成工件的转移； [0063] 第四步，触发装置8b再次将传感器8a触发，重复步骤1、步骤2、步骤3。 [0064] 相较于到位控制装置实施例一，实施例二通过传感器8a与触发器配合，确定步进电机5b的步进角度，使控制更为准确。 [0065] 对应到位控制装置的实施例二，接电盘另设有两个接电环及四个信号环，固定支架5a上另设有两个接电弹片和四个信号传导弹片，每个信号传导弹片分别抵触在一个信号环上，传感器8a的正负极接线分别连接在另设的两个接电环上，四个传感器8a的信号线分别连接在一个信号环上，四个信号传导弹片和四个接电弹片均与控制器连接。通过接电盘使电流流入传感器8a内为传感器8a供电，并通过信号环与信号传导弹片配合传输对应的传感器8a的电信号。 [0066] 且相较于到位控制装置实施例一，到位控制装置实施例二中，也应在第一传送带4的一侧上安装有挡板，其原因与到位控制装置实施例一相同。 [0067] 到位控制装置的实施例三：到位控制装置包括有一个控制器、四个传感器8a和两个触发装置8b，四个传感器8a分别安装在转轮5c上一个扇形缺口5c1的旁侧，两个触发装置8b安装在固定支架5a上且分别悬置于下料工位7c和空置工位7d上。 [0068] 对应到位控制装置实施例三的该到位控制装置的控制方法： [0069] 第一步，触发装置8b将传感器8a触发，说明步进电机5b步进90度到位，该传感器8a发送电信号至控制器，控制器控制步进电机5b断电； [0070] 第二步，步进电机5b停止，下料工位7c和空置工位7d的触发装置8b将对应工位上的传感器8a触发，下料工位7c和空置工位7d上的传感器8a发送电信号至控制器，控制器控制下料工位7c与空置工位7d上的两个电磁吸盘5d断电，使处于下料工位7c的治具6可以离开，完成工件的下料，同时取料工位7a和装配工位7b上的传感器8a未被触发，控制器控制取料工位7a和装配工位7b上的两个电磁吸盘5d保持通电工作，实现取料工位7a和装配工位7b的工件吸附； [0071] 第三步，6～10秒后，待旋钮装配台2将旋钮1b旋入治具6的上盖1a内，控制器控制步进电机5b工作带动转轮5c旋转以完成工件的转移； [0072] 第四步，触发装置8b再次将传感器8a触发，重复步骤1、步骤2、步骤3。 [0073] 相较于到位控制装置实施例一和二，到位控制装置实施例三中，下料工位7c至取料工位7a的路程上，电磁吸盘5d未供电，因而可以减少电能，并且也不用担心电磁吸盘5d始终保持吸力将治具6吸尘第一传送带4外的隐患。 [0074] 对应到位控制装置实施例三，接电盘另设有八个接电环及四个信号环，固定支架5a上另设有八个接电弹片和四个信号传导弹片，另设的八个接电环与原有的两个接电环两两配合组成五对接电环，四个电磁吸盘5d的正负极接线和分别连接在一对接电环上，四个信号传导片的正负极接线均连接在一对接电环上，另设的八个接电弹片分别抵触在另设的一个接电环上，四个传感器8a的信号线分别连接在一个信号环上，十个接电弹片和四个信号传导弹片均与控制器连接。通过接电盘的使电流流入传感器8a内为传感器8a供电，并通过信号环与信号传导弹片配合传输对应的传感器8a的电信号。 [0075] 上述到位控制装置的所有实施例中，所有的接电弹片均包括有与电源正极连接的正接电弹片和与电源负极连接的负接电弹片；对应的，所有接电环均包括有与正接电弹片连接的正接电环和与负接电弹片连接的负接电环。 [0076] 所述旋钮装配台2包括上下间隔设置的上盖定位台和旋钮定位台，该旋钮定位台下方设有驱动旋钮定位台上旋钮1b向上移动并旋入上盖1a底部的旋钮安装装置9。 [0077] 所述上盖定位台包括第一面板2a，该第一面板2a的顶部设有压紧装置，压紧装置包括固定在第一面板2a上的两个抬升架2b，两个抬升架2b顶部设有架空板2b1，装配工位7b位于架空板2b1和第一面板2a之间，架空板2b1上倒立安装有压紧气缸2b2，架空板2b1的下方设有压紧块2b3，压紧气缸2b2的伸缩杆竖直向下穿过架空板2b1后与压紧块2b3的顶部固定连接。 [0078] 转轮5c将上盖1a自第一传带上移动至装配工位7b后，通过压紧气缸2b2驱动压紧块2b3将上盖1a固定，以避免在装配过程上盖1a位移。 [0079] 架空板2b1上位于压紧气缸2b2的两侧分别设一个导杆2b4，架空板2b1上嵌入安装有与导杆2b4配合的导向套2b5，导杆2b4与导向套2b5滑动配合，架空板2b1下方设有一安装板2b6，两个导杆2b4的底部及压紧气缸2b2的伸缩杆底部均固定安装安装板2b6顶部，压紧块2b3可拆卸的连接在安装板2b6下方。导杆2b4与导向套2b5配合对压紧块2b3的运动进行导向，压紧块2b3的上开设有用于螺栓穿过的沉头，压紧块2b3通过螺栓固定在安装板2b6下方，以便于更换。 [0080] 根据上盖1a的特殊形状，压紧块2b3为上大下小的圆型阶梯台状，工作状态下，压紧块2b3能够嵌入上盖1a内部将上盖1a压紧在第一面板2a上，为了避免压紧块2b3将上盖1a压出痕迹，压紧块2b3为橡胶材质制成。 [0081] 旋钮定位台包括第二面板2c以及机架2d，第二面板2c固定在机架2d的上方，旋钮安装装置9设于机架2d内部，第二面板2c上的四个直角处均设有支撑杆，第一面板2a安装在四个支撑杆上，第二面板2c的上设有间隔分布的两个导向块2c1，两个导向块2c1之间设有滑道，滑道的末端设有一定位块2c2，该定位块2c2上面向滑道的一侧设有弧形的限位槽。 [0082] 旋钮安装装置9包括棱柱轴9a、轴套9b、驱动电机9c和电动推杆9d，轴套9b固定在第二面板2c的底部，棱柱轴9a穿插在轴套9b上并与轴套9b联动，驱动电机9c固定在第二面板2c底部且位于轴套9b的旁侧，驱动电机9c通过同步带9e与轴套9b传动连接，电动推杆9d固定在第二面板2c底部并位于棱柱轴9a的正下方，电动推杆9d的推杆顶端与棱柱轴9a的底部固定连接；工作状态下，电动推杆9d推动棱柱轴9a竖直向上插入旋钮1b底部的内六角凹槽内，并通过驱动电机9c带动旋钮1b螺旋上升旋入上盖1a内，第二面板2c设有供棱柱轴9a穿过的通孔，第一面板2a上设有供旋钮1b穿过的通孔。 [0083] 棱柱轴9a的上部设有承托件9a1，工作状态下，棱柱轴9a的顶端插入旋钮1b底部的内六角凹槽内，旋钮1b的下端面与承托件9a1接触连接。通过该承托件9a1扩大旋钮1b与棱柱轴9a的接触面积，以保持旋钮1b上升时的稳定性。 [0084] 棱柱轴9a的顶端边沿设有圆角，该圆角的设计是为了使旋钮1b能够自动校正，棱柱轴9a在将旋钮1b略微顶起后，旋钮1b能够顺着圆角自动校正，棱柱轴9a能够相对滑入旋钮1b内。 [0085] 所述轴套9b包括第一同步轮9b1、上压板9b2和下压板9b3，第一同步轮9b1的内孔与棱柱轴9a相吻合，上压板9b2的侧部设有连接板9b4，该连接板9b4竖直向上与第二面板2c的底部固定连接，下压板9b3位于上压板9b2的下方，第一同步轮9b1位于上压板9b2和下压板9b3之间，上压板9b2和下压板9b3之间设有四个呈矩形分布的拉紧螺栓，第一同步轮9b1通过拉紧螺栓产生的拉紧力被压合在上压板9b2和下压板9b3之间；上压板9b2与第一同步轮9b1上端之间、下压板9b3与第一同步轮9b1下端之间均设有推力轴承9b5。 [0086] 驱动电机9c的主轴上安装有第二同步轮9c1，同步带9e连接在第一同步轮9b1和第二同步轮9c1上。 [0087] 第二面板2c的底部设有间隔分布的两根支撑件9f，驱动电机9c安装在两个支撑件9f上，两个支撑件9f的底部设有L型的支撑板9g，电动推杆9d竖立安装在该支撑板9g上。 [0088] 为了避免电动推杆9d和推杆随棱柱轴9a一起旋转，棱柱轴9a与电动推杆9d的推杆之间通过联轴器9h连接，棱柱轴9a的下端嵌入在联轴器9h上部，联轴器9h的下部嵌入式的安装有两个向心轴承9h1，电动推杆9d的推杆顶部紧密插接在两个向心轴承9h1内。 [0089] 旋钮输送装置包括第二传送带3b，送料气缸3a安装在远离旋钮装配台2的一侧，第二传送带3b末端靠近旋钮装配台2的一侧设有用于将第二传送带3b末端和第二面板2c上滑道桥接的桥接件3c。 |
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