CN111634756B - 一种全自动供盘机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动供盘机，可为自动层绕机连续提供精确定位的塑料盘。包括存储塑料盘的储盘箱，储盘箱的出口处连接翻转机构，翻转机构将塑料盘翻转至送盘机构的螺旋输送轴上；机架上设置塑料盘上料机构，自动定位机构对位于螺旋输送轴上的塑料盘进行定位，通过定位杆和光电传感器可以精确定位塑料盘摆放的空间位置，自动识别塑料盘的正反面，保证塑料盘正面出盘。单台自动供盘机，可自动连续供应多台层绕机用盘。储盘箱每次可储存约60个塑料盘，储盘量大，可做到一次上盘，长时间全自动运行。设置无盘检测机构，无盘时可以自动报警提示。

Description

一种全自动供盘机

技术领域

本发明涉及焊丝生产领域，具体涉及一种全自动供盘机。

技术背景

焊丝生产的最后一道为层绕工序，即把成品焊丝整齐密排在绕卷轴（塑料盘）上。为提高生产效率，减轻劳动强度，该工序就需要实现自动层绕操作，那么就必须有一种能够为自动层绕机连续提供精确定位的塑料盘的设备。

发明内容

本发明提供一种全自动供盘机，可为自动层绕机连续提供精确定位的塑料盘。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种塑料盘上料机构，包括存储塑料盘的储盘箱，储盘箱的出口处连接翻转机构，翻转机构将塑料盘翻转至送盘机构的螺旋输送轴上；所述储盘箱内设导向斜板，导向斜板的末端设置翻转机构A，翻转机构A将塑料盘翻转后送入翻转机构B，翻转机构B将塑料盘翻转后送入螺旋输送轴上。

所述的导向斜板两侧与储盘箱连接，导向斜板沿塑料盘滚动方向设有倾斜角；导向斜板的前端和后端均折弯，且导向斜板的后端距储盘箱内壁的距离略大于塑料盘的直径。

所述的翻转机构A和翻转机构B均包括执行机构气缸、活塞杆和翻转板；其中，活塞杆下端连接摆臂上端，摆臂的下端与旋转轴铰接，翻转板固定在旋转轴上，旋转轴两端通过轴承连接在储盘箱内；且翻转板为弧形板。

螺旋输送轴上设有沿圆周表面凸起的螺旋线，螺旋线未全部覆盖螺旋输送轴，其中螺旋线未覆盖的光轴长度略大于塑料盘的厚度；在两根螺旋输送轴上有光轴的一端的轴肩处设置定位块。

送盘机构包括减速电机，减速电机通过联轴器及固定轴连接主动皮带轮，主动皮带轮与两个从动皮带轮通过环形同步带连接；两个从动皮带轮分别安装在两根螺旋输送轴上；两根螺旋输送轴两端轴颈通过支撑轴承固定在机架上。

本发明还包括无塑料盘检测机构，无塑料盘检测机构检测储盘箱里面的塑料盘存储情况；无塑料盘检测机构包括安装在机架上的两个固定座，每个固定座上均安装有光电开关B；储盘箱左右两侧均开有通孔，一个光电开关B的光线从一个通孔进入，从另一个通孔穿出并被另一个光电开关B接收。

任一塑料盘上料机构的全自动供盘机包括机架，机架上设置塑料盘上料机构，待塑料盘传送至螺旋输送轴上后，自动定位机构对位于螺旋输送轴上的塑料盘进行定位，定位之后，由托举机构将塑料盘托高，方便机械臂抓取。

所述的自动定位机构包括气缸C，气缸C活塞杆通过L型杆固定连接支座，L型杆侧方还设有延伸部，L型杆上固定有接近开关；支座最前端固定竖杆，竖杆末端通过旋转轴铰接在定位杆中部，定位杆前端部外伸长度大于延伸部的最前端；在定位杆前端与L型杆延伸部之间设置复位弹簧，定位杆后端延伸至接近开关的上方；当定位杆受复位弹簧牵引，绕旋转轴转动，此时定位杆后端与接近开关的位置发生变化。

在机架上安装有两个用于判断塑料盘正反面的光电开关A，一个光电开关A发出的光线能够从塑料盘正面的单面通孔中穿过，并被另一个光电开关A接收。

托举机构包括托举气缸和旋转气缸，托举气缸上的活塞杆连接旋转气缸的底座，旋转气缸的活塞杆上固定托举座，托举座上设置限位槽；托举机构还包括导轨和接近开关传感器，其中，导轨设置在机架上，在导轨上设置接近开关传感器。

本发明的有益效果：

1.通过定位杆和光电传感器可以精确定位塑料盘摆放的空间位置，自动识别塑料盘的正反面，保证塑料盘正面出盘。

2.单台自动供盘机，可自动连续供应多台层绕机用盘。储盘箱每次可储存约60个塑料盘，储盘量大，可做到一次上盘，长时间全自动运行。设置无盘检测机构，无盘时可以自动报警提示。

3.设备体积小，安装方便，占用流水线面积较小。

4.设备有单独的控制系统，可单独安装调试与后序层绕设备联机运行，这样安装调试时不必关停其他设备。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是自动定位机构的局部放大图；

图5是塑料盘示意图。

其中：01是限位块，02是单面通孔，03是塑料盘侧面内孔，1是机架，2是储盘箱，3是导向斜板，4是气缸A，5是翻转机构A，6是气缸B，7是翻转机构B，8是减速电机，9是主动皮带轮，10是从动皮带轮，11是螺旋输送轴，12是支撑轴承，13是定位块，14是气缸C，15是支座，16是定位杆，17是复位弹簧，18是接近开关，19是光电开关A，20是托举气缸，21是旋转气缸，22是托举座，23是导轨，24是接近开关传感器，25是固定座，26是光电开关B，27是L型杆，28是延伸部，29是竖杆。

具体实施方式

如图1所示，一种全自动供盘机，包括机架1，机架1上设置储盘箱2、翻转机构、送盘机构、自动定位机构、托举机构、无塑料盘检测机构。其中，储盘箱2内装有塑料盘，无塑料盘检测机构检测储盘箱里面的塑料盘存储情况，储盘箱的出口处连接翻转机构，翻转机构将塑料盘翻转至送盘机构的螺旋输送轴11上，之后，自动定位机构对位于螺旋输送轴11上的塑料盘进行定位，定位之后，由托举机构将塑料盘托高，方便机械臂抓取。

如图1所示，塑料盘先由手动放置在储盘箱2内，储盘箱2每次可储存约60个塑料盘；所谓塑料盘就是塑料线盘，是用来装线或者绕线的盘，由于地区和用途不同还可以称为电缆盘、线轴、胶轴、工字轮、绕线盘、包装盘、成品盘、卷线盘等。储盘箱内，当下层的塑料盘取走后，上层的塑料盘自动沿导向斜板3滚下，进入原下层塑料盘位置。

首先，塑料盘由人工逐个放在储盘箱2内的导向斜板3上，依次排列。导向斜板3的末端设置翻转机构A5，翻转机构A5翻转后朝向翻转机构B7，翻转机构B7翻转后朝向螺旋输送轴。工作时，塑料盘沿导向斜板滚动落到翻转机构的翻转机构A5上，翻转机构A5放满后，将塑料盘翻转到翻转机构B7上，然后再在导向斜板3上依次放入塑料盘，直至导向斜板3也放满。这样，翻转机构A5上的塑料盘为次底层塑料盘，翻转机构B7上的塑料盘为底层塑料盘；然后，无盘检测机构检测到螺旋输送轴上无塑料盘，翻转机构B7将底层的塑料盘全部翻转到螺旋输送轴上。螺旋输送轴上的塑料盘的是定位塑料盘。

导向斜板3两侧与储盘箱2连接，沿塑料盘滚动方向倾斜一定角度，后端部折弯加强导向斜板3的强度。导向斜板3低于储盘箱2的外沿，这样储盘箱2的上沿能对塑料盘起限位作用。导向斜板3的后端部距储盘箱2内壁的距离略大于塑料盘的直径，前端部折弯，增加边沿高度，这样既保证方便塑料盘顺利掉到次底层，又能使导向斜板3上放置足够多的塑料盘。翻转机构A5上的次底层塑料盘取走后，上层的塑料盘自动沿导向斜板3滚下，进入次底层塑料盘位置。

所述的翻转机构A和B均包括执行机构气缸、活塞杆和翻转板。本专利申请中的翻转机构和托举机构的执行机构可以为气动、液动和电动三种形式中的任一种。本实施方式以气动方式详细介绍。

每个翻转机构中，执行机构气缸的缸体固定在储盘箱2外侧壁上，气缸上端有气路控制阀及气管，活塞杆下端连接摆臂上端，摆臂的下端与旋转轴铰接，翻转板固定在旋转轴上，旋转轴两端通过轴承连接在储盘箱内。气缸的活塞杆伸出或者收缩时，摆臂围绕旋转轴转动，带动翻转板围绕旋转轴转动。翻转板截面为弧形板，弧面与放置在上面的塑料盘外沿相切。具体地说，气缸A4的活塞杆伸缩时带动翻转机构A5的翻转板A转动，气缸B6的活塞杆伸缩时带动的翻转机构B7的翻转板B运动。

如图1，在翻转机构A5的翻转板A上放置塑料盘后，气缸A4的活塞杆收缩，带动翻转板A顺时针转动特定角度，分离底层和次底层塑料盘。螺旋输送轴上的是定位塑料盘被机械臂（非本专利申请部件）抓取完后，气缸B6的活塞杆收缩，带动翻转机构B7的翻转板B逆时针转动一定角度，把底层塑料盘全部翻转到螺旋送盘机构上，然后气缸B6活塞杆伸出，带动翻转板B顺时针转动复位。翻转板B转动复位后气缸A4活塞杆伸出，带动翻转板A逆时针转动复位，此时，次底层塑料盘进入底层。上层塑料盘依次下落到翻转板A上，重复上述步骤。

如图2所示，所述的送盘机构包括减速电机8，减速电机8固定在机架1上，减速电机8通过联轴器及固定轴连接主动皮带轮9，主动皮带轮9与两个相同尺寸的从动皮带轮10通过环形同步带连接。两个从动皮带轮10分别安装在两根螺旋输送轴11上。两根螺旋输送轴11两端轴颈通过支撑轴承12固定在机架1上。安装完成后两根螺旋输送轴11的内侧距离小于塑料盘侧板的直径，这样塑料盘可以放置在螺旋输送轴11上。螺旋输送轴11上设有沿圆周表面凸起的螺旋线，螺旋线未全部覆盖螺旋输送轴11，其中螺旋线未覆盖的光轴长度略大于塑料盘的厚度。在两根螺旋输送轴11上有光轴的一端的轴肩处设置定位块13。

如图2，螺旋输送轴上的是定位塑料盘被机械臂（非本专利申请部件）抓取完后，气缸B的活塞杆收缩，带动翻转机构B7逆时针转动特定角度，将塑料盘翻转，落在送盘机构的两根螺旋输送轴11上，减速电机8经皮带传动带动两根螺旋输送轴11旋转，两根螺旋输送轴11表面凸起的螺旋线把塑料盘推到无螺旋线光轴的一端，由于定位块13给塑料盘提供轴向定位，塑料盘继续随螺旋输送轴11在光轴处转动。

如图3-4，所述的自动定位机构包括气缸C 14，气缸C 14固定在机架1上。气缸C 14活塞杆连接支座15，气缸活塞杆运动带动支座15直线运动。具体来说，如图4所示，气缸活塞杆端头通过L型杆27固定连接支座15，L型杆27侧方还设有延伸部28，L型杆27上固定有接近开关18；支座15最前端固定竖杆29，竖杆29末端通过旋转轴铰接在定位杆16中部，定位杆16前端部外伸长度大于延伸部28的最前端。在定位杆16前端与L型杆延伸部28之间设置复位弹簧17，定位杆16后端延伸至接近开关18的上方。当定位杆16受复位弹簧17牵引，绕旋转轴转动，此时定位杆16后端与接近开关18的位置发生变化。

气缸C 14活塞杆伸出，L型杆27带动支座15整体向左移动，使定位杆16深入至螺旋输送轴上的定位塑料盘中。如图5所示，在塑料盘上设有限位块01，限位块01位于塑料盘旋转轴外的侧面内孔03中，限位块01为圆筒状，限位块01的轴线与定位塑料盘的旋转轴线平行。当定位塑料盘随螺旋输送轴11转动时，定位杆16会碰到限位块01。由于定位杆16前端部外伸长度大于延伸部28的最前端，所以定位杆16最先碰到限位块01，定位塑料盘顺时针旋转，定位杆16前端向下，复位弹簧17被拉伸，定位杆16后端向上，远离接近开关18，接近开关18发出信号，说明定位塑料盘到达轴向预定位置。也就是说，定位杆16被活塞杆带动插入转动塑料盘侧面内孔03中，如图4所示，由于两根螺旋输送轴11一直在同向转动，推送到光轴区域的塑料盘由于惯性和摩擦力作用会在光轴部分转动，塑料盘转动过程中，定位杆16逐渐接近并碰到塑料盘上的限位块01，此时复位弹簧被拉伸，定位杆16逆时针旋转，此时接近开关传感器18感应并发出信号，即判断塑料盘转动到指定位置，同时减速电机8停机。

在机架1上安装两个光电开关A19，一个光电开关A发出光线，另一个接收光线，用于判断塑料盘正反面。需要说明的是，塑料盘的正面上开有一个单面通孔02，塑料盘背面为完整平面。且工作时，塑料盘为竖直放置，即塑料盘的旋转轴与螺旋输送轴11平行，那么两个光电开关A在安装时需要设置一定角度，即两个光电开关A位于不同的高度，如图3所示，这样当一个光电开关发出的光线能够从单面通孔02中穿过，并被另一个光电开关A接收。当减速电机8停机后，两个光电开关19若接收到通过塑料盘正面固定位置的单面通孔的光线，则光电开关接通，判断塑料盘为正面。如果光电开关不接通，则判断塑料盘为反面。

接近开关传感器18和光电开关A19都发出感应信号后，自动定位机构既能检测到塑料盘位于两根螺旋输送轴11的光轴部分，又能检测到塑料盘的正面，至此系统判断塑料盘的位置完成。

待上述位置判断完成后，塑料盘被托举机构推出后，气缸C14的活塞杆复位，定位杆16和复位弹簧17复位，定位杆与接近开关传感器18的位置状态退回初始位。

如图1，所述的托举机构包括托举气缸20，旋转气缸21，托举气缸20上的活塞杆连接旋转气缸21的底座，旋转气缸21的活塞杆上固定托举座22，托举座上设置限位槽，限位槽截面可以为V型、弧面型或者矩形等，限制塑料盘在托举座22上滚动，托举座22略宽于塑料盘厚度。托举机构还包括导轨23和接近开关传感器24，其中，导轨23设置在机架1上，在导轨23上设置接近开关传感器24，接近开关传感器24为霍尔传感器，托举座22的宽度大于托举气缸活塞杆的直径，当托举气缸活塞杆伸出至接近开关传感器24的位置时，接近开关传感器24发出信号。

塑料盘位置判断完成后，托举气缸20上的活塞杆伸出，固定在旋转气缸上的托举座22沿导轨23直线运动，直至把在两根螺旋输送轴11上光轴位置的塑料盘举出螺旋输送轴11。此时根据光电开关A19的判断结果，如果塑料盘正反面错误，旋转气缸21旋转180度，将塑料盘由反面调整到正面位置。

接近开关传感器24检测到塑料盘举出到指定位置，发出信号，机械臂（非本专利申请部件）抓取塑料盘。托举气缸20的活塞杆收缩，带动旋转气缸21及固定在旋转气缸上的托举座22复位。然后减速电机8开机，带动主动轮9，通过同步带传输给从动轮10，进而带动螺旋输送轴11旋转，继续向螺旋输送轴11的光轴位置推送塑料盘。

重复上述步骤，直至螺旋输送轴11上的定位塑料盘用完。

托举机构上的直线导轨23、托举座22、托举气缸20安装时必须竖直安装，且在两根螺旋输送轴11的中线上。这样保证托举塑料盘时塑料盘不发生滚动。

所述的无塑料盘检测机构包括安装在机架上的两个固定座25、每个固定座25上均安装光电开关B26。如图3，储盘箱2左右两侧的指定位置上均开通孔，供光线穿过，装有光电开关B26的固定座25安装在机架1指定位置，以达到一个光电开关B的光线从一个通孔进入，从另一个通孔穿出并被另一个光电开关B接收。如图3，光线经过倒数第2个塑料盘和储盘箱2上的通孔，待倒数第2个塑料盘进入螺旋输送轴11光轴位置后，光电开关B26接通报警，提示添加塑料盘。所述倒数第2个塑料盘是指如图3所示，最右侧第2个塑料盘。

接到报警信号后，翻转机构将底层塑料盘全部翻转到两根螺旋输送轴11上，重复上述步骤，直至储盘箱内的所有塑料盘用完。

需要说明的是，本专利申请中，气缸A4、气缸B6、减速电机8、气缸C14、接近开关18、光电开关A19、托举气缸20、旋转气缸21、接近开关传感器24、光电开关B26均与控制系统相连接，控制系统对上述零部件的启停控制为本领域技术人员所熟知的技术。

Claims (5)

1.一种全自动供盘机，其特征在于：包括机架（1），机架（1）上设置塑料盘上料机构，待塑料盘传送至螺旋输送轴（11）上后，自动定位机构对位于螺旋输送轴（11）上的塑料盘进行定位，定位之后，由托举机构将塑料盘托高，方便机械臂抓取；

所述的塑料盘上料机构包括存储塑料盘的储盘箱（2），储盘箱的出口处连接翻转机构，翻转机构将塑料盘翻转至送盘机构的螺旋输送轴（11）上；所述储盘箱（2）内设导向斜板（3），导向斜板（3）的末端设置翻转机构A（5），翻转机构A（5）将塑料盘翻转后送入翻转机构B（7），翻转机构B（7）将塑料盘翻转后送入螺旋输送轴（11）上；

所述的翻转机构A（5）和翻转机构B（7）均包括执行机构气缸、活塞杆和翻转板；其中，活塞杆下端连接摆臂上端，摆臂的下端与旋转轴铰接，翻转板固定在旋转轴上，旋转轴两端通过轴承连接在储盘箱内；且翻转板为弧形板；

螺旋输送轴（11）上设有沿圆周表面凸起的螺旋线，螺旋线未全部覆盖螺旋输送轴（11），其中螺旋线未覆盖的光轴长度略大于塑料盘的厚度；在两根螺旋输送轴（11）上有光轴的一端的轴肩处设置定位块（13）；

塑料盘上料机构还包括无塑料盘检测机构，无塑料盘检测机构检测储盘箱里面的塑料盘存储情况；无塑料盘检测机构包括安装在机架上的两个固定座（25），每个固定座上均安装有光电开关B（26）；储盘箱（2）左右两侧均开有通孔，一个光电开关B的光线从一个通孔进入，从另一个通孔穿出并被另一个光电开关B接收；

所述的自动定位机构包括气缸C（14），气缸C （14）活塞杆通过L型杆（27）固定连接支座（15），L型杆（27）侧方还设有延伸部（28），L型杆（27）上固定有接近开关（18）；支座（15）最前端固定竖杆（29），竖杆（29）末端通过旋转轴铰接在定位杆（16）中部，定位杆（16）前端部外伸长度大于延伸部（28）的最前端；在定位杆（16）前端与L型杆延伸部（28）之间设置复位弹簧（17），定位杆（16）后端延伸至接近开关（18）的上方；当定位杆（16）受复位弹簧（17）牵引，绕旋转轴转动，此时定位杆（16）后端与接近开关（18）的位置发生变化。

2.根据权利要求1所述的全自动供盘机，其特征在于：在机架（1）上安装有两个用于判断塑料盘正反面的光电开关A（19），一个光电开关A发出的光线能够从塑料盘正面的单面通孔（02）中穿过，并被另一个光电开关A接收。

3.根据权利要求1所述的全自动供盘机，其特征在于：托举机构包括托举气缸（20）和旋转气缸（21），托举气缸（20）上的活塞杆连接旋转气缸（21）的底座，旋转气缸（21）的活塞杆上固定托举座（22），托举座（22）上设置限位槽；托举机构还包括导轨（23）和接近开关传感器（24），其中，导轨（23）设置在机架（1）上，在导轨（23）上设置接近开关传感器（24）。

4.根据权利要求1所述的全自动供盘机，其特征在于：所述的导向斜板（3）两侧与储盘箱（2）连接，导向斜板（3）沿塑料盘滚动方向设有倾斜角；导向斜板（3）的前端和后端均折弯，且导向斜板（3）的后端距储盘箱（2）内壁的距离略大于塑料盘的直径。

5.根据权利要求1所述的全自动供盘机，其特征在于：送盘机构包括减速电机（8），减速电机（8）通过联轴器及固定轴连接主动皮带轮（9），主动皮带轮（9）与两个从动皮带轮（10）通过环形同步带连接；两个从动皮带轮（10）分别安装在两根螺旋输送轴（11）上；两根螺旋输送轴（11）两端轴颈通过支撑轴承（12）固定在机架（1）上。

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