一种用于码自动排版的新型设备

申请号 CN201811487445.1 申请日 2018-12-06 公开(公告)号 CN111284115A 公开(公告)日 2020-06-16
申请人 长春设备工艺研究所; 发明人 吴庆堂; 王泽震; 陈洪海; 修冬; 吴焕; 段学俊; 魏巍; 郭波; 李珊; 康战; 李旭; 应宇翔; 赵国法;
摘要 一种用于 钢 码自动排版的新型设备主要包括机械系统及电气系统,机械系统采用X、Y、Z三轴直线 驱动器 ,实现X、Y、Z坐标准确 定位 ,通过抓手进行钢字码的拾取和更换,电气系统采用PLC控制,可完成字盒的自动上下料,自动换钢字码,自动排版等动作,采用双字盒上料,保证始终有一组字盒打码,另外一组字盒进行排码,每次换码完成新字盒上料,旧字盒下料动作,最大限度的减少辅助时间,提高钢字码排版效率;采用 触摸屏 控制,界面直观,操作简单,安全可靠,钢字码排版时,钢字码按顺序输入,通过程序优化 算法 ,自动选取相应钢字码,避免了操作人员与直接参与生产,减少事故发生的可能。
权利要求

1.一种用于码自动排版的新型设备其特征在于:一种用于钢码自动排版的新型设备的机械系统由支架1、钢码盘2、排码装置3、铰链架单元4、上下料机构5、新型字盒6、新型钢字码10组成;支架1是由40*40方钢焊接成的框架结构,结构稳固;钢码盘2固定在支架1上,钢码盘2用于钢码存储,为分层结构,上层为钢码限位板9,限制钢码在坐标系中X轴、Y轴方向的位置,底部为平板11,限制钢码在坐标系中Z轴方向位置;新型钢字码11在传统钢字码的基础上,两侧增加了限位槽,可提高钢字码抓取精度,同时用于钢字码在新型字盒上排版时的限位,提高打码精度;排码装置3采用悬臂式三轴直线驱动器12带动气动抓手14进行钢码抓取,三轴伺服驱动,可有效控制运动精度,Z轴移动模安装有气动抓手14,抓手前端卡爪13与新型钢字码10两侧沟槽相匹配,能够实现钢字码的精准抓取,通过三轴伺服驱动,实现钢字码在新型字盒6内的高效排版;新型字盒6码槽底面与钢字码下表面接触,两侧安装有限位板,一侧限位板与字盒固定,另一侧限位板可绕销轴转动,在打码机压作用下,限位板紧,钢字码夹紧位置固定,确保打码清晰可靠,在没有载荷作用下,限位板松开,确保钢字码自动排版所需间隙,动作顺畅无卡滞;铰链架单元3由底座15、气动达16、马达座
17、联轴器18、轴承座119、连板20、固定铰链座21、度限位22、平移限位块23、转动铰链24、轴承座25、气动滑台26、固定板组成,铰链架单元3采用气动16驱动,能够实现排版设备模座的转动,转动角度由角度限位块22控制,能够满足工作时的倾角及排版时的平要求,排版设备模座与连板20间采用气动滑台26驱动,与限位块配合,实现排版设备模座与打码机模座对中,保证新型字盒在排版设备模座与打码机模座中运动不卡滞;上下料运行时,通过与上位机通信,控制打码机码盘座处在特定区域,即码盘座完全处在进料口区域,确保排码机上下料过程中不予打码机进料口干涉;字盒上下料机构5由排版设备模座28、新型字盒6、推杆30、气缸29组成,字盒上下料机构5由气缸29驱动,推杆30与排版设备模座28采用开放式不完全沟槽连接,推杆30能够同时推拉两组新型字盒6沿排版设备模座往复运动,实现上下料功能。
2.根据权利要求1所述的一种用于钢码自动排版的新型设备其特征在于:通过X、Y、Z三轴直线驱动器,实现X、Y、Z坐标准确定位,通过抓手进行钢字码的拾取和更换,通过推杆进行字盒的上下料,通过PLC控制各执行机构动作,实现钢字码自动排版,通过控制程序算法优化,优化自动排版个执行机构运行轨迹,提高钢码自动排版效率。
3.根据权利要求1所述的一种用于钢码自动排版的新型设备其特征在于:采用X、Y、Z三轴直线驱动器,实现X、Y、Z坐标准确定位,通过气动抓手实现钢字码的抓取动作,通过在抓手上增加有限位功能的卡爪对钢字码进行限位,实现抓取钢字码的功能,通过在钢字码侧面设计定位槽结构,字码盒码槽及气动抓手卡爪上设计有与之配合的定位突起结构,字码盒增加了自适应夹紧功能,提高钢字码在字码盒码槽夹紧定位精度,字盒采用分体结构,字盒码槽一侧限位板固定,另一侧限位板可绕字盒两端挡板的销轴转动,压号时在压力作用下,两限位板间距减小,实现夹紧动作,在不受压力作用时,两限位板间距增大,松开钢字码,方便取出钢字码,卡爪在气动抓手的驱动下,夹紧钢字码,卡爪上的突起结构限制住钢字码的位置,保证在抓取钢字码时钢字码相对气动抓手位置不变,确保取放钢字码的位置精度。
4.根据权利要求1所述的一种用于钢码自动排版的新型设备其特征在于:排版机模座通过气缸驱动,具有上下平移功能,字盒上下料时要求排码机模座与生产线上打码机模座之间有精准的位置定位关系,便于字盒从一个模座到另一个模座的顺利滑出,通过在打码机模座上设置限位板、定位销结构控制排版机模座平移位置,当打码机模座位置调整时排码机模座位置也随动调整,确保字盒上下料位置精准可靠,推杆与钢码排版夹具采用开放式不完全沟槽连接,在不同位置可以实现对字盒的推拉动作,推杆在气缸驱动下,能够同时推拉两组钢码排版字盒沿模座往复运动,实现上下料功能。

说明书全文

一种用于码自动排版的新型设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于钢码排自动版的新型设备,特别适合于提高塔生产过程中压号工序中钢码排版效率及自动化平,特别适合于钢加工过程自动上下装有钢码的字盒、钢码的自动排版以及钢码的自动存储。

背景技术

[0002] 压号也叫打钢印,是根据生产指令将产品部件编号用钢字码压制到产品相应部位的工艺过程,每个工件上对应一组钢号,通过这组钢号可以确定这个工件的所有加工信息,压号的准确清晰是确保各工件所有几何特征被准确加工的重要保证。目前已有数控自动线应用到铁塔行业,提高了铁塔生产的工艺水平和生产效率,但是,自动线还不能覆盖所有的工艺过程,特别是压号工序普遍采用人工压号,人工压号采用手工作业方式在字盒上进行字码的排版,并通过顶丝将钢字码压紧,安放在打码机的码槽盘上进行打码,一次可完成一列字码串的压号,压号效率高。人工排版是利用人脑进行排版,手动完成装夹钢码并更换字盒,操作工人根据压号需要,对字盒中的钢码进行排版,通过操作工人识别,确定钢码排版的正误,完成一个钢码排版,操作工人需要将不用的钢码取出并放到指定位置,同时找到所需钢码并装入字盒,通常一个字盒有二十几个钢码,人工排版费事费,增加压号辅助工作时间,影响压号效率,同时打码机空间有限,手动装夹字盒时,操作工人需要将手深入打码机打码区域,操作不当容易造成操作工人手部受伤,引发安全事故,所以研制一种用于钢码自动排版的新型设备,是进一步提高压号效率,避免压号时的人员受伤的有效途径,目前查阅的文献表明:在铁塔加工领域,国内外没有用于钢码自动排码的设备。

发明内容

[0003] 为了克服和弥补现有铁塔压号工艺中钢码人工排版效率低、容易造成人员受伤的技术不足和缺陷,本发明提供了一种用于钢码自动排版的新型设备。一种用于钢码自动排版的新型设备主要包括机械系统及电气系统,机械系统采用X、Y、Z三轴直线驱动器,实现X、Y、Z坐标准确定位,通过抓手进行钢字码的拾取和更换,电气系统采用PLC控制,PLC接收各种输入信号,并且向各执行机构发出指令;该设备配备人机界面,用来显示排版信息及设备运行情况,添加手动、自动切换功能,可以由操作者向设备发出指令,操作人员可通过人机界面控制各机构的动作,并可在界面中输入、修改各种工作参数、设置钢码顺序及数量,在机器遇到故障时还可通过界面提示的报警信息进行故障排除等操作,采用触摸屏,界面直观,操作简单,安全可靠。
[0004] 本发明解决其自动排版的技术问题所采用的技术方案是一种用于钢码自动排版的新型设备其特征在于通过X、Y、Z三轴直线驱动器,实现X、Y、Z坐标准确定位,通过抓手进行钢字码的拾取和更换,通过推杆进行字盒的上下料,通过PLC控制各执行机构动作,实现钢字码自动排版,通过控制程序算法优化,优化自动排版个执行机构运行轨迹,提高钢码自动排版效率。
[0005] 本发明解决其抓取钢字码的技术问题所采用的技术方案是一种用于钢码自动排版的新型设备其特征在于采用X、Y、Z三轴直线驱动器,实现X、Y、Z坐标准确定位,通过气动抓手实现钢字码的抓取动作,通过在抓手上增加有限位功能的卡爪对钢字码进行限位,实现抓取钢字码的功能,通过在钢字码侧面设计定位槽结构,字码盒码槽及气动抓手卡爪上设计有与之配合的定位突起结构,字码盒增加了自适应夹紧功能,提高钢字码在字码盒码槽夹紧定位精度,字盒采用分体结构,字盒码槽一侧限位板固定,另一侧限位板可绕字盒两端挡板的销轴转动,压号时在压力作用下,两限位板间距减小,实现夹紧动作,在不受压力作用时,两限位板间距增大,松开钢字码,方便取出钢字码,卡爪在气动抓手的驱动下,夹紧钢字码,卡爪上的突起结构限制住钢字码的位置,保证在抓取钢字码时钢字码相对气动抓手位置不变,确保取放钢字码的位置精度。
[0006] 本发明解决其字盒自动上下料的技术问题所采用的技术方案是一种用于钢码自动排版的新型设备其特征在于排版机模座通过气缸驱动,具有上下平移功能,字盒上下料时要求排码机模座与生产线上打码机模座之间有精准的位置定位关系,便于字盒从一个模座到另一个模座的顺利滑出,通过在打码机模座上设置限位板、定位销结构控制排版机模座平移位置,当打码机模座位置调整时排码机模座位置也随动调整,确保字盒上下料位置精准可靠,推杆与钢码排版夹具采用开放式不完全沟槽连接,在不同位置可以实现对字盒的推拉动作,推杆在气缸驱动下,能够同时推拉两组钢码排版字盒沿模座往复运动,实现上下料功能。
[0007] 本发明解决其排版时人员安全的技术问题所采用的技术方案是通过增加触摸屏、人机交换界面,避免了操作人员直接参与钢字码排版及字盒上下料动作,取保人员 安全。
[0008] 本发明的有益效果是:一种用于钢码自动排版的新型设备可完成钢码字盒的自动上下料,自动换钢码,自动排版等动作,采用双码盒上料,一三码盒一组,二四码盒一组,保证始终有一组码盒打码,另外一组码盒进行排码,每次换码完成新码盒上料,旧码盒下料动作,最大限度的减少辅助时间,提高钢码字盒更换效率;一种用于钢码自动排版的新型设备采用触摸屏控制,界面直观,操作简单,安全可靠,操作人员可通过人机界面控制各机构的动作,并可在界面中输入、修改各种工作参数、设置钢码顺序及数量、停机时间,在机器遇到故障时还可通过界面提示的报警信息进行故障排除等操作,钢码排版时,钢码按顺序输入,通过程序优化算法,自动选取相应钢码,避免了操作人员与直接参与生产,减少事故发生的可能。附图说明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0009] 图1是一种用于钢码自动排版的新型设备结构等轴测视图。
[0010] 图2是支架结构等轴测视图。
[0011] 图3是码盘结构等轴测视图。
[0012] 图4是排码装置结构等轴测视图。
[0013] 图5是铰链架单元结构等轴测视图。
[0014] 图6是字盒上下料机构结构等轴测视图。
[0015] 图7是钢码自动排版设备模座结构等轴测视图。
[0016] 图8是拨叉结构等轴测视图。
[0017] 图9是新型钢字码定位夹紧方式示意图。
[0018] 图10是新型字盒结构等轴测视图。
[0019] 图11是新型钢字码和字码盒自适应夹紧示意图。
[0020] 图中1.支架,2.钢码盘,3.排码装置,4.铰链架单元,5.字盒上下料机构,6.新型字盒,7.打码机模座,8.打码机,9.钢码限位板,10.新型钢字码,11.平板,12.悬臂式三轴直线驱动器,13.卡爪,14.气动抓手,15.底座,16.气动达,17.马达座,18.联轴器,19.轴承座1,20.连杆,21.固定铰链座,22.角度限位,23.平移限位块,24.转动铰链座,25.轴承座2,
26.气动滑台,27.固定板,28排版设备模座,29.气缸,30.推杆。

具体实施方式

[0021] 一种用于钢码自动排版的新型设备其特征在于:一种用于钢码自动排版的新型设备的机械系统由支架1、钢码盘2、排码装置3、铰链架单元4、上下料机构5、新型字盒6、新型钢字码10组成;支架1是由40*40方钢焊接成的框架结构,结构稳固;钢码盘2固定在支架1上,钢码盘2用于钢码存储,为分层结构,上层为钢码限位板9,限制钢码在坐标系中X轴、Y轴方向的位置,底部为平板11,限制钢码在坐标系中Z轴方向位置;新型钢字码11在传统钢字码的基础上,两侧增加了限位槽,可提高钢字码抓取精度,同时用于钢字码在新型字盒上排版时的限位,提高打码精度;排码装置3采用悬臂式三轴直线驱动器12带动气动抓手14进行钢码抓取,三轴伺服驱动,可有效控制运动精度,Z轴移动模块安装有气动抓手14,抓手前端卡爪13与新型钢字码10两侧沟槽相匹配,能够实现钢字码的精准抓取,通过三轴伺服驱动,实现钢字码在新型字盒6内的高效排版;新型字盒6码槽底面与钢字码下表面接触,两侧安装有限位板,一侧限位板与字盒固定,另一侧限位板可绕销轴转动,在打码机压力作用下,限位板紧,钢字码夹紧位置固定,确保打码清晰可靠,在没有载荷作用下,限位板松开,确保钢字码自动排版所需间隙,动作顺畅无卡滞;铰链架单元3由底座15、气动马达16、马达座17、联轴器18、轴承座119、连板20、固定铰链座21、角度限位22、平移限位块23、转动铰链24、轴承座25、气动滑台26、固定板组成,铰链架单元3采用气动16驱动,能够实现排版设备模座的转动,转动角度由角度限位块22控制,能够满足工作时的倾角及排版时的水平要求,排版设备模座与连板20间采用气动滑台26驱动,与限位块配合,实现排版设备模座与打码机模座对中,保证新型字盒在排版设备模座与打码机模座中运动不卡滞;上下料运行时,通过与上位机通信,控制打码机码盘座处在特定区域,即码盘座完全处在进料口区域,确保排码机上下料过程中不予打码机进料口干涉;字盒上下料机构5由排版设备模座28、新型字盒6、推杆30、气缸29组成,字盒上下料机构5由气缸29驱动,推杆30与排版设备模座28采用开放式不完全沟槽连接,推杆30能够同时推拉两组新型字盒6沿排版设备模座往复运动,实现上下料功能。
[0022] 一种用于钢码自动排版的新型设备排版作业流程:1、打码机工作就绪—2、新的字盒转至上料角度—3、新的字盒移动至上料工位—4、气缸伸出,新的字盒上料—5、移动至下料工位—6、无杆气缸缩回,旧的字盒下料—7、旧的字盒转至水平—8、移动旧的字盒至排码区域—9、打码机工作—10、旧的字盒上无用钢字码放回钢码库—11、自动更换钢字码—12、新的字盒移动至待上料位置—13、等待上料。
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