一种翻面设备及其翻面方法与流程

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种翻面设备及其翻面方法。

背景技术：

在现有的一些自动生产线或自动包装线的产品生产过程中，在后续加工或包装时，需要执行将工件的底面反转向上的操作（以下简称“翻面”）。为此，需要在这样的自动生产或者包装线中预留出适当大小的翻面工位，通过人力或借助专用工具的方式完成工件的翻面。

现有通过人力或借助专用工具方式完成翻面，主要存在以下缺点：其一是当工件重量较重时，劳动强度大，且浪费人力资源。另外，在翻面过程中也容易磕碰到操作人员或工件，造成安全隐患。其二是，这样的人工翻面操作生产效率低。而且，人工翻面操作所需空间大，需要预留较大的空间作为翻面工位，浪费了车间生产场地。最后，这样的人工生产模式自动化程度低，不利于在生产线中后续自动化的实现

因此，现有技术还有待发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种翻面设备及其翻面方法，旨在解决现有技术中人工翻面操作劳动强度大，工作效率低以及自动化程度不足的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种翻面设备，其中，包括：

机架；

设置在所述机架上的翻面装置，所述翻面装置包括一容纳待翻面工件的翻面工位；

摆动气缸，所述摆动气缸与所述翻面装置通过一传动轴连接，驱动所述翻面装置沿所述传动轴步进旋转180°；

设置在所述翻面装置上的固定装置；所述固定装置固定所述待翻面工件在所述翻面工位内的位置；以及

检测所述待翻面工件是否到位的到位检测装置；所述到位检测装置设置在翻面装置上。

所述的翻面设备，其中，所述翻面装置包括：第一翻面模块和第二翻面模块；所述第一翻面模块和第二翻面模块对向固定设置，形成容纳待翻面工件的翻面工位；

所述固定装置包括一设置在第一或第二翻面模块上的压紧机构，所述压紧机构包括压紧板和驱动所述压紧板伸出的第一气缸；

所述压紧板伸出以压紧所述待翻面工件在所述第一翻面模块或第二翻面模块上。

所述的翻面设备，其中，所述第一翻面模块和第二翻面模块包括：

支架；

分别通过第一和第二连接轴固定在所述支架上的主同步轮和从动轮；

通过所述主同步轮和从动轮张紧在所述支架上的同步带；以及

驱动所述主同步轮旋转运动的驱动装置。

所述的翻面设备，其中，所述到位检测装置为光电检测单元；

所述光电检测单元设置在所述第一翻面模块和第二翻面模块的支架沿待翻面工件输入方向的一端。

所述的翻面设备，其中，所述固定装置还包括阻挡机构；

所述阻挡机构包括：

阻挡待翻面工件移动的挡板，所述挡板具有一个向外延伸的端部；

与所述挡板的端部相配合的支承部；所述支承部设置在所述第一翻面模块或第二翻面模块的支架沿待翻面工件输入方向的一端；

驱动所述挡板伸出的第二气缸；所述第二气缸驱动挡板伸出并通过端部卡止在所述支承部内；

以及限制所述挡板运动方向的第二导向柱。

所述的翻面设备，其中，第一翻面模块和第二翻面模块通过一对固定在所述支架两侧的连接梁固定连接；所述连接梁通过一对轴承固定在所述机架上；

所述传动轴固定在一侧的连接梁的外侧；所述摆动气缸通过一固定座固定在所述机架上，通过所述传动轴与所述连接梁连接，驱动所述第一翻面模块和第二翻面模块旋转。

所述的翻面设备，其中，所述驱动装置包括：电机以及蜗杆蜗轮减速器；

所述电机通过蜗杆蜗轮减速器与所述第一连接轴连接，驱动所述主同步轮旋转。

所述的翻面设备，其中，所述压紧机构还包括第一导向柱以及与所述导向配合的第一导向套；

所述第一导向柱设置在所述压紧板的一侧；所述第一导向套设置在所述支架上；所述第一导向柱与第一导向套配合以限制所述压紧板沿所述待翻面工件垂直方向移动。

所述的翻面设备，其中，所述翻面设备还包括：用于定位所述翻面装置的限位装置；

所述限位装置包括：

限位板；所述限位板伸出时与所述翻面设备相抵，限制所述翻面设备的旋转；

与所述限位板连接，驱动限位板伸出或回缩的第三气缸，所述第三气缸固定在所述机架上；

第三导向柱，所述第三导向柱与所述限位板固定连接；以及

与所述导向柱配合的第三导向套，所述导向套设置在所述机架上，与所述导向柱配合以限制所述限位板的移动方向。

一种应用如上所述的翻面设备的翻面方法，其中，包括：

通过输送带将待翻面工件输入至所述翻面装置的翻面工位中；

通过到位检测装置检测待翻面工件是否到位；

由固定装置固定所述待翻面工件在所述翻面工位中的位置；

通过摆动气缸旋转翻面装置180°，完成翻面；

松开固定装置并输出翻面后工件。

有益效果：本发明提供的一种翻面设备及其翻面方法，可以实现对于扁平状工件的自动翻面操作。工件翻面的操作效率高，劳动强度小，而且机构设置紧凑，翻面工位占用空间小，能够在各种类型的生产线或者包装线上使用，有利于节约厂房空间。该翻面设备可全自动操作，有利于实现生产线后续的自动化。

附图说明

图1为本发明实施例提供的翻面设备的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的翻面设备的压紧机构的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的翻面设备的第一翻面模块的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的翻面设备的阻挡机构的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的翻面设备的第一翻面模块和第二翻面模块连接结构示意图。

图6为本发明实施例提供的翻面设备的限位装置的结构示意图。

图7为本发明实施例提供的翻面设备的第二翻面模块的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种翻面设备及其翻面方法。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种翻面设备。待翻面工件从图1所示的A处进入到翻面设备中。在翻面设备翻面完成后，从图1所示的B处输出。

该翻面设备包括：机架100、设置在所述机架上的翻面装置200、摆动气缸300、设置在所述翻面装置上的固定装置400以及到位检测装置（图中未示出）。

所述翻面装置200包括一容纳待翻面工件的翻面工位，待翻面工件进入该翻面装置200后，由所述固定装置固定所述待翻面工件在所述翻面工位内的位置。该翻面装置200具体的形状或者尺寸可以根据需要进行翻面的工件所决定，与工件相适配，能够实现容纳并固定工件位置即可。

所述摆动气缸300与所述翻面装置200通过一传动轴201连接，驱动所述翻面装置沿所述传动轴步进旋转180°，从而带动工件翻转，完成翻面操作。翻转完成后，固定装置400松开并输出翻面后的工件。

所述到位检测装置设置在翻面装置上，用于检测所述待翻面工件是否到位。在工件到位后，才使用固定装置400固定所述工位在翻面装置中的位置，保证翻面的顺利进行。该到位检测装置具体可以是任何合适的，用于检测或者判断工件位置的传感器或者检测装置，例如光电检测单元等。

具体的，如图1所示，所述翻面装置200包括：第一翻面模块210和第二翻面模块220。

所述第一翻面模块210和第二翻面模块220对向固定设置，在中间夹层形成容纳待翻面工件的翻面工位C。待翻面工件进入在该翻面工位C中，随翻面装置的旋转而完成翻面。

如图7所示，所述固定装置400可以包括：压紧机构410和阻挡机构420。 所述压紧机构410的压紧板411可以通过第一气缸412，伸出以压紧所述待翻面工件在所述第一翻面模块或第二翻面模块上或者收回从而松开翻面工件。由于所述第一翻面模块或第二翻面模块为上下对称式的结构设置，该压紧机构410及阻挡机构420具体可以设置在第一翻面模块和/或第二翻面模块上。（例如将部分结构设置在第一翻面模块上，部分结构设置在第二翻面模块上），能够实现工件固定的功能即可。在本实施例中，该压紧机构410和阻挡机构420均设置在第二翻面模块上。

为陈述简便，以下以第一翻面模块为例进行阐述。如图3所示，该第一翻面模块220可以包括：支架221，主同步轮222，从动轮223，同步带224以及驱动装置225。

所述主同步轮222和从动轮223分别通过第一连接轴226和第二连接轴227固定在所述支架221上。同步带224通过所述主同步轮222和从动轮223张紧在所述支架221上。驱动装置225与所述主同步轮222连接，驱动所述主同步轮222旋转运动，从而带动同步带运动以移动工件至对应的位置（例如输入工件、输出工件或者移动至工件固定位置）。

该驱动装置具体可以是任何合适的动力机构及其传动机构。如图3所示，在本实施例中，该驱动装置225可以包括：电机2251以及蜗杆蜗轮减速器2252。所述电机2251通过蜗杆蜗轮减速器2252与所述第一连接轴226连接（作为主传动轴），驱动所述主同步轮222旋转。

具体的，如图2所示，所述压紧机构具体包括：压紧板411，第一气缸412，第一导向柱413以及与所述导向配合的第一导向套414。

所述第一导向柱413设置在所述压紧板411的一侧，所述第一导向套414设置在所述支架221上。所述导向柱与导向套配合，起导向作用。在气缸的驱动下，该压紧板沿所述待翻面工件垂直方向移动，伸出或者回缩。

在工件翻面前，气缸活塞伸出，压紧板411将工件压紧在同步带上，使工件翻面的过程中保持位置不变。（具体包括以下两种情形：当压紧机构在上方时，压紧板伸出，将工件压紧在下输送带上，当翻面到位后，压紧机构回缩，将工件平稳放在新的下输送带上。而当压紧机构在下部时，压紧板伸出，将工件向上顶起，压紧在上输送带上，当翻面到位后，压紧机构回缩，工件已在新的下输送带上）。

较佳的是，该压紧板411与工件接触的一面还可以设置有具有弹性的橡胶条415或者其他弹性缓冲物，以避免在压紧工件过程中对工件表面造成损伤。

如图3所示，所述光电检测单元500可以设置在所述第一翻面模块和第二翻面模块的支架沿待翻面工件输出方向的一端，检测工件是否到位。

更具体的，如图4所示，所述阻挡机构420具体包括：挡板421，支承部422，驱动所述挡板伸出的第二气缸423以及第二导向柱424。

其中，挡板421和支承部422分别需要分别设置在所述第一和第二翻面模块上。在本实施例中，如图3所示，该支承部422设置在第一翻面模块上，在沿待翻面工件输入方向的一端。而挡板421及其他机构则设置在第二翻面模块上。

所述挡板421具有一个向外延伸的端部，支承部422与所述挡板的端部相配合。所述第二气缸423驱动挡板421伸出并通过端部卡止在所述支承部内。第二导向柱424限制所述挡板运动方向，发挥导向作用。

通过设置该阻挡机构420，可以在工件到位后，阻挡工件继续移动。另外，翻面时即使工件与输送带间的摩擦力不足以克服工件的重量时，也可以保持工件与同步带的相对位置不动，以减少压紧机构施加在工件上的压力。

当然，在设置阻挡机构420的一端，支架上也设置有光电检测单元500，检测工件是否到位。

在本发明的另一具体实施例中，第一翻面模块和第二翻面模块具体可以通过如如图5所示的方式固定连接，对向设置以形成容纳工件的翻面工位。

如图5所示，第一翻面模块210和第二翻面模块220通过一对固定在所述支架两侧的连接梁230固定连接。所述连接梁230通过一对轴承240固定在所述机架100上。

所述传动轴201固定在一侧的连接梁230的外侧，所述摆动气缸300通过一固定座固定在所述机架100上并通过一联轴器301与所述传动轴201连接。

通过这种方式，摆动气缸通过联轴器301和传动轴201以驱动所述第一翻面模块和第二翻面模块进行旋转。为实现翻面操作，该翻面装置每次旋转角度为180°，翻面装置每逆时针、顺时针旋转180°各一次便完成一个动作周期。

较佳的是，如图6所示，所述翻面设备还包括：用于定位所述翻面装置的限位装置600。所述限位装置600包括：限位板610、第三气缸620、第三导向柱630以及第三导向套640。

所述第三气缸620固定在所述机架100上，与所述限位板610连接，驱动限位板伸出或回缩。所述第三导向柱630与所述限位板610固定连接，所述第三导向套640设置在所述机架100上，与所述导向柱配合发挥导向作用，以限制所述限位板610的移动方向。

所述限位板610伸出时与所述翻面设备相抵，限制所述翻面设备在传动轴101方向上的旋转运动。通过设置该限位装置600，可以起辅助支承作用，保证该翻面装置的同步带保持水平，能够与前、后工位之间的输送带对齐，使工件能够顺利的输入和输出。该限位板610在翻面装置200旋转翻面时回收，在旋转180°后伸出，对翻面设备起限位作用。

本发明实施例中提供的翻面设备的具体工作过程如下：

在初始状态，限位装置的限位板伸出，与翻面设备相抵，起辅助支承作用并保证其同步带保持水平，与前、后工位的输送带对齐。

然后，通过驱动装置带动同步带运动，将工件移动至翻面工位中，当设置在工件移动方向预定位置的光电检测单元发出信号时，表示工件移动到位，同步带停止运动。

然后，固定装置的压紧板伸出，将工件压紧在另一侧翻面模块的同步带上。另外，阻挡机构的挡板也伸出到位。

工件位置固定后，限位装置的限位板回收，摆动气缸驱动翻面装置逆时针旋转180°，完成工件翻面。

工件翻面完成后，松开固定装置（压紧板和挡板），同步带运动将工件输出至后工位的输送带上。

同时，限位装置的限位板伸出，与翻面设备相抵，下一待翻面工件输入至翻面工位中。当设置在工件移动方向预定位置的光电检测单元发出信号时，表示工件移动到位，同步带停止运动。

然后，固定装置的压紧板伸出，将工件压紧在上方的同步带上（此时压紧机构位于下方）。另外，阻挡机构的挡板也伸出到位。

工件位置固定后，限位装置的限位板回收，摆动气缸驱动翻面装置顺时针旋转180°，完成第二个工件的翻面。此时，翻面设备回到初始状态，完成一个动作周期。在一个动作周期内，该翻面设备可以完成两个工件的翻面操作。

本发明实施例还提供了一种与上述使用过程相对应地，应用如上所述的翻面设备的翻面方法。该方法包括：

首先，通过输送带将待翻面工件输入至所述翻面装置的翻面工位中。然后，通过到位检测装置检测待翻面工件是否到位，并由固定装置固定所述待翻面工件在所述翻面工位中的位置。随后，通过摆动气缸旋转翻面装置180°，完成翻面。翻面后，松开固定装置并输出翻面后工件。

本发明实施例提供的翻面设备，能够应用于多种不同尺寸的扁平工件的翻面操作中。其可以方便的设置在生产线或者包装线中，作为其中的一个工位，整体结构紧凑，占用空间小。另外，该翻面设备可以自动化实现翻面操作，与自动化的生产线连接，能够有效的提高生产效率，具有良好的应用前景。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。