短棒喂料机及其喂料方法与流程

本发明实施例涉及机械加工自动化生产线的喂料装置，尤其涉及一种短棒喂料机及其喂料方法。

背景技术：

在机械加工过程中，对于一些短棒坯料，例如长度小于8厘米的短棒，常常需要采用冷挤压机或冲床加工出不同结构形状的成品，然而传统加工过程中通常都是采用人手上料或下料，由于短棒坯料的尺寸较小，而且常常需要使短棒处于竖直状态送入加工模具中，不仅存在一定的难度，容易出错，存在损坏加工模具的风险，而且大大影响生产效率，人力成本支出较大，还极易发生压伤手的安全事故。现有机械加工自动化生产线中采用的自动喂料装置则大多是为单一型号的机械加工设备专门设计，而且结构较为复杂，大大增加了加工成本。

因此，如何提供一种结构简单，能够有助于提高短棒坯料的加工效率和生产安全性，并且能够适用于多种机械加工设备的自动喂料方案成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例所解决的技术问题在于提供一种短棒喂料机及其喂料方法，用以克服现有技术中手工喂料生产效率低下、存在较高生产安全隐患，而自动喂料装置结构复杂且适用性差等缺陷，达到结构简单，能够适用于多种机械加工设备并且有助于提高短棒坯料的加工效率和生产安全性，降低生产成本的效果。

本发明实施例提供了一种短棒喂料机，用于为机械加工设备提供短棒坯料，所述短棒喂料机包括机身、和分别位于机身上的料仓、供料机构、喂料机械手和控制机构，其中所述料仓、所述供料机构和所述喂料机械手的操作由所述控制机构控制，所述供料机构包括储料机构、提升机构以及分别与所述储料机构和所述提升机构对接的分料机构，所述分料机构用来在所述储料机构和所述提升机构之间逐个传递所述短棒坯料，所述储料机构的坯料输入端与所述料仓的坯料输出端对接，所述提升机构的坯料输出端与所述喂料机械手的坯料输入端对接，所述提升机构的坯料输入端位于所述分料机构的坯料输出端下方使所述短棒坯料由所述分料机构的坯料输出端推出并翻转为竖直状态下落至所述提升机构的坯料输入端。

本发明实施便还提供了一种短棒喂料机的喂料方法，向所述料仓加料；使所述短棒坯料传送至所述储料机构上；所述分料机构在所述储料机构和所述提升机构之间逐个传递所述短棒坯料，所述短棒坯料由所述分料机构的坯料输出端推出，并翻转为竖直状态下落至所述提升机构的坯料输入端；所述提升机构将所述短棒坯料运送至所述喂料机械手的坯料输入端位置处；所述喂料机械手将所述短棒坯料放于机械加工设备的模具中。

由以上技术方案可见，本发明实施例不仅结构简单，能够适用于多种机械加工设备并且有助于提高短棒坯料的加工效率和生产安全性，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述短棒喂料机的应用场景示意图；

图2为本发明实施例所述短棒喂料机的结构示意图；

图3为本发明实施例中料仓的结构示意图；

图4为本发明初稿例中料仓内的顶出机构示意图；

图5为本发明实施例中短棒坯料单排单层排列于挡料机构上的局部结构示意图；

图6为本发明实施例中供料机构的局部结构示意图；

图7为本发明实施例中供料机构和喂料机械手的位置关系示意图；

图8为本发明实施例中短棒坯料将由分料机构推出至提升机构的结构示意图；

图9为本发明实施例中喂料机械手的结构示意图；

图10为适用本发明实施例所述短棒喂料机的一种短棒坯料异形端面结构示意图；

图11为适用本发明实施例所述短棒喂料机的另一种短棒坯料异形端面结构示意图；

图12为本发明另一实施例中喂料机械手的结构示意图；

图13图1为本发明实施例所述短棒喂料机的应用场景示意图；

图14为本发明另一实施例中喂料机械手的局部放大结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。

请参阅图1-14，本发明实施例提供了一种短棒喂料机100，用于为机械加工设备300提供短棒坯料200。在本发明实施例中，机械加工设备300可以是冷挤压设备也可以是冲压设备等，例如四柱油压机、冲床等。在具体应用时，本发明实施例的短棒喂料机100安装于机械加工设备300一侧，自动将短棒坯料200放于机械加工设备300的模具400中，并从机械加工设备300的模具400中将加工后的加工成品取出。

如图2、6及7所示，本发明实施例所述短棒喂料机100包括机身1、和分别位于机身1上的料仓2、供料机构3、喂料机械手4和控制机构5。其中，料仓2、供料机构3和喂料机械手4的操作均由控制机构5控制。供料机构3包括储料机构31、提升机构33以及分别与储料机构31和提升机构33对接的分料机构32。分料机构32用来在储料机构31和提升机构33之间逐个传递短棒坯料200。储料机构31的坯料输入端与料仓2的坯料输出端对接，提升机构33的坯料输出端与喂料机械手4的坯料输入端对接，提升机构33的坯料输入端位于分料机构32的坯料输出端下方，使短棒坯料200由分料机构32的坯料输出端推出并翻转为竖直状态下落至提升机构33的坯料输入端。

具体地，本发明实施例中的控制机构5可以包括触摸屏和plc控制系统。

需要说明的是，本发明实施例中所述“对接”是用于描述存在对接的机构双方在使用过程中相互配合，将短棒坯料顺利从一方传递至另一方的结构形态。

如图3及图4所示，本发明实施例中的料仓2用于存放一定数量的短棒坯料200，同时具有从料堆中自动取出坯料并有序排出的功能。本发明实施例中的料仓2包括料斗21、开设于料斗21一侧的入料口22、安装于料斗21底部的一级顶出机构23、安装于一级顶出机构23上方的二级顶出机构24、安装于二级顶出机构24上的二级有料感应器25以及安装于二级顶出机构24上方的挡料机构26。

其中，料斗21上方敞口,底部为朝一级顶出机构23方向向下倾斜的坡面，挡料机构26位于料仓2的坯料输出端。一级顶出机构23和二级顶出机构24均为料仓2的顶料机构。一级顶出机构23包括一级顶出气缸231及双级顶板232，一级顶出气缸231驱动双级顶板232上下移动。双级顶板232具有同向延伸的第一顶板233及第二顶板234，第一、第二顶板233、234的一端与顶出气缸231的活塞杆固定连接，其自由端的高度不同。第一顶板233靠近料斗21底部，第二顶板234靠近二级顶出机构24，第一顶板233自由端的高度低于第二顶板234。二级顶出机构24包括二级顶出气缸241及单级顶板242，二级顶出气缸241驱动单级顶板242上下移动。单级顶板242的延伸方向与双级顶板232的延伸方向相同，其自由端的高度高于第二顶板234。

二级顶出机构24的输入端为一级顶出机构23的输出端，当二级顶出机构24感应到缺料时，一级顶出机构23顶出分料。二级顶出机构24的输出端为储料机构31的输入端，当储料机构31上缺料时，二级顶出机构24工作，及时给储料机构31补料。

本实施例中，于第一顶板233与第二顶板234之间、第二顶板234与单级顶板242之间以及单级顶板242与挡料机构26之间，设置有顶面倾斜的过渡板（图中未标示），以便能更顺畅地传送短棒坯料200。

作为本发明实施例的一种优选实现方式，入料口22的底缘安装有一可翻转的托板27。当工人为料斗21加料时，入料口22即为料仓2的坯料输入端，托板27可以翻转至如图2所示状态，以承托装有短棒坯料200的料框，方便工人将短棒坯料200倒入料斗21中。加完料后，可以将托板27向上翻转以封闭入料口22。料斗21底部的倾斜坡面可以使加入的短棒坯料200受重力作用下滑至一级顶出机构23处，由一级顶出机构23从料斗21底部顶起送至二级顶出机构24上，此时短棒坯料200由多层变为单层。当二级有料感应器25检测到二级顶出机构24上有短棒坯料200时，二级顶出机构24根据二级有料感应器25的感应信号，将其上的短棒坯料200顶起送至挡料机构26上。如图4所示，此时短棒坯料200由单层多行变为单排单层平躺于挡料机构26上，再由挡料机构26推出至储料机构31。

如图2及6所示，本发明实施例中的储料机构31用于接纳来自料仓2的短棒坯料200，并不断向后段传送短棒坯料200,具有一定的缓冲过渡功能。本发明实施例的储料机构31包括储料皮带电机311、由储料皮带电机311驱动运转的储料皮带312以及安装于储料皮带312上方的缺料感应器313。其中，储料皮带312的坯料输入端和坯料输出端分别为储料机构31的坯料输入端和坯料输出端，从挡料机构26中推出的短棒坯料200落在储料皮带312上，由储料皮带312传送至分料机构32处。当缺料感应器313感应到储料皮带312上的空位时，将通过控制机构5控制料仓2的顶料机构自动送料，以避免出现欠料停机的状况。

本发明实施例中的分料机构32是用于将储料机构31传送的短棒坯料200逐个推送至提升机构33，以实现单一有序供料。本发明实施例的分料机构32包括固设于储料机构31的坯料输出端的挡板321和分料气缸322。挡板321上安装有坯料感应器323，分料气缸322的活塞杆自由端固设有一推板324。分料机构32的坯料输出端设有托料板325，托料板325上方沿短棒坯料200输出方向开设有一用来承放短棒坯料200的凹槽326，凹槽326的一侧开口端设有推料气缸327。作为本发明的较佳实施方式，凹槽326为v型槽。在使用时，当储料皮带312将短棒坯料200传送至挡板321处，推板324用于在坯料感应器323检测到短棒坯料200时将短棒坯料200推入托料板325的凹槽326中。为保证每次只推出一个短棒坯料200，推板324的宽度通常要小于短棒坯料200的长度，推料气缸327的活塞杆作用于凹槽326内的短棒坯料200的一侧端面上，用来将短棒坯料200从凹槽326的另一侧开口端推出。

如图7及图8所示，本发明实施例中的提升机构33主要用于解决分料机构32和喂料机械手4之间的高度差问题，同时在接料过程中实现短棒坯料的竖立。本发明实施例的提升机构33包括导轨331、与导轨331滑动配合的滑块332、固定安装于滑块332上的接料斗333以及用于驱动滑块332升降的提升电机334。当接料斗333位于提升机构33的坯料输入端时，用来承接由推料气缸327从托料板325的凹槽326中推出并翻转为竖直状态下落的短棒坯料200。滑块332用于将接料斗333沿导轨331从提升机构33的坯料输入端运送至提升机构33的坯料输出端，以供喂料机械手4抓取。

在使用时，推料气缸327的活塞杆作用于托料板325的凹槽326内的短棒坯料200一侧端面上，将短棒坯料200从凹槽326的另一侧开口端推出时，当短棒坯料200的重心超过托料板325边缘时，短棒坯料200外侧下垂，竖直下落，最后掉落到提升机构33的接料斗333上。对于不同长度的短棒坯料200，可以通过调节推料气缸327推出的位置和接料斗333的高度位置来实现短棒坯料200的翻转和成功的接料。

如图1、2及9所示，本发明实施例的喂料机械手4主要用于将短棒坯料200送到机械加工设备300的模具400上，同时将加工成品从模具400取走。本发明实施例的喂料机械手4包括机械臂41、用于驱动机械臂41横向移动的第一驱动机构42、用于驱动机械臂41升降的第二驱动机构43、从喂料机械手4的坯料输入端至喂料机械手4的坯料输出端方向依次安装于机械臂41上的第一气爪44、第二气爪45、第三气爪46以及位于机械臂41下方的辅助定位机构47。其中，辅助定位机构47上设有用于暂存短棒坯料200的暂存料斗471。第一气爪44用于将短棒坯料200抓放至暂存料斗471中，第二气爪45用于将短棒坯料200从暂存料斗471抓放至机械加工设备300的模具400中，第三气爪46安装于机械臂41的自由端末端，并用于从机械加工设备300的模具400中抓取由短棒坯料200加工得到的加工成品。

在具体应用中，第一驱动机构42可以采用伺服电机和同步轮同步带传动，第二驱动机构43可以采用伺服电机和丝杠传动。在本发明实施例所述喂料机械手4的机械臂41自由端末端还可装设吹气装置。

可选地，本发明实施例的机械臂41上还设有机械臂安装位置调节装置48，用于调节第二气爪45的中心线和模具400的中心线重合。

作为本发明实施例的一种较佳实施方式，在具体应用时，根据实际加工生产线的需求，在机械臂41上从喂料机械手4的坯料输入端至喂料机械手4的坯料输出端方向，可以依次间隔安装有n个第一气爪44，每个第一气爪44的自由端安装有用于抓放短棒坯料200的夹具441。辅助定位机构47上沿喂料机械手4的坯料输入端至喂料机械手4的坯料输出端方向，对应依次间隔设有n个暂存料斗471，每两个暂存料斗471的中心轴线间距与每两个第一气爪44的夹具441中心轴线间距相等。其中，n为自然数并且n>1。如图8中所示的机械臂41上安装有3个第一气爪44，辅助定位机构47上对应设有3个暂存料斗471。

如图10及11所示，在实际应用中，有些短棒坯料的两端面存在明显差异，例如其中一端面为凸台或凹坑。针对此类短棒坯料，喂料机械手在将其放到模具之前，需要判断坯料的加工端面是否正确，是否需要翻面。为此，请结合图12-14所示，本发明另一实施例的喂料机械手4还包括端面检测感应器49和翻转气缸442。端面检测感应器49用于检测短棒坯料200的端面是否正确，翻转气缸442用于在根据端面检测感应器49的感应信号确定短棒坯料200需要翻面时驱动第一气爪44翻转。

作为本发明实施例的一种较佳实施方式，本发明实施例的辅助定位机构上47设有多个暂存料斗471，其中至少两个暂存料斗471的下方分别装设有端面检测感应器49。靠近喂料机械手4的坯料输入端的端面检测感应器49的感应信号用于判断确定短棒坯料200是否需要翻面；靠近喂料机械手4的坯料输出端的端面检测感应器49则用于再次检测短棒坯料200的端面是否正确，并在检测短棒坯料200的端料不正确时通过控制机构5发出报警信号。

上述短棒喂料机100的喂料方法包括如下：向所述料仓2加料；使短棒坯料200传送至储料机构31上；分料机构32在储料机构31和提升机构33之间逐个传递短棒坯料200，短棒坯料200由分料机构32的坯料输出端推出，并翻转为竖直状态下落至提升机构33的坯料输入端；提升机构33将短棒坯料200运送至喂料机械手4的坯料输入端位置处；喂料机械手4将短棒坯料200放于机械加工设备300的模具400中。

具体地，首先，从入料口22向料仓2中加料，短棒坯料200受重力作用下滑至一级顶出机构23处，由一级顶出机构23从料斗21底部顶起送至二级顶出机构24上，二级顶出机构24根据二级有料感应器25的感应信号，将其上的短棒坯料200顶起送至挡料机构26上；从挡料机构26中推出的短棒坯料200落在储料皮带312上，由储料皮带312传送至分料机构32处；当储料皮带312将短棒坯料200传送至挡板321处，推板324在坯料感应器323检测到短棒坯料200时，将短棒坯料200推入托料板325的凹槽326中；之后，推料气缸327的活塞杆作用于托料板325的凹槽326内的短棒坯料200一侧端面上，将短棒坯料200从凹槽326的另一侧开口端推出，使短棒坯料200外侧下垂，竖直下落，掉落到提升机构33的接料斗333上；最后，第一气爪44将短棒坯料200抓放至暂存料斗471中，第二气爪45将短棒坯料200从暂存料斗471抓放至机械加工设备300的模具400中，第三气爪46从机械加工设备300的模具400中抓取由短棒坯料200加工得到的加工成品。

基于以上技术实现可知，本发明实施例不仅结构简单，能够适用于多种机械加工设备并且有助于提高短棒坯料的加工效率和生产安全性，降低生产成本。

上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。