一种圆形棒料变向传输装置的制作方法

本发明涉及一种圆形棒料变向传输装置，属于机械传输装置技术领域。

背景技术

圆形棒料是机械领域应用广泛的料材，主要适用于各种轴类零件的加工制造。在实际自动化加工过程中，上下工位间时常需要圆形棒料的变向传输，例如，经过外圆研磨的上工位横向来料需在下工位进行纵向的切削加工。

目前，圆形棒料自动化加工过程中常用的变向传输方式有两种：一种是人工手持变向传输，另一种是差速流水线变向传输。人工手持变向传输时，工人需手持上工位加工完成的圆形棒料，步行至下工位，手动转向并放置于下工位机床。差速流水线变向传输时，传送带通过对横向圆形棒料左右两端进行差速传动以实现变向传输。

可见，目前的圆形棒料变向传输方式存在着以下局限性：1）对于人工手持变向传输方式，受人为因素影响大，上下工位距离较远时，工人工作强度大且传输效率低。2）对于差速流水线变向传输方式，为满足变向要求，差速流水线必要地设置为小弧度曲线形状，曲线形的传送机构占用较大的现场作业空间。此外，长缓的传送机构在保证稳定变向同时，限制了传输速度，进而影响了整体圆形棒料的机加工作业效率。

技术实现要素：

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种圆形棒料变向传输装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种圆形棒料变向传输装置，所述变向传输装置设置有上料工位、变向工位和下料工位；所述上料工位设有上料机构，变向工位设有升降机构和滑动翻转机构，下料工位设有纵向传输机构；所述上料机构、升降机构、滑动翻转机构和纵向传输机构整体呈直线式布置；所述升降机构侧边设有控制机构，所述控制机构包括控制器和系统控制柜；控制器分别与上料机构、升降机构、滑动翻转机构和纵向传输机构数据连接，系统控制柜与控制器连接。

进一步地，所述上料结构包括来料挡板、导向底座、可调脚柱、侧向定位气缸和正向定位气缸；所述来料挡板、侧向定位气缸和正向定位气缸组成供料组件，并安装在导向底座上，用于供给圆柱棒料；可调脚柱通过螺纹副连接于导向底座底部，用作上料机构的水平支撑。

进一步地，所述上料机构中的导向底座的圆形棒料支撑面为斜面，圆形棒料可依靠自身重力自行向下供料；所述侧向定位气缸的杆端固连有弹簧块，用以在来料长短不一的情况下，正常挤压来料。

进一步地，所述升降机构包括丝杠电机组件、支撑横梁、竖直支柱、滑动连接板、顶部支架、导轨和导向支柱；所述竖直支柱、支撑横梁和顶部支架组成升降机构的整体支撑结构；滑动连接板、导轨及滑动连接板后方的滑块组成升降机构的滑动组件，通过滑动组件的上下滑动实现升降机构的升降效果；丝杠电机组件用于提供滑动升降的动力，竖直安装于升降机构一侧支撑横梁和顶部支架之间，丝杠电机组件中的丝杠轴承安装于同侧滑动连接板上；所述导向支柱竖直安装于升降机构另一侧支撑横梁和顶部支架之间，与该侧滑动连接板通过滑动轴承相配合，用于该侧滑动组件的导向。

进一步地，所述滑动翻转机构包括滚滑导向板、滑动导轨、滚轮摇臂、安装法兰、折弯连接板、气动夹具、滑动导向气缸和构件安装板；所述构件安装板竖直安装于升降机构两侧滑动连接板正中，滚滑导向板垂直安装在构件安装板上部，滑动导轨安装在构件安装板左中部，滑动导向气缸通过连接支架安装在构件安装板右中部；滑动导向气缸通过连接块与折弯连接板相连接，滑动导轨与安装在折弯连接板后方的滑块组成滑动连接；安装法兰螺纹连接于折弯连接板上方，安装法兰及折弯连接板的中部圆孔皆与一滑动轴承过盈配合；滚轮摇臂下部圆柱杆竖直放置于安装法兰上方并与其中部的滑动轴承间隙配合；气动夹具通过连接法兰与滚轮摇臂下部圆柱杆相连。

进一步地，所述滑动导轨、折弯连接板、气动夹具、滑动导向气缸、连接块及滑块组成滑动翻转机构的滑动组件，所述滚滑导向板、滚轮摇臂、安装法兰、折弯连接板、气动夹具及连接法兰组成滑动翻转机构的翻转组件，通过两组件的联动配合，可将滑动组件的水平滑动转为翻转组件的轴向转动，实现圆形棒料的快速变向。

进一步地，所述纵向传输机构包括接料支架、限位传输板、水平传送带和支撑底座；限位传输板设有两块，前后安装与水平传送带上方，用以保持变向后的圆形棒料传输方向为纵向；所述接料支架安装在后侧限位传输板的上方，用于横向支撑上料机构供给的圆形棒料以等待变向机构的夹取；支撑底座安装于水平传送带的下方，用以支撑纵向传输机构。

进一步地，所述接料支架上表面为小角度斜面，可将来料导向至其上的限位挡块处，支撑来料；限位传输板上表面为对称布置的两斜面，中间形成圆柱槽，可将圆形棒料导于圆柱槽中，并在水平传送带摩擦力驱动下，准确地将圆形棒料传输至下一工位。

进一步地，还包括由控制器、系统控制柜、上料机构、升降机构、滑动翻转机构及纵向传输机构上的数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块组成的控制系统；所述控制器通过ethercat总线分别与上料机构、升降机构、滑动翻转机构及纵向传输机构上的数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块连接，控制各机构的协同、有序运行。

有益效果：本发明提供的圆形棒料变向传输装置，具备如下有益效果，

1、能够满足圆形棒料变向传输的基本要求；通过上料机构、升降机构、滑动翻转机构、纵向传输机构以及控制系统各方面的协同作用，稳定可靠地将上工位横向来料转为纵向并传输至下工位，传输过程不影响圆形棒料机加工自动化运行的完整性。

2、直线式的整体布局可以较大程度地降低作业空间占用率；通过正侧两向定位气缸及控制器联合控制的上料机构可以实现对圆形棒料的逐一供给，有效避免供料过多时造成的堵塞；气压驱动的变向机构能够实现高效而精确的变向，传输效率高；整体上，本发明提供的变向传输装置更加利于圆形棒料自动化加工作业的联动运行。

附图说明

图1为本发明的一种优选结构布局示意图；

图2为上料机构的等轴侧示意图；

图3为升降机构的等轴侧示意图；

图4为滑动翻转机构的上下二等角轴侧示意图；

图5为纵向传输机构的等轴侧示意图。

图中标识：100.上料机构，101.来料挡板，102.导向底座，103.可调脚柱，104.侧向定位气缸，105.正向定位气缸；200.升降机构，201.丝杠电机组件，202.支撑横梁，203.竖直支柱，204.滑动连接板，205.顶部支架，206.导轨，207.导向支柱；300.滑动翻转机构，301.滚滑导向板，302.滑动导轨，303.滚轮摇臂，304.安装法兰，305.折弯连接板，306.气动夹具，307.滑动导向气缸，308.构件安装板；400.纵向传输机构，401.接料支架，402.限位传输板，403.水平传送带，404.支撑底座；500.控制器；600.系统控制柜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，所述变向传输装置设置有上料工位、变向工位和下料工位；所述上料工位设有上料机构100，变向工位设有升降机构200和滑动翻转机构300，下料工位设有纵向传输机构400；所述上料机构100、升降机构200、滑动翻转机构300和纵向传输机构400整体呈直线式布置；所述升降机构200侧边设有控制机构，所述控制机构包括控制器500和系统控制柜600；控制器500分别与上料机构100、升降机构200、滑动翻转机构300和纵向传输机构400数据连接，系统控制柜600与控制器500连接。

如图2所示，上料机构100包括来料挡板101、导向底座102、可调脚柱103、侧向定位气缸104和正向定位气缸105；导向底座102上安装有主要由来料挡板101、侧向定位气缸104和正向定位气缸105组成的供料组件，用于供给圆形棒料；导向底座102的圆形棒料支撑面为斜面，圆形棒料可依靠自身重力自行向下供料；侧向定位气缸104和正向定位气缸105联动配合以保证分时逐一供给圆形棒料；侧向定位气缸104的杆端固连有弹簧块，用以在来料长短不一的情况下，正常挤压来料；可调脚柱103通过螺纹副连接于导向底座102底部，用作上料机构100的水平支撑。

如图3所示，升降机构200包括丝杠电机组件201、支撑横梁202、竖直支柱203、滑动连接板204、顶部支架205、导轨206和导向支柱207；竖直支柱203、支撑横梁202和顶部支架205组成升降机构200的整体支撑结构；滑动连接板204、导轨206及滑动连接板204后方的滑块组成升降机构200滑动组件，滑块与导轨206滑动连接，通过滑动组件的上下滑动实现升降机构200的升降效果；丝杠电机组件201用于提供滑动升降的动力，竖直安装于一侧支撑横梁202和顶部支架205之间，丝杠电机组件201中的丝杠轴承安装于同侧滑动连接板204的侧方；导向支柱207竖直安装于另一侧支撑横梁202和顶部支架205之间，与该侧滑动连接板204通过滑动轴承相配合，用于该侧滑动组件的导向。

如图4所示，滑动翻转机构300包括滚滑导向板301、滑动导轨302、滚轮摇臂303、安装法兰304、折弯连接板305、气动夹具306、滑动导向气缸307和构件安装板308；构件安装板308竖直安装于两侧滑动连接板204正中，用于安装滑动翻转机构300的其他构件；滚滑导向板301垂直安装在构件安装板308上部，滑动导轨302安装在构件安装板308左中部，滑动导向气缸307通过连接支架安装在构件安装板308右中部；滑动导向气缸307通过连接块与折弯连接板305相连接；滑动导轨302与安装于折弯连接板305后方的滑块组成滑动连接；安装法兰304螺纹连接于折弯连接板305上方，二者中部圆孔皆与一滑动轴承过盈配合；滚轮摇臂303下部圆柱杆竖直放置于安装法兰304上方并与其中部的滑动轴承间隙配合；气动夹具306通过连接法兰与滚轮摇臂303下部圆柱杆相连，用于夹取接料支架401上的圆形棒料。滑动导轨302、折弯连接板305、气动夹具306、滑动导向气缸307、连接块及滑块组成滑动翻转机构300滑动组件，滚滑导向板301、滚轮摇臂303、安装法兰304、折弯连接板305、气动夹具306及连接法兰组成滑动翻转机构300翻转组件，通过两组件的联动配合，可将滑动组件的水平滑动转为翻转组件的轴向转动，实现圆形棒料的快速变向。

如图5所示，纵向传输机构400包括接料支架401、限位传输板402、水平传送带403和支撑底座404；两限位传输板402前后安装于水平传送带403上方，其上表面为对称布置的两斜面，可将圆形棒料导于正中央的圆柱槽，并在水平传送带403摩擦力的驱动下，准确地将圆形棒料传输至下一工位；接料支架401安装在后侧限位传输板402的上方，其上表面为小角度斜面，可将来料导向至其上的限位挡块处，支撑来料并等待气动夹具306的夹取；支撑底座404安装于水平传送带403的下方，用以支撑纵向传输机构400。

由控制器500、系统控制柜600、上料机构100、升降机构200、滑动翻转机构300及纵向传输机构400上的数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块组成的控制系统；控制器500通过ethercat总线分别与上料机构100、升降机构200、滑动翻转机构300及纵向传输机构400上的数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块连接，控制各机构的协同、有序运行。

本发明的圆形棒料变向传输工作过程包括以下步骤：

1、按下控制器500启动按钮，控制器500开始提供各机构预启动信号；

2、上料机构100中的正向定位气缸105导杆外伸，侧向定位气缸104导杆缩回；

3、上料机构100开始接收上工位来料，当达到可装载圆形棒料数额上限后，上料机构100予以升降机构200的数字量输入模块等待取料信号；

4、上料机构100侧向定位气缸104外伸，正向定位气缸105缩回，圆形棒料滚至接料支架401限位挡块处；

5、升降机构200延时等待结束，滑动翻转机构300开始下降，到达预设位置后，气动夹具306开始夹持棒料，夹持稳定后，滑动翻转机构300上升一小段距离；

6、滑动翻转机构300连带所夹持的横向来料翻转变向，并提供纵向传输机构400送料等待信号；

7、变向完成后气动夹具306松开夹爪，滑动导向气缸307导杆缩回，带动气动夹具306变回原方向；

8、纵向传输机构400延时等待结束，将圆形棒料纵向传输至下一工位，完成传输后，反馈给控制器500计数信号；

9、控制器500判断是否达到需变向传输的圆形棒料数目，若已达到，予以各机构归零信号，若未达到，控制各机构重复步骤1及其后步骤；

10、变向传输作业完成后，关闭控制器500并清理现场。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。