CN114229437B - 一种用于喷注管的自动上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于喷注管的自动上料装置，包括升降机构、料仓、推送机构、底板、安装板和振动机构，安装板平行安装在底板的上方；升降机构垂直穿过安装板中部的孔；料仓包括第一挡板、第二挡板和第三挡板，第一挡板和第二挡板相互垂直固定在安装板上，第三挡板平行于第一挡板可拆卸地安装在第二挡板上，三者之间围成底部倾斜的空腔；推送机构固定在安装板上，动子结构上设置有L型的推送板，推送板能够沿喷注管的长度方向运动。本发明通过设置升降机构实现快换挡板的升降运动，快换挡板的条形凹槽拾取单根喷注管带出料仓，继而通过推送机构将其推出便于抓取，实现喷注管产品的逐根自动上料，有效提高了上料效率，并实现无人值守。

Description

一种用于喷注管的自动上料装置

技术领域

本发明属于喷注管产品（空心薄壁圆柱件）自动上下料技术领域，可用于喷注管产品的单根自动上料，具体涉及一种用于喷注管的自动上料装置。

背景技术

喷注管产品是姿轨控发动机产品中的重要零件，当前行业内并没有针对该种空心薄壁圆柱件产品的自动上料方法或装置，在本行业中，人工手动从试验箱中逐根抓取喷注管产品并插入试验工装的方法仍为当前主流，但随着喷注管产品数量的日益增加，这种手动上料方法依赖人工操作熟练程度，原始上料方式使得试验效率受限，已然无法满足试验需求。其他行业中无该类产品的自动上料装置，有类似自动化装置的均是具备一定刚性的空心规则圆柱件，可直接以料盘形式码放产品，对本发明所述喷注管产品的自动能力提升并无较大参考价值，这是因为喷注管产品有长有短，刚度不足，喷注管产品随长度增加刚性降低，不具备稳定放置于料盘中的能力，不易被准确抓取。而现有方式上料效率低下，人工劳动强度大，单调的动作循环容易造成的数据记录误差等，不适用于姿轨控发动机产品中的喷注管产品。针对这种情况，亟需设计一种用于喷注管的自动上料装置提高试验效率，同时减少对人工的依赖程度。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本申请的目的在于，提供一种用于喷注管的自动上料装置。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种用于喷注管的自动上料装置，包括升降机构、料仓、推送机构、底板、安装板和振动机构，其中：

所述安装板平行安装在底板的上方；

所述升降机构垂直穿过安装板中部的孔；所述升降机构的定子机构与安装板固连，动子机构上固定安装有固定挡板和第一限位块，所述快换挡板可拆卸地平行安装在固定挡板上；同时，所述定子机构上安装有上限位块和下限位块；

所述料仓包括第一挡板、第二挡板和第三挡板，所述第一挡板和第二挡板相互垂直固定在安装板上，所述第三挡板平行于第一挡板可拆卸地安装在第二挡板上，三者之间围成底部倾斜的空腔；所述快换挡板在宽度方向上位于第一挡板和第三挡板之间，所述快换挡板上开有可容纳单根喷注管的水平方向的条形槽，料仓内喷注管的摆放方向与快换挡板上的条形槽方向一致，所述条形槽直径和长度与喷注管直径匹配；在所述安装板上安装有导向定位板，所述导向定位板下端面比快换挡板的条形槽上端高出一个喷注管半径的高度；

所述推送机构为气缸或电缸，推送机构的定子机构固定在安装板上，动子机构上设置有L型的推送板，推送板能够在推送机构的作用下沿料仓中喷注管的长度方向运动。

进一步的，所述第二挡板上开有两个条形孔。

进一步的，在所述安装板上通过传感器支撑板上安装一光电传感器，光电传感器发出激光打在条形槽的端口上；当喷注管被光电传感器检测到时发出信号给上位机，上位机发出提示。

进一步的，所述推送板末端设有比快换挡板的条形槽直径小的凸条，凸条的高度与快换挡板中条形槽的高度一致。

进一步的，所述安装板通过振动机构安装在底板上。

进一步的，所述振动机构包括安装在底板上的振动气缸以及对称安装在底板上的左导轨滑块机构、右导轨滑块机构，其中，所述安装板安装在左导轨滑块机构、右导轨滑块机构上，能够相对底板进行定向运动，同时，安装板连接振动机构，在振动气缸的作用下沿左导轨滑块机构、右导轨滑块机构的滑轨移动。

进一步的，所述振动气缸的动子机构上安装有第二限位挡块，所述定子机构的两端分别安装有左限位块和右限位块，第二限位挡块用于在左限位块和右限位块之间移动；所述左限位块和右限位块安装在振动机构的定子机构中的位移上下限处。

进一步的，所述底板上方安装有防护外罩，用以防护运动过程中的各项动作安全。

进一步的，所述升降机构、推送机构均采用气缸或电缸。

进一步的，所述振动气缸为短行程气动或电动导向顶升动力缸。

相较于现有技术，本发明的技术效果如下：

1、通过设置升降机构实现快换挡板的升降运动，快换挡板的条形凹槽拾取单根喷注管带出料仓，继而通过推送机构将其推出便于抓取，从而实现喷注管产品的逐根自动上料，有效提高了上料效率，并实现无人值守。

2、为了准确检测喷注管是否从条形槽向外移出，在安装板8上通过传感器支撑板上安装一光电传感器，能够实时检测到喷注管，提高了整体装置的自动性和工作效率。

3、根据不同的喷注管产品配有不同直径或长度的条形凹槽的快换挡板，可根据喷注管直径或长度等规格选择不同规格进行更换，具有适应性强的特点。

4、由于料仓的空腔底端为倾斜的尖角设计，使得底部仅能容纳一根喷注管，料仓底部的喷注管在倾斜底面及其上喷注管的重力压迫作用下，更容易进入快换挡板的条形槽，快换挡板上的条形凹槽每次从低于产品高度开始上升直至将产品推至与推送板平等高度，保证即使是最后一根喷注管也能顺利拾取。

5、安装板通过振动机构安装在底板上，振动机构通过快速往复运动能够将料仓内重叠堆放或垂直堆放的喷注管有序排列，防止喷注管因水或其他介质粘连在一起无法靠重力掉落，从而排列整齐的喷注管更加容易进入快换挡板的条形槽。

6、底板上方安装有防护外罩，能够有效防护运动过程中的各项动作安全。

附图说明

图1为本发明的一种用于喷注管的自动上料装置立体结构示意图；

图2为本发明的装置增加防护外罩后的示意图；

图3为仰视立体结构和推送板的结构示意图，其中，（a）为仰视立体结构和推送板的示意图，（b）为局部放大图；

图4为料仓和快换挡板的结构示意图，其中，（a）为料仓和快换挡板的示意图，（b）为局部放大图；

图5为振动机构的结构示意图，其中，（a）为振动机构的示意图，（b）为局部放大图；

图6为导向定位板安装架的安装示意图。

图中的标记分别表示：1、升降机构，2、料仓，3、推送板，4、推送机构，5、左导轨滑块机构，6、右导轨滑块机构，7、底板，8、安装板，9、喷注管，10、固定挡板，11、快换挡板，12、导向定位板，13、光电传感器，14、上限位块，15、下限位块，16、第一限位挡块，17、左限位块，18、右限位块，19、第二限位挡块，20、振动机构，21、防护外罩，22、传感器支撑板，23、导向定位板安装架，24、第一挡板，25、第二挡板，26、第三挡板。

以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步解释说明。

具体实施方式

如图1-图6所示，本发明给出的用于喷注管的自动上料装置，包括升降机构1、料仓2、推送机构4、底板7、安装板8和振动机构20。其中：

底板7固定于地面或工作台面上，安装板8平行安装在底板7的上方。

升降机构1采用高精度无杆气缸或电缸，升降机构1垂直穿过安装板8中部的孔，该孔为升降机构1在竖直方向上提供有效运动空间；升降机构1的定子机构与安装板8固连，动子机构上固定安装有固定挡板10和第一限位块16，快换挡板11可拆卸地平行安装在固定挡板10上；同时，定子机构上安装有上限位块14和下限位块15，用于限定第一限位挡块16在两者之间运动，从而限制升降机构1的动子机构的运动行程。

料仓2用于装载喷注管9。如图4所示，料仓2包括第一挡板24、第二挡板25和第三挡板26，第一挡板24和第二挡板25相互垂直固定在安装板8上，第三挡板26平行于第一挡板24可拆卸地安装在第二挡板25上，三者之间围成底部倾斜的空腔（空腔竖剖面优选三角形或直角梯形）；快换挡板11在宽度方向上位于第一挡板24和第三挡板26之间，快换挡板11上开有可容纳单根喷注管的水平方向的条形槽，料仓2内喷注管9的摆放方向与快换挡板11上的条形槽方向一致，条形槽直径和长度与具体喷注管9的直径匹配，可根据料仓2中喷注管9的直径规格选择安装对应的快换挡板11；在安装板8上通过导向定位板安装架23安装有导向定位板12，导向定位板12下端面比快换挡板11的条形槽上端高出一个喷注管9半径的高度，用于对快换挡板11向上移动的限定高度进行标识。

在上述结构中，随着升降机构1的动子机构沿竖直方向移动，快换挡板11上的条形槽先下降至第二挡板25底端位置，动子机构再带动快换挡板11向上运动经过料仓2底端的单根喷注管9，此时喷注管9嵌入条形槽中，动子机构继续向上移动出料仓2直至条形槽到达导向定位板12的下端的限定高度。

优选的，由于料仓2的空腔底端为倾斜的尖角设计，使得底部仅能容纳一根喷注管，料仓2底部的喷注管9在倾斜底面及其上喷注管的重力压迫作用下，更容易进入快换挡板11的条形槽，快换挡板上的条形凹槽每次从低于产品高度开始上升直至将产品推至与推送板平等高度，保证即使是最后一根喷注管也能顺利拾取。优选的，第二挡板25上开有两个条形孔，当每次根据料仓2内喷注管9的规格安装好匹配的快换挡板11之后，可手持第三挡板26使其沿条形孔方向调整至与快换挡板11侧壁贴合后固定。

如图1、图3和图5所示，推送机构4为高精度无杆气缸或电缸，推送机构4的定子机构固定在安装板8上，动子机构上设置有L型的推送板3，推送板3能够在推送机构4的作用下沿料仓2中喷注管9的长度方向（X向）运动，推送板3末端设有比快换挡板11的条形槽直径小的凸条，凸条的高度与快换挡板11中条形槽的高度一致，在该结构设计下，推送板3将条形槽中的喷注管9沿导向定位板12下端面（X向）推出一定距离，使得喷注管9的一端从条形槽中伸出，以便操作人员或者机器人拿取。

优选的，为了准确检测喷注管9是否从条形槽向外移出，在安装板8上通过传感器支撑板22上安装一光电传感器13，光电传感器13发出激光打在条形槽的端口上；当喷注管9伸出部分被光电传感器13检测到时，其发出信号给上位机，上位机接收信号并发出提示声音，等待人工或机器人将该喷注管9取走，依次循环。

优选的，为了使料仓2内的喷注管排列整齐便于进入快换挡板11的条形槽，安装板8通过振动机构安装在底板7上。如图1、图5所示，振动机构包括安装在底板7上的振动气缸20以及对称安装在底板7上的左导轨滑块机构5、右导轨滑块机构6，其中，安装板7安装在左导轨滑块机构5、右导轨滑块机构6上，能够相对底板8进行定向运动，同时，振动气缸20为短行程气动或电动导向顶升动力缸，安装板8连接振动机构20，在振动气缸20的作用下沿左导轨滑块机构5、右导轨滑块机构6的滑轨移动。该结构设计下，振动气缸20的快速推拉动作使得安装板8快速运动，从而带动安装于其上的料仓2快速振动，使其内的大量喷注管9从乱序到排列整齐。

优选的，振动气缸20的动子机构上安装有第二限位挡块19，定子机构的两端分别安装有左限位块17和右限位块18，第二限位挡块19用于在左限位块17和右限位块18之间移动，用以限制振动气缸20的运动行程；左限位块17和右限位块18安装在振动机构20的定子机构中的位移上下限处。

优选的，底板7上方安装有防护外罩21，用以防护运动过程中的各项动作安全。

本发明的用于喷注管的自动上料装置的上料方法包括如下步骤：

步1，人工确认喷注管9产品的直径规格，手动更换与之规格匹配的快换挡板11并安装到固定挡板10上，同时调节第三挡板26，使之与快换挡板11一侧贴合；

步2，人工抓取一定数量的喷注管9产品放于料仓2中，放置时保证喷注管9长度方向与快换挡板11的条形槽方向一致；

步3，振动气缸20工作产生推拉动作，使得安装板8沿左导轨滑块机构5和右导轨滑块机构6方向来回运动，从而将料仓2中的喷注管9有序排列；

步4，升降机构1工作，即高精度无杆气缸或电缸的动子机构带动固定挡板10上的快换挡板11从低于料仓2底部高度竖直（Z向）上升，经过料仓2底部尖角时，通过快换挡板11上的条形槽，以一次一根的形式将喷注管9升举至与导向定位板12的下端面限定高度位置；

步5，推送机构4工作，即高精度无杆气缸或电缸的动子机构带动推送板3沿快换挡板11的X方向推送喷注管9一段距离，使其一端从条形槽中伸出，以便操作人员或者机器人拿取；

步6，光电传感器13的激光线束检测喷注管9产品的有无信息，并将信号传送给上位机，等待上位机发送下一步动作指令指示操作人员或机器人将产品取走；

步7，以上完成一根喷注管产品的自动上料，依次循环完成料仓中喷注管产品的上料工作。

Claims (10)

1.一种用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，包括升降机构、料仓、推送机构、底板、安装板和振动机构，其中：

所述安装板平行安装在底板的上方；

所述升降机构垂直穿过安装板中部的孔；所述升降机构的定子机构与安装板固连，动子机构上固定安装有固定挡板和第一限位块，快换挡板可拆卸地平行安装在固定挡板上；同时，所述定子机构上安装有上限位块和下限位块；

所述料仓包括第一挡板、第二挡板和第三挡板，所述第一挡板和第二挡板相互垂直固定在安装板上，所述第三挡板平行于第一挡板可拆卸地安装在第二挡板上，三者之间围成底部倾斜的空腔；所述快换挡板在宽度方向上位于第一挡板和第三挡板之间，所述快换挡板上开有可容纳单根喷注管的水平方向的条形槽，料仓内喷注管的摆放方向与快换挡板上的条形槽方向一致，所述条形槽直径和长度与喷注管直径匹配；在所述安装板上安装有导向定位板，所述导向定位板下端面比快换挡板的条形槽上端高出一个喷注管半径的高度；

所述推送机构为气缸或电缸，推送机构的定子机构固定在安装板上，动子机构上设置有L型的推送板，推送板能够在推送机构的作用下沿料仓中喷注管的长度方向运动。

2.如权利要求1所述的用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，所述第二挡板上开有两个条形孔。

3.如权利要求1所述的用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，在所述安装板上通过传感器支撑板上安装一光电传感器，光电传感器发出激光打在条形槽的端口上；当喷注管被光电传感器检测到时发出信号给上位机，上位机发出提示。

4.如权利要求1所述的用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，所述推送板末端设有比快换挡板的条形槽直径小的凸条，凸条的高度与快换挡板中条形槽的高度一致。

5.如权利要求1所述的用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，所述安装板通过振动机构安装在底板上。

6.如权利要求5所述的用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，所述振动机构包括安装在底板上的振动气缸以及对称安装在底板上的左导轨滑块机构、右导轨滑块机构，其中，所述安装板安装在左导轨滑块机构、右导轨滑块机构上，能够相对底板进行定向运动，同时，安装板连接振动机构，在振动气缸的作用下沿左导轨滑块机构、右导轨滑块机构的滑轨移动。

7.如权利要求6所述的用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，所述振动气缸的动子机构上安装有第二限位挡块，所述定子机构的两端分别安装有左限位块和右限位块，第二限位挡块用于在左限位块和右限位块之间移动；所述左限位块和右限位块安装在振动机构的定子机构中的位移上下限处。

8.如权利要求1所述的用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，所述底板上方安装有防护外罩，用以防护运动过程中的各项动作安全。

9.如权利要求1所述的用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，所述升降机构、推送机构均采用气缸或电缸。

10.如权利要求6所述的用于喷注管的自动上料装置，其特征在于，所述振动气缸为短行程气动或电动导向顶升动力缸。