全自動排坯機

1、一種全自動排坯機，其特征在于結(jié)構(gòu)包括機架、電子天平、 多關(guān)節(jié)機器人、自動換板機構(gòu)，多關(guān)節(jié)機器人、電子天平、自動換板 機構(gòu)安裝在機架面板上，自動換板機構(gòu)分為上、下兩層；多關(guān)節(jié)機器 人包括底座、三個水平關(guān)節(jié)、Z軸運動機構(gòu)、抓取手指；三個水平關(guān) 節(jié)包括A軸水平關(guān)節(jié)、B軸水平關(guān)節(jié)、W軸水平關(guān)節(jié)，A軸水平關(guān) 節(jié)具有手臂A、旋轉(zhuǎn)軸A、伺服電機A，B軸水平關(guān)節(jié)具有手臂B、 旋轉(zhuǎn)軸B、伺服電機B，W軸水平關(guān)節(jié)具有旋轉(zhuǎn)軸W、同步齒形傳 送帶、伺服電機W；伺服電機A安裝在底座內(nèi)，手臂A套裝在旋轉(zhuǎn) 軸A上，伺服電機A直接帶動手臂A旋轉(zhuǎn)；伺服電機B安裝在手臂 A上部，旋轉(zhuǎn)軸B裝在手臂A上，手臂B套裝在旋轉(zhuǎn)軸B上，伺服 電機B帶動手臂B旋轉(zhuǎn)；伺服電機W安裝在手臂B上部，旋轉(zhuǎn)軸W 裝在手臂B前端軸孔內(nèi)，伺服電機W通過同步齒形傳送帶帶動旋轉(zhuǎn) 軸W旋轉(zhuǎn)；
Z軸運動機構(gòu)具有伺服電機Z、滾珠絲桿螺母，旋轉(zhuǎn)軸W上設(shè) 置滾珠絲桿螺紋，與滾珠絲桿螺母相配合，由伺服電機Z通過同步齒 形帶帶動滾珠絲桿螺母旋轉(zhuǎn)，傳動旋轉(zhuǎn)軸W作上、下運動，旋轉(zhuǎn)軸 W上、下運動時又稱Z軸；
抓取手指裝置在Z軸運動機構(gòu)下部的旋轉(zhuǎn)軸W下端部，抓取手 指采用吸盤式抓取手指，或皮囊式抓取手指，或氣爪抓取手指；
自動換板機構(gòu)包括傳動電機1號、2號、3號，同步齒形傳送帶 1號、2號、3號，承燒板、氣缸，傳動電機1號、2號、3號分別裝 有同步齒形帶輪，并分別裝有同步齒形傳送帶1號、2號、3號，在 同步齒形傳送帶2號的下部裝有氣缸，氣缸上部裝有托板，通過托板 推動2號齒形傳送帶上、下升降，承燒板放置在同步齒形傳送帶上， 由傳動電機帶動作前后移動，在同步齒形傳送帶1號、2號、3號上 部側(cè)板上分別設(shè)置有接近開關(guān)1號、2號、3號。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動排坯機，其特征在于機架具有 操作面板、電氣控制箱、氣動控制箱、防護(hù)罩。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動排坯機，其特征在于吸盤式抓 取手指采用真空吸盤。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動排坯機，其特征在于皮囊式抓 取手指具有皮囊，皮囊上部裝置有鎖緊夾頭。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動排坯機，其特征在于氣爪抓取 手指包括微型氣爪，爪頭，微型氣爪一端裝置有爪頭，微型氣爪內(nèi)設(shè) 置氣缸，通過活塞使爪頭開合。

技術(shù)領(lǐng)域\n本發(fā)明全自動排坯機涉及的是一種在粉末冶金行業(yè)中硬質(zhì)合金 刀片燒結(jié)前坯件的拾取、稱重與碼放所用之設(shè)備。\n背景技術(shù)\n在粉末冶金行業(yè)，數(shù)控機床用硬質(zhì)合金刀片在壓坯的拾取、碼放、 檢驗(稱重)工序，是非常耗費人力的，操作人員必需手工操作，每 人一機，手眼并用，非常辛苦，尤其是剛剛壓制出來的生坯，未經(jīng)燒 結(jié)，非常脆弱，若用手抓取其刀口部分，一不小心就會掉邊、掉角， 形成廢品。所以，目前在該行業(yè)，迫切需要一種既能大大減少工人勞 動強度，同時又能提高生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量的機械。\n發(fā)明內(nèi)容\n本發(fā)明的目的是針對上述不足之處提供一種全自動排坯機，具有 電子天平、機械手臂、抓取手指和自動換板機構(gòu)等，既能大大減少工 人勞動強度，同時又能提高生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)安全性。\n全自動排坯機是采取以下方案實現(xiàn)的：全自動排坯機結(jié)構(gòu)包括機 架、電子天平、多關(guān)節(jié)機器人、自動換板機構(gòu)，機架具有操作面板、 電氣控制箱、氣動控制箱、防護(hù)罩，多關(guān)節(jié)機器人、電子天平、自動 換板機構(gòu)安裝在機架面板上，多關(guān)節(jié)機器人包括底座、三個水平關(guān)節(jié)、 Z軸運動機構(gòu)、抓取手指。三個水平關(guān)節(jié)包括A軸水平關(guān)節(jié)、B軸水 平關(guān)節(jié)、W軸水平關(guān)節(jié)，A軸水平關(guān)節(jié)具有手臂A、旋轉(zhuǎn)軸A、伺服 電機A，B軸水平關(guān)節(jié)具有手臂B、旋轉(zhuǎn)軸B、伺服電機B，W軸水 平關(guān)節(jié)具有旋轉(zhuǎn)軸W、同步齒形傳送帶、伺服電機W。伺服電機A 安裝在底座內(nèi)，手臂A套裝在旋轉(zhuǎn)軸A上，伺服電機A直接帶動手 臂A旋轉(zhuǎn)。伺服電機B安裝在手臂A上部，旋轉(zhuǎn)軸B裝在手臂A上， 手臂B套裝在旋轉(zhuǎn)軸B上，伺服電機B帶動手臂B旋轉(zhuǎn)。伺服電機 W安裝在手臂B上部，旋轉(zhuǎn)軸W裝在手臂B前端軸孔內(nèi)，伺服電機 W通過同步齒形傳送帶帶動旋轉(zhuǎn)軸W旋轉(zhuǎn)。\nZ軸運動機構(gòu)具有伺服電機Z、滾珠絲桿螺母，旋轉(zhuǎn)軸W上設(shè) 置滾珠絲桿螺紋，與滾珠絲桿螺母相配合，由伺服電機Z通過同步齒 形帶帶動滾珠絲桿螺母旋轉(zhuǎn)，傳動旋轉(zhuǎn)軸W作上、下運動。旋轉(zhuǎn)軸 W上、下運動時又稱Z軸。\n抓取手指裝置在Z軸運動機構(gòu)下部的旋轉(zhuǎn)軸W(又稱Z軸)下 端部，抓取手指可采用吸盤式抓取手指，或皮囊式抓取手指，或氣爪 抓取手指。吸盤式抓取手指采用真空吸盤。皮囊式抓取手指具有皮囊， 皮囊上部裝置有鎖緊夾頭。氣爪抓取手指包括微型氣爪，爪頭，微型 氣爪一端裝置有爪頭，微型氣爪內(nèi)設(shè)置氣缸，通過活塞使爪頭開合。\n自動換板機構(gòu)(排坯傳動機構(gòu))包括傳動電機1號、2號、3號， 同步齒形傳送帶1號、2號、3號，承燒板(排坯板)、氣缸，傳動電 機1號、2號、3號分別裝有同步齒形帶輪，并分別裝有同步齒形傳 送帶1號、2號、3號，在同步齒形傳送帶2號的下部裝有氣缸，氣 缸上部裝有托板，通過托板推動2號齒形傳送帶上、下升降。承燒板 放置在同步齒形傳送帶上，由傳動電機帶動作前后移動。在同步齒形 傳送帶1號、2號、3號上部側(cè)板上分別設(shè)置有接近開關(guān)(傳感器)1 號、2號、3號。\n工作原理：\na、壓機脫模結(jié)束，等候在壓機外面的抓取手指迅速伸入上、下 模之間將產(chǎn)品取出；\nb、將取出的坯件按設(shè)定的間隔個數(shù)放在電子天平上稱重；\nc、將合格的產(chǎn)品重新拾取碼放在承燒板上，將不合格的產(chǎn)品(過 輕或過重)撿入廢品箱；\nd、當(dāng)承燒板排滿則自動輸出機外，同時空板自動進(jìn)入工作位置。\n全自動排坯機的特點：\n1、全自動排坯機的多關(guān)節(jié)機器人抓取手指自動撿拾產(chǎn)品，并根 據(jù)所設(shè)定的間隔個數(shù)或直接排列產(chǎn)品、或放在電子天平上稱重后合格 產(chǎn)品被再次拾取排列(等待稱重的時間可設(shè)定)，不合格產(chǎn)品被撿入 廢品箱。抓取手指拾取速并為每分鐘15～30次，定位精度小于±0.02 毫米。\n2、采用交互式人機界面進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，只需簡單的坯件形狀確 認(rèn)和擺放行數(shù)與列數(shù)的鍵入便可完成程序輸入，計算機自動進(jìn)行拾取 方式的選擇和坯件間隔的計算，且可隨時進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，調(diào)整所擺放 坯件的方向與疏密。\n3、帶有觸摸式計算機面板操作機構(gòu)，具有各種必要的操作提示， 操作界面人性化。運動控制單元內(nèi)設(shè)置32位RISC?CPU和豐富的機 器人命令語，有豐富的內(nèi)置指令，控制器的參數(shù)易于修改，總控制單 元適合于各種PLC?I/O接口。\n4、具有自診斷功能，根據(jù)人機界面的提示，維修人員能方便快 捷地發(fā)現(xiàn)問題和處理問題。為保證安全，人機界面設(shè)有密碼，非專業(yè) 人員不能進(jìn)入機械設(shè)定界面。\n5、多關(guān)節(jié)機器人抓取手指能自動進(jìn)行零位校正。\n6、采用密閉式結(jié)構(gòu)，Z軸配防塵套，提高防塵能力。\n附圖說明\n以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。\n圖1是全自動排坯機結(jié)構(gòu)示意圖。\n圖2是全自動排坯機的多關(guān)節(jié)機器人俯視圖。\n圖3是全自動排坯機的皮囊式抓取手指示意圖。\n圖4是全自動排坯機的氣爪式抓取手指主視圖。\n圖5是全自動排坯機的氣爪式抓取手指俯視圖。\n圖6是全自動排坯機的自動換板機構(gòu)示意圖。\n具體實施方式\n參照附圖1～6，全自動排坯機結(jié)構(gòu)包括機架、電子天平(5)、 多關(guān)節(jié)機器人、自動換板機構(gòu)(3)。機架具有操作面板(4)、電氣控 制箱、氣動控制箱(1)、防護(hù)罩(15)。多關(guān)節(jié)機器人、電子天平(5)、 自動換板機構(gòu)(3)安裝在機架面板(2)上，多關(guān)節(jié)機器人包括底座 (16)、三個水平關(guān)節(jié)、Z軸運動機構(gòu)、抓取手指(6)。三個水平關(guān) 節(jié)包括A軸水平關(guān)節(jié)、B軸水平關(guān)節(jié)、W軸水平關(guān)節(jié)，A軸水平關(guān) 節(jié)具有手臂A(13)、旋轉(zhuǎn)軸A、伺服電機A(14)，B軸水平關(guān)節(jié)具 有手臂B(12)、旋轉(zhuǎn)軸B、伺服電機B(11)，W軸水平關(guān)節(jié)具有旋 轉(zhuǎn)軸W(8)、同步齒形傳送帶、伺服電機W(10)。伺服電機A(14) 安裝在底座(16)內(nèi)，手臂A(13)套裝在旋轉(zhuǎn)軸A上，伺服電機A (14)直接帶動手臂A(13)旋轉(zhuǎn)。伺服電機B(11)安裝在手臂A (13)上部，旋轉(zhuǎn)軸B裝在手臂A(13)上，手臂B(12)套裝在旋 轉(zhuǎn)軸B上，伺服電機B(11)帶動手臂B(12)旋轉(zhuǎn)。伺服電機W (10)安裝在手臂B(12)上部，旋轉(zhuǎn)軸W(8)裝在手臂B(12) 前端軸孔內(nèi)，伺服電機W(10)通過同步齒形傳送帶帶動旋轉(zhuǎn)軸W (8)旋轉(zhuǎn)。\nZ軸運動機構(gòu)具有伺服電機Z(9)、滾珠絲桿螺母(7)，旋轉(zhuǎn)軸 W(8)上設(shè)置滾珠絲桿螺紋，與滾珠絲桿螺母(7)相配合，由伺服 電機Z(9)通過同步齒形帶帶動滾珠絲桿螺母(7)旋轉(zhuǎn)，傳動旋轉(zhuǎn) 軸W(8)作上、下運動。旋轉(zhuǎn)軸W(8)上、下運動時又稱Z軸。\n多關(guān)節(jié)機器人共有三個水平關(guān)節(jié)A、B、C和一個能沿Z軸運動 的機構(gòu)，每個關(guān)節(jié)及Z軸運動機構(gòu)均安裝有伺服電機，通過程序控制， 可以將坯件送到手臂展開長度為半徑以固定機座為圓心250°范圍內(nèi) 的任何位置通過設(shè)定，也可以讓坯件在任何位置停留，當(dāng)然也可使坯 件按事先設(shè)定的任何陣列碼放。\n抓取手指(6)裝置在Z軸運動機構(gòu)下部的旋轉(zhuǎn)軸W(又稱Z軸) (8)下端部，抓取手指(6)采用吸盤式抓取手指，或皮囊式抓取手 指，或氣爪抓取手指。吸盤式抓取手指采用真空吸盤。皮囊式抓取手 指具有皮囊(18)，皮囊(18)上部裝置有鎖緊夾頭(19)。皮囊式抓 取手指用一皮囊(18)插入坯件(17)小孔中，充氣使其膨脹，脹住 坯件(17)，放氣后利用皮囊自身張力縮回，坯件(17)靠自重落下。\n氣爪抓取手指包括微型氣爪(20)、爪頭(21)，微型氣爪(20) 一端裝置有爪頭(21)，微型氣爪(20)內(nèi)設(shè)置氣缸，通過活塞使爪 頭開合。氣爪式抓取手指利用兩只氣爪手指的開啟與合攏脹取坯件， 該結(jié)構(gòu)較適宜坯件較厚而圓柱形孔的坯件。\n自動換板機構(gòu)(排坯傳動機構(gòu))(3)包括傳動電機1號(25)、 傳動電機2號(27)、傳動電機3號(31)，同步齒形傳送帶1號(23)、 同步齒形傳送帶2號(29)、同步齒形傳送帶3號(32)，承燒板(排 坯板)(22、30)、氣缸(26)，傳動電機1號、2號、3號分別裝有同 步齒形帶輪，并分別裝有同步齒形傳送帶1號、2號、3號，在同步 齒形傳送帶2號(29)的下部裝有氣缸(26)，氣缸(26)上部裝有 托板(34)，通過托板(34)推動2號齒形傳送帶(29)上、下升降。 承燒板放置在同步齒形傳送帶上，由傳動電機帶動作前后移動。在同 步齒形傳送帶1號、2號、3號上部側(cè)板上分別設(shè)置有接近開關(guān)(傳 感器)1號、2號、3號(24、28、33)。接近開關(guān)采用EZK-X4MEI型 接近開關(guān)等。該換板機構(gòu)分為上、下兩層，由傳動電機帶動同步齒形 帶傳送承燒板。空板從下層放入后被自動送至前端，到位后接近開關(guān) 即傳感器感知，被氣缸托起進(jìn)入等待排坯的位置，待該板排滿后被自 動從上面一層送出機外。這時操作人員可從上面將排滿坯件的承燒板 取走。上層傳送帶最多可儲放三塊承燒板，如果三塊板排滿仍不被取 走，機器會停車并報警。