技术领域
[0001] 本
发明涉及一种皮带轮生产线设备，具体涉及一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备。
背景技术
[0002] 皮带轮生产线的前一工序间断性的生产出固定数量
工件(皮带轮)，由于后一工序
节拍时间较长，所以接收的皮带轮一部分会通过机械手抓取流入下一工序，一部分会暂时存放在存储区；随着生产，前一工序会处于工艺上的无皮带轮流出阶段，这时存储区的皮带轮会被提取出来流入下一工序；当储存区皮带轮被消耗完时，前一工序的皮带轮会流出，如此循环生产，保证自动生产线的连续性。同时，流入下一工序的皮带轮，需要固定的角度，以便机械手抓取后，能够正确的放入下一工序的定位工装上。
[0003] 而目前的生产线缺乏暂存储设备及旋转角度定位设备。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备，用以解决现有皮带轮生产线工序间皮带轮缺少暂存设备和缺少旋转角度定位设备的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备，包括接收单元、定位单元、夹取释放单元、运送单元、旋转角度定位单元、存储单元；所述接收单元与定位单元连接，所述接收单元上的皮带轮通过定位单元实现皮带轮定位；所述夹取释放单元和运送单元设置在接收单元的上方，所述夹取释放单元安装在运送单元上；所述旋转角度定位单元和存储单元分别设置在接收单元的两侧，所述夹取释放单元通过运送单元将皮带轮运送至旋转角度定位单元或存储单元，实现皮带轮旋转角度或存储的功能。
[0007] 优选地，所述接收单元包括传送带；所述定位单元包括定位
气缸、定位件、定位平台，所述传送带的一侧与定位平台对接，所述定位平台的一侧设有定位件，所述定位件连接定位气缸，通过定位气缸推送定位件至定位平台上实现调整传送带上待被夹取皮带轮的中心
位置。
[0008] 优选地，所述传送带的上方设有挡件装置，所述挡件装置包括挡件气缸、滑轨和挡件
块，所述挡件块设置在滑轨上并与挡件气缸连接。
[0009] 优选地，所述运送单元包括运送
丝杆和运送
电机；所述夹取释放单元通过连接件可滑动的与运送丝杆连接；所述夹取释放单元包括上下气缸、夹取气缸和夹爪机构，所述夹爪机构与夹取气缸连接，所述夹爪气缸与上下气缸连接。
[0010] 优选地，所述夹爪机构包括两组倒L形
支架和两组爪手，所述两组倒L形支架的顶端分别连接夹取气缸；所述两组爪手分别与两组倒L形支架的另一端可拆卸的连接。
[0011] 优选地，所述旋转角度定位单元包括
工作台，所述工作台上设有旋转托盘，所述旋转托盘穿设过工作台连接旋转
伺服电机，所述旋转托盘的上方设有相机，所述相机通过
信号连接图像检查单元。
[0012] 优选地，所述图像检查单元包括视觉检测系统，所述视觉检测系统可以通过电脑实时显示皮带轮旋转角度，并且可以进行皮带轮角度旋转的参数设定和皮带轮图像设置。
[0013] 优选地，所述存储单元包括操作
框架、托盘和托盘电机，所述托盘设置在操作框架内，所述托盘电机通过丝杆连接托盘，所述托盘上穿设有至少一根定位杆，所述定位杆的底部固定在操作框架内，所述托盘与定位杆之间留有活动间隙；所述操作框架的顶部设有到位
传感器二，所述到位传感器二位于定位杆的一侧，所述到位传感器二检测定位杆顶部皮带轮的到位情况。
[0014] 优选地，所述托盘的两侧各设有一根
导轨，所述托盘通过导块与导轨滑动连接。
[0015] 本发明还提供了一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备的操作方法，步骤如下：
[0016] S1:传送带接收上一个工序流出的皮带轮；
[0017] S2：当皮带轮由传送带传送至与传送带对接的定位平台时，电气控制系统控制定位气缸将定位件推至定位平台上，皮带轮通过定位件调整皮带轮自身的中心位置，使皮带轮的位置适合夹取释放单元抓取；
[0018] 同时，电气控制系统根据预设的工序节拍，电气控制系统控制传送带停止转动，并且电气控制系统控制挡件气缸推动挡件块在滑轨上滑动至传送带的上方，阻止传送带上的皮带轮进入定位平台中；
[0019] S3:运送单元运送夹取释放单元即运送电机驱动连接件连接的上下气缸在运送丝杆上滑动至定位平台上，上下气缸推动夹取气缸向下，夹取气缸的横向气杆向外扩张，带动气杆连接的两组倒L形支架之间的距离拉开，两组倒L形支架连接的两组爪手之间的距离也被拉开；
[0020] S4:通过上下气缸带动夹取气缸向下运动，使待抓取的皮带轮位于两组相对设置的爪手之间；
[0021] S5:通过夹取气缸横向气杆缩回带动两组倒L形支架之间的距离缩小，同时两组倒L形支架连接的两组爪手之间的距离也缩小并夹住皮带轮的两侧；
[0022] S6:上下气缸的气杆收回，带动气杆连接的夹取气缸向上；
[0023] S7:根据电气控制系统预设的程序，通过运送单元将夹取释放单元夹取的皮带轮运送至旋转角度定位单元或存储单元。
[0024] 本发明具有如下优点：
[0025] 本设备通过视觉系统、旋转角度定位系统，实现了对皮带轮的角度初识别、角度旋转、角度精定位、角度检测，实现了皮带轮角度定位功能。解决了自动生产线各个工序由于节拍不同带来的问题，也解决了工序之间需要特定角度位置问题，起到承前启后作用，保证自动化各工序不间断的生产。
附图说明
[0026] 图1为本发明一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备的系统装配立体图；
[0027] 图2为本发明一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备的系统装配俯视图；
[0028] 图3为本发明一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备的接收单元和定位单元的结构立体图；
[0029] 图4为本发明一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备的夹取释放单元和运送单元的结构立体图；
[0030] 图5为本图4中的A-A局部放
大爆炸图；
[0031] 图6为本发明一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备的旋转角度定位单元立体图；
[0032] 图7为本发明一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备的存储单元立体图。
[0033] 图中：
[0034] 1、接收单元；1.1传送带；1.2、导向件；1.3、挡件气缸；1.4、到位传感器一；1.5、挡件块；2、定位单元；2.1、定位气缸；2.2、定位气缸固定块；2.3、定位件；2.4、定位平台；3、运送单元；3.1、运送丝杆；3.2、运送伺服电机；3.3、连接件；4、夹取释放单元；4.1、上下气缸；4.2、夹取气缸；4.3、倒L形支架；4.4、爪手；4.5、快换销；5、旋转角度定位单元；5.1、旋转托盘；5.2、
位置传感器；5.3、相机；5.4、旋转伺服电机；5.5、
支撑架；5.6、
LED灯；5.7、工作台；
5.8、报警器；6、存储单元；6.1、托盘；6.2、定位杆；6.3、到位传感器二；6.4、限位传感器；
6.5、托盘电机；6.6、导轨；6.7丝杆；6.8、操作框架；7、
人机交互系统；8、电气控制系统。
具体实施方式
[0035] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0036] 如图1和2所示，为本发明提供的一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备，包括接收单元1、定位单元2、夹取释放单元4、运送单元3、旋转角度定位单元5、存储单元6、人机交互系统7和电气控制系统8；所述接收单元1与定位单元2连接，所述接收单元1上的皮带轮通过定位单元2实现皮带轮定位；所述夹取释放单元4和运送单元3设置在接收单元1的上方，所述夹取释放单元4安装在运送单元3上；所述旋转角度定位单元5和存储单元6分别设置在接收单元1的两侧，所述夹取释放单元4通过运送单元3将皮带轮运送至旋转角度定位单元5或存储单元6，实现皮带轮旋转角度或存储的功能；本发明通过电气控制系统8控制实施，并通过人机交互系统7对电气控制系统8进行预设程序和状态显示。
[0037] 如图3所示，为接收单元1和定位单元2的结构示意图，接收单元1包括传送带1.1；定位单元2包括定位平台2.4、定位件2.3、滑轨和定位气缸2.1；传送带1.1的一侧与定位平台2.4对接，定位平台2.4的一侧安装定位件2.3和定位气缸2.1；定位件2.3的形状为“V”形结构，可以快速、准确定位圆形皮带轮。
[0038] 定位件2.3连接定位气缸2.1的气杆，定位气缸2.1通过“L”形的定位气缸固定块2.2固定在
水平面上；通过定位气缸2.1的气杆推送定位件2.3至定位平台2.4上，实现调整从传送带1.1上传送来的皮带轮的中心位置；传送带1.1的上方安装有挡件装置，挡件装置包括挡件气缸1.3、滑轨和挡件块1.5，挡件块1.5安装在滑轨上并与挡件气缸1.3的气杆连接；通过挡件气缸1.3的气杆推动挡件块1.5滑动至传送带1.1的上方，从而阻挡传送带1.1上后续传送的皮带轮；挡件装置的一侧设有到位传感器一1.4，到位传感器一1.4通过信号连接电气控制系统，电气控制系统根据到位传感器一1.4发出的信号，控制挡件气缸1.3的气杆推动挡件块1.5在滑轨上滑动，从而阻挡传送带1.1上后续传送的皮带轮。
[0039] 定位气缸2.1根据所选程序，电气控制系统8控制定位气缸2.1伸出还是缩回，以实现不同皮带轮的快速换型(由于运送单元3、夹取释放单元4不能前后运动，所以只能通过定位气缸2.1前后运动来调节皮带轮中心位置，从而来实现不同直径皮带轮的中心定位，能够使夹取释放单元4正确夹取皮带轮)。
[0040] 进一步，传送带1.1上设有导向件1.2，导向件1.2包括直线结构和开口的喇叭结构，直线结构设置在传送带1.1上，开口的喇叭结构与上一个工序对接，用于导向传递皮带轮至传送带1.1上。
[0041] 如图4和图5所示，为运送单元3和夹取释放单元4的结构示意图；运送单元3通过连接件3.3连接夹取释放单元4，通过预设的程序，运送单元根据接收不同的信号通过带动夹取释放单元把皮带轮件运送到不同的位置；运送单元3包括运送丝杆3.1和运送电机3.2，所述运送丝杆3.1的底部通过支架设置在水平面上，运送丝杆3.1的一端安装有运送电机3.2；所述夹取释放单元4包括上下气缸4.1、夹取气缸4.2和两组倒L形支架4.3和两组爪手4.4；
上下气缸4.1通过连接件3.3连接运送丝杆3.1，运送电机3.2通过驱动连接件3.3使上下气缸4.1在运送丝杆3.1上滑动；上下气缸4.1的竖直气杆连接夹爪气缸4.2，夹取气缸4.2的横向气杆分别连接两组倒L形支架4.3的顶端；两组爪手4.4分别与两组倒L形支架4.3的另一端通过快换销4.5可拆卸的连接；换型时只需要卸下快换销4.5，即可更换夹爪，实现不同皮带轮的快速换型；
[0042] 进一步，爪手4.4呈L形结构或可与待夹取皮带轮的外形相匹配的结构，两组爪手4.4相对设置，便于夹取皮带轮。当皮带轮换型时，只需要卸下快换销4.5，替换成与皮带轮的外形相匹配的爪手，即可实现不同皮带轮的快速换型。进一步，所述两组爪手呈L形结构且相对设置，所述两组爪手相对设置的内侧设有防滑条，用于增加夹取皮带轮时的摩擦；进一步，所述防滑条呈锯齿形。
[0043] 如图6所示，为旋转角度定位单元的结构示意图，旋转角度定位单元包括工作台5.7，所述工作台5.7上安装有旋转托盘5.1，待旋转的皮带轮放置在旋转托盘5.1上；所述旋转托盘5.1穿设过工作台5.7的中心后连接旋转伺服电机5.4的
转轴；旋转托盘5.1的上方设有相机5.3，所述相机5.3通过支撑架5.5与工作台5.7连接，所述相机5.3通过信号连接图像检查单元；
[0044] 工作台5.7上安装有位置传感器5.2，位置传感器5.2位于旋转托盘5.1的一侧，用于检测皮带轮是否放置在旋转托盘5.1上，位置传感器5.2通过信号连接PLC
控制器系统，根据位置传感器5.2发送的信号，PLC控制器系统控制相机5.3对下方托盘5.1上的皮带轮进行拍摄，相机5.3通过信号连接图像检查单元，图像检查单元包括视觉检测系统，所述视觉检测系统可以通过电脑实时显示皮带轮旋转角度，并且可以进行皮带轮角度旋转的参数设定和皮带轮图像设置，然后托盘5.1通过旋转伺服电机5.4旋转至设定角度，再拍照确认角度是否正确(实拍的皮带轮角度会与视觉检测系统里的电脑
基础图像对比)并给机械手发送合格或者不合格信号，发出合格信号，机械手可抓取皮带轮放入下一工序，若旋转角度超出基础图像设定范围，设备报警，即旋转角度不合格，发出不合格信号，机械手抓取皮带轮放入不良品架上。
[0045] 进一步，为了确保照
相图案稳定，在相机5.3的下方安装有LED灯5.6，LED灯5.6设置在旋转托盘5.1的上方，用于给旋转托盘5.1上放置的皮带轮补光。进一步，工作台上安装有报警器5.8，并通过PLC控制器系统控制。
[0046] 如图7所示，为存储单元6的结构示意图，存储单元6包括操作框架6.8、托盘6.1和托盘电机6.5；托盘6.1设置在操作框架6.8内，托盘6.1为三角体的结构，托盘6.1三角体的一面呈垂直状通过L形带
螺母的连接架连接
螺纹的丝杆6.7，丝杆6.7通过托盘电机6.5驱动(丝杆和电机的连接方式是
现有技术，不是本发明的创新点，故不在此赘述)，托盘6.1三角体的另一面呈水平状且穿设有三根圆柱形的定位杆2，每根定位杆6.2的底部均固定在操作框架6.8内，且托盘1与每根定位杆6.8之间留有活动间隙；托盘6.1上定位杆6.8的存储长度可以通过托盘6.1的上下移动拉大或缩小；
[0047] 操作框架6.8的顶部安装有三组到位传感器二6.3，三组到位传感器二6.3与三根定位杆6.2相对应，且到位传感器二6.3位于定位杆6.2顶部一侧的，到位传感器二6.3用于检测定位杆6.2顶端存储皮带轮的到位情况；当托盘6.1定位杆6.2的顶部存满三个皮带轮后，到位传感器二6.3会将定位杆6.2顶部存储皮带轮的到位情况反馈给电气控制系统8，电气控制系统8控制托盘电机6.5带动托盘6.1向下移动一层，再存三个皮带轮，以此类推。
[0048] 进一步，托盘6.1的两侧均设有一根导轨6.6，所述托盘1的两侧通过导块在导轨6.6滑动；为了防止托盘1移动超出导轨6的范围，在托盘1的低端和顶端分别设有一组限位传感器6.4，限位传感器6.4用于感应托盘6.1在导轨6.6上的位置；
[0049] 根据生产的皮带轮高度不同，存储单元6最多能存储13-15层皮带轮，也就是39-45件皮带轮；当取件或者存件时，托盘6.1会带动皮带轮移动到合适的位置，运送单元3会带动夹件释放单元4，去每个位置存件或者取件，实现皮带轮的暂存储和供应作用。
[0050] 本发明还提供了一种皮带轮暂存储及旋转角度定位设备的操作方法，步骤如下：
[0051] S1:传送带1接收上一个工序流出的皮带轮；
[0052] S2:皮带轮在导向件1.2的导向作用下，在传送带1的正中央传送；当皮带轮传送至与传送带1.1对接的定位平台2.4时，电气控制系统控制定位气缸2.1将定位件2.3推至定位平台2.4上，皮带轮通过定位件2.3调整皮带轮自身的中心位置，使皮带轮的位置适合夹取释放单元4抓取；
[0053] 同时，电气控制系统根据预设的工序节拍，电气控制系统控制传送带1.1停止转动，并且电气控制系统控制挡件气缸1.3推动挡件块1.5在滑轨上滑动至传送带1.1的上方，阻止传送带1.1上的皮带轮进入定位平台2.4中；
[0054] S3:运送单元3运送夹取释放单元4即运送电机3.2驱动连接件3.3连接的上下气缸4.1在运送丝杆3.1上滑动至定位平台2.4上，上下气缸4.1推动夹取气缸4.2向下，夹取气缸
4.2的横向气杆向外扩张，带动气杆连接的两组倒L形支架4.3之间的距离拉开，两组倒L形支架4.3连接的两组爪手4.4之间的距离也被拉开；
[0055] S4:通过上下气缸4.1带动夹取气缸4.2向下运动，使待抓取的皮带轮位于两组相对设置的爪手4.4之间；
[0056] S5:通过夹取气缸4.2横向气杆缩回带动两组倒L形支架4.3之间的距离缩小，同时两组倒L形支架4.3连接的两组爪手4.4之间的距离也缩小并夹住皮带轮的两侧；
[0057] S6:上下气缸4.1的气杆收回，带动气杆连接的夹取气缸4.2向上；
[0058] 当到位皮带轮被夹取释放单元4抓起来后，挡件块1.5收回，同时传送带1.1开始运行；
[0059] S7:根据电气控制系统预设的程序，通过运送单元3将夹取释放单元4夹取的皮带轮运送至旋转角度定位单元5或存储单元6。
[0060] 同时设备也将决定何时将存储单元6的皮带轮运送至旋转角度定位单元5；皮带轮将在旋转角度定位单元5旋转至设定角度，并通过图像检查单元检查旋转角度是否正确，并给夹取释放单元4发送合格或者不合格信号，若合格，放入下一工序定位工装上，若不合格，放入不良架上。
[0061] 旋转角度定位单元5的工作步骤如下：
[0062] S1:通过夹取释放单元4夹取至旋转托盘5.1上；
[0063] S2:位置传感器5.2感应到皮带轮到位，位置传感器5.2发送信号给PLC控制器系统；
[0064] S3:PLC控制器系统控制相机5.3对下方托盘1上的皮带轮进行拍摄，同时PLC控制器系统控制LED灯5.6给皮带轮补光；
[0065] S4:与相机5.3信号连接的图像检查单元的视觉检测系统设定皮带轮旋转的角度参数；
[0066] S5：然后PLC控制器系统控制旋转伺服电机5.4驱动旋转托盘5.1通过旋转至设定角度；
[0067] S6:PLC控制器系统控制相机5.3再次拍照，实拍的皮带轮角度会与视觉检测系统里的电脑基础图像做对比，如符合设定要求，即皮带轮的旋转角度合格，发出合格信号给PLC控制器系统，通过其他机械手或夹取释放单元4可抓取皮带轮放入下一工序；
[0068] 若旋转角度超出基础图像设定范围，视觉检测系统反馈给电气控制系统，电气控制系统控制工作台上的报警器鸣笛，即旋转角度不合格，发出不合格信号，通过机械手抓取皮带轮放入不良品架上。
[0069] 存储单元6的操作步骤如下：
[0070] 初始情况下，圆柱形的定位杆6.2穿设在托盘6.1上，且托盘6.1上的定位杆6.2高度略大于皮带轮的厚度；
[0071] S1:PLC控制程序中预设了存放程序，夹取释放单元4夹取三组皮带轮串入托盘6.1上的三根定位杆6.2内；
[0072] S2:操作框架6.3顶部安装的到位传感器二6.3检测到皮带轮已经接近于定位杆的顶部时，到位传感器二6.3发送信号给电气控制系统；
[0073] S3:电气控制系统控制托盘电机6.5驱动丝杆6.7转动，丝杆6.7连接的托盘6.1在导轨6.6上向下移动，露出多余存储长度的定位杆6.2；重复S1-S3实现皮带轮的堆垛和存放。
[0074] 本发明的供应操作步骤如下：
[0075] 初始情况下，皮带轮整齐的堆垛在托盘6.1上的圆柱形的定位杆6.2内；
[0076] S1:夹取释放单元4从定位杆6.2的顶部夹取三组皮带轮；
[0077] S2:操作框架6.3顶部安装的到位传感器二6.3检测到定位杆的顶部没有皮带轮的存在时，到位传感器二6.3发送信号给电气控制系统；
[0078] S3:电气控制系统控制托盘电机6.5驱动丝杆6.7转动，丝杆6.7连接的托盘6.1在导轨6.6上向上移动，托盘6.1上的定位杆6.2长度缩短，露出待夹取的皮带轮；重复S1-S3实现皮带轮的供应。
