CN104526441B - 一种自动化定位传送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化定位传送装置，包括底座，从工件存放处取工件和工件定位的送料小车，推动工件运动的推料装置，用于工件精定位的压料装置和夹紧装置；所述送料小车，推料装置和压料装置都固定在底座上；所述夹紧装置与推料装置位于同一工作平面上；所述送料小车位于夹紧装置与推料装置中间；所述压料装置位于送料小车的正上方。通过送料小车上的沟槽，导向柱和落料托片完成第一次精定位，在推料器推杆，两级压料簧片和顶杆的共同作用下完成第二次精定位和位置定位，自动实现工件的状态定位和位置定位。整个定位过程时间短，速度快，定位精度高，工作安全可靠，而且装置结构简单，成本低，可以广泛应用于工业化自动生产线上。

Description

一种自动化定位传送装置

技术领域

本发明涉及工业自动化生产线机械加工领域，尤其是涉及一种对棒状异形结构的自动定位传送装置。

背景技术

随着社会的发展，在制造业中，机器的作用显得越来越重要，以前生产零件时，都是靠人，但现在人的成本越来越高，很多厂家逐渐用机器来取代人，在一些大型公司，甚至一个车间里就只是整条生产线，只需要1个或几个人看管，零件的生产都靠机器来完成，而且，人在工作时，注意力很难长时间保持集中，导致零件的精度很难得到保证，同一个人生产的零件之间有差别，不同的人生产的零件之间也有差别，而机器生产的零件之间几乎没有差别，而且机器能够长时间，可靠的工作，这点人很难做到，更重要的是，有些加工场所，环境比较恶劣，甚至有有毒物质，从人的身体健康出发，机器比人更适合去工作。

在机器生产零件时，往往需要对零件的位置进行定位，不同的零件，其定位装置差别也很大，对于一条生产线来说，定位装置的好坏直接影响到后续加工的质量，定位装置的可靠性也决定了生产线的加工效率。在复杂零件加工中，如棒料切削时，经常涉及对工件进行偏转、移动等操作，从而对工件的位置进行定位，确保对指定部位进行加工。为了精确定位，一般采用机械手进行取料、移动、偏转等作业，但是机械手的结构设计复杂，工作时可靠性不高，如果要对工件进行定位，还需要利用其它技术，而且成本较高，维护较困难。如果用人对工件进行定位，机械手再到定位处取料，加工完成后，机械手再将工件放置于指定位置，再由人将工件收回进行下一工序，所述工序中不但涉及人工取料定位和放料工序，还涉及到机械手取放料工序，导致加工时间长，工作效率低，而且在工序中涉及到人为因素，会对工件的质量造成一定影响，加工成本也会大大增加。

发明内容

本发明提供了一种自动化定位传送装置，该装置能够应用于自动化工业生产线上，也能够应用在单个机械设备的零件定位上，针对棒状尾部有异形的工件，如尾部为扁状类矩形截面的结构，异形部位与棒状部位之间以锥面过渡，该装置能够自动从工件存放处取料，然后对工件进行自动精确定位，最后传送到下一加工工序，工件定位和安装位置精度高，工作安全可靠，效率高，成本低，能够广泛的应用于实际加工过程中。

一种自动化定位传送装置，包括：

底座；

滑动安装在底座上的送料小车，该送料小车具有接收工件的取料工作位和将工件运送至设定位置的送料工作位；

用于对最终定位状态的工件实现周向夹紧的夹紧装置；

用于在送料小车位于送料工作位时，推动工件运动至最终定位状态的推料装置；

用于在工件被推动过程中对工件实现径向压紧的压料装置。

所述送料小车，推料装置和压料装置都固定在底座上；

所述夹紧装置与推料装置位于同一工作平面上；

所述送料小车位于夹紧装置与推料装置中间；

所述压料装置位于送料小车的正上方。

所述送料小车包括：安装在底座上的导轨；滑动安装在所述导轨上的送料底板；驱动送料底板滑动的取料驱动装置；所述送料底板上设有用于接收工件的沟槽，所述送料底板上设有对工件进行导向的导向机构。

上述取料驱动装置与送料底板相连，上述送料底板下安装有滑块，滑块安装在固定不动的导轨上。

所述导向机构包括：对称设置在送料底板上，位于沟槽槽口两侧的导向柱；设置在沟槽两侧槽壁的落料托片，落料托片通过复位件滑动安装在沟槽侧槽壁上。

所述导向柱一般为两组，每组导向柱为两个，分别设置在导向槽两侧，两组导向柱相互远离，分别靠近夹紧装置和退料装置，沟槽两边靠近推料装置的一侧安装有落料托，上述落料托内安装有落料托片。落料托片有两块，对称分布在沟槽两侧，落料托片与复位弹簧相连。工作时，送料底板在取料驱动装置的作用下到达取料位置，工件落到送料底板上，由于沟槽的设计，使得工件刚好落到沟槽内，对工件进行粗定位，但由于降落的速度和工件的跳动等因素，工件的端部可能不在沟槽内，通过在沟槽两侧对称分布的导向柱的设计，确保工件的一端落在沟槽内，同时，工件的另一端落在两块落料托片之间，两块落料托片之间的初始距离小于工件的端面，当工件落在两块落料托片之间时，两块落料托片在工件的作用下作相反运动远离工件，实现对工件一端的软夹紧，当工件离开时，两块落料托片在复位弹簧的作用下，再次回到初始位置，进行下一个工件的定位，通过沟槽，导向柱和落料托片三者的共同作用能够对工件的位置进行第一次精定位。

所述导向柱转动的安装在所述底座上，同时可沿轴向进行伸缩运动。导向柱端面为锥面，可以上下运动，一开始主要靠圆柱面使得工件落在沟槽内，对于异形部位的最大长度远大于棒状部位的圆形直径的某些工件，当工件在第二次精确定位后，工件的异形部位的最长边位于水平面上，大于两个导向柱之间的距离，当异形部位运动到与两个导向柱接触时，通过导向柱端面的圆锥面使得导向柱绕导向柱中心转动并往下运动，使得异形部位顺利通过导向柱，当工件通过导向柱后，导向柱在复位弹簧的作用下，又能回到初始位置，开始下一个工件的定位。

上述取料驱动装置可以是电机驱动装置，如电机带动丝杆或者电机带动链条或者电机带动皮带等，也可以是液压缸驱动装置，还可以是气动驱动装置，作为优选，选择气动驱动装置，与压料装置共用一个气源，这样可以减少成本，而且结构也比较简单，能够精确、可靠地实现送料底板在两个位置的来回运动。

所述推料装置包括：与工件同轴设置的推料器推杆，用于推动工件运动至最终定位状态；驱动推料器推杆运动的推料驱动装置。

所述推料器推杆安装在推料器内部可相对推料器轴向运动。上述推料驱动装置可以是液压驱动装置，也可以是气动驱动装置。作为优选，选择气动驱动装置。推料器推杆在推料驱动装置的作用下，往上述送料底板沟槽内的工件方向运动，推动工件在沟槽内部相对沟槽作轴向运动。

为了能更好的实现推料器推杆对工件的轴向推动，推料器推杆的端面比工件的端面要大的多，所述推料器推杆的推料端端面上设有与工件端部配合的定位面；所述推料器推杆的推料端外周设有圆锥面；所述落料托片与推料器推杆推料端对应的一侧设有与所述圆锥面配合的倒截锥开口。所述圆锥面可以为一个或者两个，设置两个圆锥面时主要是为了增加退料器推杆的强度。

倒截锥开口和圆锥面的设置，使得在工件轴向运动离开落料托片时，推料器推杆的端面由于与落料托片端面圆锥面的配合能够进入到两块落料托片的内部，导致两块落料托片作相反运动，压缩复位弹簧，随着运动的继续进行，当落料托片接触到第二级圆锥面(圆锥面设置两个时，远离推料端的圆锥面为第二级圆锥面)时，两块落料托片进一步作相反运动远离工件中心，对推料器推杆施加更大的径向力，对推料器推杆的运动起导向作用，推料器推杆的端面内部是一个内锥面，当工件与推料器推杆接触时，工件端面上的锥面刚好与推料器推杆端面上的定位面配合，实现对工件的定位，确保工件与推料器推杆同心。对于锥形端的工件，所述定位面为内锥面。

所述压料装置包括：安装在底座上的压料架，该压料架上设有滑道；滑动安装在所述滑道上的压料杆；驱动压料杆运行的第三驱动装置；安装在压料杆的底部的压料头座，在压料头座上安装有压料头，压料头上安装有压料簧片。

所述压料装置还包括压料架底板，上述压料架底板固定安装在底座上，压料架安装在上述压料架底板上。

所述压料头有两个，其中靠近夹紧装置一侧的压料头为第二级压料头，靠近推料装置一侧的压料头为第一级压料头，所述第一级压料头与所述压料头座转动安装。

在工作时，由于压料簧片可以在垂直方向产生形变，导致当压料杆在气动驱动装置的作用下带动压料头向下运动到设定位置时，压料簧片能够更好的压紧工件的两端，同时不影响工件的轴向运动，使得工件贴着沟槽运动；当工件在推料器推杆的作用下作轴向运动时，工件的异形部位接触到第一级压料头上的压料簧片，通过压料簧片对异形部位的挤压以及第一级压料头带动压料簧片的转动，实现工件的转动，最坏情况下转动90度，最好情况下不发生转动，使得工件转动到设定的位置，即下一个工序所需要的工件状态的位置，在第二级压料头上的压料簧片的作用下，确保工件转动到设定的位置，实现工件的第二次精定位。

所述夹紧装置包括：运动小车；安装在运动小车上的气动卡盘，在运动小车的带动下按照设定的路径往复运动；安装气动卡盘的中心的能相对气动卡盘轴向运动的同心顶杆，该顶杆的一端与气动卡盘之间安装有复位弹簧。

当工件在推料器推杆的作用下作轴向运动靠近夹紧装置内的气动卡盘时，工件的一端先与顶杆接触，使得工件两端都有接触面，然后顶杆随着工件一起运动，直到运动到气动卡盘内设定的位置，气动卡盘上的卡爪夹紧工件，在运动小车的作用下，把工件运往下一个位置进行下一个工序。在工件运动的过程中，通过顶杆与推料器推杆的共同作用，工件能更好的保持精定位后的状态，防止工件在离开导向柱后，在气动卡盘上的卡爪夹紧前发生转动，影响定位精度，而且也能保证工件运动到气动卡盘内指定的位置，保证工件的位置精度，避免为下一步的工序带来加工误差。当气动卡盘在运动小车的作用下回到初始位置等待夹紧下一个工件时，顶杆在弹簧的作用下也回到初始位置，等待下一个工件。

上述沟槽，推料器推杆和顶杆的中心在同一条直线上。

本发明的棒状尾部有异形结构的自动化定位传送装置，工件以任何方式落到送料底板上，通过沟槽，导向柱和可压缩落料托片的协同作用对工件进行第一次精定位，再经过两级压料簧片的共同作用实现第二次精定位，最后在推料器推杆和顶杆的作用下使工件按定位后的状态运动到气动卡盘指定的位置，完成工件的自动化精确定位，运往下一个工序进行加工。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明的装置针对棒状尾部有异形的工件，特别是异形部位尺寸大于棒状径向尺寸的工件，能够自动化完成整个定位过程，装置结构简单，制造成本低。

(2)本发明的装置通过两次状态精定位和一次位置精定位完成定位过程，定位精度高。

(3)本发明的装置定位速度快，完成整个定位过程不超过3s，工作效率高。

(4)本发明的装置对工件的定位靠机械部件来完成，整个过程安全可靠，可以长时间工作。

(5)本发明的装置能够应用在单个机械设备的工件定位环节上，也可以用在工业自动化生产线上，有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明一种自动化定位传送装置结构示意图。

图2(a)是本发明的装置取料和定位状态示意图。

图2(b)是本发明的装置第二次定位状态示意图。

图2(c)是本发明的装置定位完成示意图。

图中：1为底座，2为推料器，3为推料器推杆，4为落料托片，5为落料托，6为导轨，7为送料底板，8为沟槽，9为导向柱，10为顶杆，11为卡爪，12为气动卡盘，13为压料簧片，14为压料头，15为压料头座，16为压料杆，17为压料架，18为压料架底板，19为工件。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种自动化定位传送装置，包括：底座1，从工件存放处取料的送料小车，推动工件运动的推料装置，用于工件精定位的压料装置和夹紧装置；送料小车，推料装置和压料装置都固定在底座1上；夹紧装置与推料装置位于同一工作平面上；送料小车位于夹紧装置与推料装置中间；压料装置位于送料小车的正上方。

如图1所示，送料小车包括固定在底座1上的驱动装置，上述驱动装置与送料底板7相连，上述送料底板7下安装有滑块，滑块安装在固定不动的导轨6上。上述送料底板7上表面开设有沟槽8，沟槽8两边靠近夹紧装置的一侧安装有导向柱9，沟槽8两边靠近推料装置的一侧安装有落料托5，上述落料托5内安装有落料托片4，落料托片4有2块，对称分布在沟槽8两侧，落料托片4与复位弹簧相连。工作时，送料底板7在驱动装置的作用下到达取料位置，工件落到送料底板7上，由于沟槽8的设计，使得工件刚好落到沟槽8内，对工件进行粗定位，但由于降落的速度和工件的跳动等因素，工件的端部可能不在沟槽8内，通过在沟槽8两侧对称分布的导向柱9的设计，确保工件的一端落在沟槽8内，同时，工件的另一端落在2块落料托片4之间，2块落料托片4之间的初始距离小于工件的端面，当工件落在2块落料托片4之间时，2块落料托片4在工件的作用下作相反运动远离工件，实现对工件一端的软夹紧，当工件离开时，2块落料托片4在复位弹簧的作用下，再次回到初始位置，进行下一个工件的定位，通过沟槽8，导向柱9和落料托片4三者的共同作用能够对工件的位置进行第一次精定位。

上述送料底板7的驱动装置可以是电机驱动装置，如电机带动丝杆或者电机带动链条或者电机带动皮带等，也可以是液压缸驱动装置，还可以是气动驱动装置，本实施例中，选择气动驱动装置，与压料装置共用一个气源，这样可以减少成本，而且结构也比较简单，能够精确、可靠地实现送料底板7在两个位置的来回运动。

如图1所示，推料装置包括固定在底座1上的推料器2，推料驱动装置和安装在推料器2内部受推料驱动装置驱动可相对推料器2轴向运动的推料器推杆3。上述推料驱动装置可以是液压驱动装置，也可以是气动驱动装置。本实施例中，选择气动驱动装置。推料器推杆3在推料驱动装置的作用下，往上述送料底板7沟槽8内的工件方向运动，推动工件在沟槽8内部相对沟槽8作轴向运动。

为了能更好的实现推料器推杆3对工件的轴向推动，推料器推杆3的端面比工件的端面要大的多，同时，上述推料器推杆3的端面外部和中间部分形状为圆锥面，上述2块落料托片4与推料器推杆3端面接触的部分为相同倾角的圆锥面，位于端面外周的圆锥面为第一级圆锥面，位于推料器推杆3中部的圆锥台面为第二级圆锥面，使得在工件轴向运动离开落料托片4时，推料器推杆3的端面由于与落料托片4端面圆锥面的配合能够进入到2块落料托片的内部，导致2块落料托片4作相反运动，压缩复位弹簧，随着运动的继续进行，当落料托片4接触到第二级圆锥面时，2块落料托片4进一步作相反运动远离工件中心，对推料器推杆3施加更大的径向力，对推料器推杆3的运动起导向作用，推料器推杆3的端面内部是一个内锥面，当工件与推料器推杆3接触时，工件端面上的锥面刚好与推料器推杆3端面上的内锥面配合，实现对工件的定位，确保工件与推料器推杆3同心。

如图1所示，压料装置包括压料架底板18，上述压料架底板18固定安装在底座1上，压料架17安装在上述压料架底板18上，压料架17的一端设有滑道，压料杆16安装在上述压料架17的滑道内与压料架17作上下相对运动，上述压料杆16的底部固定安装有压料头座15，在压料头座15上安装有2个对称分布的压料头14，每个压料头上都安装有压料簧片13，其中靠近夹紧装置一侧的压料头为第二级压料头，固定安装在压料头座15上，靠近推料装置一侧的压料头为第一级压料头，可以绕压料头中心转动。在工作时，由于压料簧片13可以在垂直方向产生形变，导致当压料杆16在气动驱动装置的作用下带动压料头14向下运动到设定位置时，压料簧片13能够更好的压紧工件的两端，同时不影响工件的轴向运动，使得工件贴着沟槽8运动；当工件在推料器推杆3的作用下作轴向运动时，工件的异形部位接触到第一级压料头上的压料弹片，通过压料弹片对异形部位的挤压以及第一级压料头带动压料弹片的转动，实现工件的转动，最坏情况下转动90度，最好情况下不发生转动，使得工件转动到设定的位置，即下一个工序所需要的工件状态的位置，在第二级压料头上的压料弹簧的作用下，确保工件转动到设定的位置，实现工件的第二次精定位。

上述送料底板7上的导向柱9端面为锥面，可以上下运动，一开始主要靠圆柱面使得工件落在沟槽8内，由于工件的异形部位的最大长度远大于棒状部位的圆形直径，当工件在第二次精确定位后，工件的异形部位的最长边位于水平面上，大于2个导向柱9之间的距离，当异形部位运动到与2个导向柱9接触时，通过导向柱9端面的圆锥面使得导向柱9绕导向柱9中心转动并往下运动，使得异形部位顺利通过导向柱9，当工件通过导向柱9后，导向柱9在复位弹簧的作用下，又能回到初始位置，开始下一个工件的定位。

如图1所示，夹紧装置包括运动小车(图中省略)，安装在运动小车上的气动卡盘12，在气动卡盘12的中心有一根能相对气动卡盘12轴向运动的同心顶杆10，顶杆10的一端安装有弹簧。当工件在推料器推杆3的作用下作轴向运动靠近夹紧装置内的气动卡盘12时，工件的一端先与顶杆10接触，使得工件两端都有接触面，然后顶杆10随着工件一起运动，直到运动到气动卡盘12内设定的位置，气动卡盘12上的卡爪11夹紧工件，在运动小车的作用下，把工件运往下一个位置进行下一个工序。在工件运动的过程中，通过顶杆10与推料器推杆3的共同作用，工件能更好的保持精定位后的状态，防止工件在离开导向柱9后，在气动卡盘12上的卡爪11夹紧前发生转动，影响定位精度，而且也能保证工件运动到气动卡盘12内指定的位置，保证工件的位置精度，避免为下一步的工序带来加工误差。当气动卡盘12在运动小车的作用下回到初始位置等待夹紧下一个工件时，顶杆10在弹簧的作用下也回到初始位置，等待下一个工件。

上述沟槽8，推料器推杆3和顶杆10的中心在同一条直线上。

本发明的棒状尾部有异形结构的自动化定位传送装置，工件以任何方式落到送料底板7上，通过沟槽8，导向柱9和可压缩落料托片4的协同作用对工件进行第一次精定位，再经过两级压料簧片的共同作用实现第二次精定位，最后在推料器推杆3和顶杆10的作用下使工件按定位后的状态运动到气动卡盘12指定的位置，完成工件的自动化精确定位，运往下一个工序进行加工。

具体实例

本发明的装置具体工件定位过程：如图2(a)所示，送料底板7在驱动装置的作用下沿着导轨6运动到位于存料区的工件的正下方，工件在螺杆的作用下落下来，落到送料底板7的沟槽8上，通过导向柱9和落料托片4的共同作用确保工件全部落在沟槽8内；然后送料底板7运动到如图2(b)所示的位置，压料杆16在气动装置的作用下快速向下运动，使压料头14上的压料簧片13压紧工件，接着推料器推杆3在气动装置的作用下向工件运动，使工件的一端定位在推料器推杆3的端面内部，推动工件接触顶杆10并到达气动卡盘12内，在这个过程中通过第一级压料簧片的转动和第二级压料簧片的作用完成工件的状态定位；最后气动卡盘12上的卡爪11夹紧工件，推料器推杆3回到初始位置，如图2(c)所示，工件准备运往下一个工序进行加工。

Claims (8)

1.一种自动化定位传送装置，其特征在于：包括：

底座；

滑动安装在底座上的送料小车，该送料小车具有接收工件的取料工作位和将工件运送至设定位置的送料工作位；

用于对最终定位状态的工件实现周向夹紧的夹紧装置；

用于在送料小车位于送料工作位时，推动工件运动至最终定位状态的推料装置；

用于在工件被推动过程中对工件实现径向压紧的压料装置；

所述压料装置包括：

安装在底座上的压料架，该压料架上设有滑道；

滑动安装在所述滑道上的压料杆；

驱动压料杆运行的第三驱动装置；

安装在压料杆的底部的压料头座，在压料头座上安装有压料头，压料头上安装有压料簧片。

2.根据权利要求1所述的自动化定位传送装置，其特征在于：所述送料小车包括：

安装在底座上的导轨；

滑动安装在所述导轨上的送料底板；

驱动送料底板滑动的取料驱动装置；

所述送料底板上设有用于接收工件的沟槽，所述送料底板上设有对工件进行导向的导向机构。

3.根据权利要求2所述的自动化定位传送装置，其特征在于：所述导向机构包括：

对称设置在送料底板上，位于沟槽槽口两侧的导向柱；

设置在沟槽两侧槽壁的落料托片，落料托片通过复位件滑动安装在沟槽侧槽壁上。

4.根据权利要求3所述的自动化定位传送装置，其特征在于：所述导向柱转动的安装在所述底座上，同时可沿轴向进行伸缩运动；所述导向柱端面为锥面。

5.根据权利要求3所述的自动化定位传送装置，其特征在于：所述推料装置包括：

与工件同轴设置的推料器推杆，用于推动工件运动至最终定位状态；

驱动推料器推杆运动的推料驱动装置。

6.根据权利要求5所述的自动化定位传送装置，其特征在于：

所述推料器推杆的推料端端面上设有与工件端部配合的定位面；

所述推料器推杆的推料端外周设有圆锥面；

所述落料托片与推料器推杆推料端对应的一侧设有与所述圆锥面配合的倒截锥开口。

7.根据权利要求1所述的自动化定位传送装置，其特征在于：所述压料头有两个，其中靠近夹紧装置一侧的压料头为第二级压料头，靠近推料装置一侧的压料头为第一级压料头，所述第一级压料头与所述压料头座转动安装。

8.根据权利要求1所述的自动化定位传送装置，其特征在于：所述夹紧装置包括：

运动小车；

安装在运动小车上的气动卡盘，在运动小车的带动下按照设定的路径往复运动；

安装气动卡盘的中心的能相对气动卡盘轴向运动的同心顶杆，该顶杆的一端与气动卡盘之间安装有复位弹簧。