滤芯中心管移载机械手的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种滤芯中心管移载机械手，十套吸盘组件由垂直升降气缸带动升降，平移气缸作用实现中心管从前一工位向后一工位的同时移载；吸盘组件采用磁钢吸取方式，利用导向楔块相对的两个斜面组成V形结构，既适应不同直径中心管的吸取，又保证移载过程的姿态平稳；磁钢随磁钢安装板下降吸取工件，而上升时，由导向楔块对中心管止挡，使中心管释放过程的姿态平稳；采用垂直缓冲限位组件，不仅对工作过程中的机械手升降位置限位，而且规格调整更换模具和维修时，使机械手上升到最高位，以留出较大操作空间；本发明在产品规格更换时，无需考虑中心管的长短，只需根据中心管不同直径，做简单调整，缩短了更换产品时设备调整的时间，提高了生产率。
【专利说明】
滤芯中心管移载机械手
技术领域
[0001]本发明涉及一种滤芯中心管移载机械手，主要用于滤芯自动装配线的中心管供料部件中。
【背景技术】
[0002]滤芯自动装配线除滤层合缝采用半自动加工外，其余均为自动完成。主要包括下端盖、上端盖的自动注胶、滤层的扩松、中心管的供料、滤层和中心管自动安装于下端盖上，以及上端盖的自动合盖，至最后按4-8列要求送至烘道上。中心管为薄壁套筒类零件，且规格品种较多，由于目前加工设备和方法的欠缺，加工的中心管两端会有较大的毛刺，并使中心管端部缠绕在一起，还会有不同规格、品种的中心管混入其中，同时前道卷圆加工时，还存在中心管不圆整等情况。以往针对缠绕、不同规格混入、端部毛刺等不良品，只能在总装时靠人工挑选，无法实现自动上料;而对于不圆整的中心管可能造成装配不良。因此在滤芯自动装配线中，设置中心管供料装置，对中心管进行自动分离、自动检测、废料剔除，并对内圆和外圆进行矫正，最后将合格的中心管自动输送到对应的装中心管滤层上料位。要完成上述动作过程，在一个工位完成显然是不可能满足生产节拍要求的，为此，中心管供料装置采用并行工作方式，六个工位同时进行相应的工作，然后由移载机械手将中心管从上一工位移载至下一工位，由于每个工位又有两个产品同时进行，因此要完成上述动作，需要一个“五头六工位”的自动移载机械手，同时对不同工位的五组十个中心管进行抓取，并且将上一个工位的中心管步进移载至下一个工位。另外，为了提高工作效率，应尽量减少行程，使机械手升降距离缩短，但如果这样的话，在机械手最高位置，留出给下面更换模具和维修的空间很有限，因此，希望机械手的升降高度是可以变化的，即在生产过程中，机械手上升距离小，而当需要更换模具或维修时，机械手上升距离增大。
[0003]滤芯中心管移载机械手需要满足几个要求:I)需要同时完成五组、每组两个中心管的抓取，并将抓取后的中心管移载到下一工位;2)抓取过程中不能破坏中心管表面质量，抓取、移载过程平稳、可靠;3)机械手的升降高度可以调整，以满足生产时的短行程和维修时的长行程;4)满足不同直径、不同长度中心管的生产要求，做到更换品种时，调整方便、快速、可靠。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种滤芯中心管移载机械手，将中心管依次在分离上料位、测长位、废料剔除位、内圆矫正位、外圆矫正位和装中心管滤层上料位之间进行步进移载，完成“五头六工位”的自动移载工作，将合格的中心管按节拍输送到装中心管滤层上料位。移载过程不再需要考虑中心管的长短，只需要根据中心管不同直径，在限位组件上插入不同的下限位板即可，缩短了更换产品时设备调整的时间，提高了生产率。
[0005]为达到上述目的，本发明的构思是: 在一块吸盘安装板上分组等间隔布置十套吸盘组件，由垂直升降气缸带动其上升或下降，整个这套装置安装在一块滑动板上，在平移气缸作用下可以纵向来回移动。吸盘组件采用“磁钢”吸取方式，由吸盘气缸驱动带有磁钢的安装板下降吸取工件，利用“导向楔块”相对的两个斜面组成V形结构，确保吸取中心管后的中心和适应不同直径中心管的吸取，并且在移载过程中保证中心管姿态平稳；当需要释放时，吸盘气缸带动磁钢安装板上升，而“导向楔块”对中心管止挡，使中心管释放过程的姿态平稳。采用“垂直缓冲限位组件”，不仅对工作过程中的机械手升降位置限位，而且规格调整更换模具和维修时，使机械手上升到最高位，确保升降过程平稳和更换品种时的简单、快速。其移载方式为:需要移载时，垂直升降气缸伸出，带动十套吸盘组件下降，十个吸盘气缸同时伸出，每组吸盘组件上的磁钢将中心管同时吸住，垂直升降气缸上升，平移气缸伸出，垂直升降气缸下降，十个吸盘气缸同时退回，每组吸盘组件上的磁钢将中心管同时释放到对应位置，垂直升降气缸上升，平移气缸退回，完成一个工作循环。
[0006]根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案:
一种滤芯中心管移载机械手，包括十个中心管和一个机架，在所述机架上左边中间固定安装一个平移气缸安装支架，在所述机架右边前后分别固定安装一个缓冲器，在所述机架上前后两边分别安装一根直线导轨;所述平移气缸安装支架上固定安装一个平移气缸，所述平移气缸的活塞杆上固定安装一个平移连接头在每根所述直线导轨上，分别滑配安装两个滑块，在四个所述滑块上固定安装一块滑动板，在所述滑动板上左边固定安装一块平移推板，所述平移连接头嵌装在所述平移推板上，当所述平移气缸伸出时，所述两个缓冲器对所述平移推板起缓冲定位作用；在所述滑动板中间固定安装一个垂直升降气缸，在所述垂直升降气缸的活塞杆上固定安装一个垂直连接头，在所述滑动板左右两端分别固定安装一个直线轴承，在两个所述直线轴承中分别滑配安装一根导柱，在两根所述导柱的下端固定一块吸盘安装板，在所述吸盘安装板的中间固定安装一块垂直推板，所述垂直连接头连接安装在所述垂直推板中间;在所述吸盘安装板上从左到右按一定间距固定安装十套吸盘组件，所述吸盘组件两两组成一对，分别对应各自工作位置，所述十套吸盘组件由一个电磁阀控制，实现对十个所述中心管同时吸取与释放;在所述滑动板上所述两个直线轴承的内侧分别固定安装一套垂直缓冲限位组件，随着所述垂直升降气缸的伸缩，带动所述十套吸盘组件下降和上升，所述垂直缓冲限位组件用于对所述吸盘组件下降位置的限位，以满足两种不同直径规格的所述中心管吸取高度变化要求，所述垂直缓冲限位组件对所述吸盘组件上升位置的限位，以减小上升行程，提高生产效率;随着所述平移气缸的伸缩，带动所述十套吸盘组件跟随所述滑动板水平左右移动，当所述中心管需要移载时，所述垂直升降气缸下降，所述十套吸盘组件分别将各自工位的两个所述中心管同时吸住，所述垂直升降气缸上升，所述平移气缸伸出到位，所述垂直升降气缸下降，所述十套吸盘组件同时将五组十个所述中心管放置到下一个工位，所述垂直升降气缸上升，所述平移气缸缩回，完成一个工作循环。
[0007]每套所述吸盘组件的结构是:吸盘气缸固定安装在所述吸盘安装板上，所述吸盘气缸的活塞杆与磁钢安装板螺纹连接，并用锁紧螺母固定，所述磁钢安装板内等间距嵌入三个磁钢，满足不同长度所述中心管的吸放;两个导向楔块对称布置在所述磁钢安装板的两侧，并固定安装在所述吸盘安装板上，所述两个导向楔块组成一个V字形，适用于所述中心管两种不同直径规格吸取时的导向；所述磁钢安装板在所述吸盘气缸的作用下，沿两个所述导向楔块上下滑动；需要取料时，所述吸盘气缸伸出，带动所述磁钢安装板下降，所述磁钢吸住所述中心管，完成所述中心管的吸取;需要放料时，所述吸盘气缸缩回，带动所述磁钢安装板上升，在上升过程中，当所述中心管接触到两侧的所述导向楔块时，所述吸盘气缸继续缩回，所述磁钢与所述中心管脱开，完成所述中心管的释放。
[0008]每套所述垂直缓冲限位组件的结构是:所述导柱的上端安装一个限位环，所述限位环在所述导柱上的位置可以根据所述中心管的直径进行调整，调整好后用锁紧螺钉将位置固定；当需要吸取不同直径所述中心管时，在所述限位环与所述直线轴承的中间，卡插不同厚度的下限位板，所述下限位板采用尼龙材料制作;立板固定在所述滑动板上，在所述立板的上面用两个旋钮手轮固定一块缓冲器安装板，在所述缓冲器安装板中间固定安装一个缓冲器，在所述缓冲器安装板下方固定安装一块上限位板;当所述垂直升降气缸下降时，所述限位环的下端面与所述下限位板的上端面接触，避免所述垂直升降气缸的力直接施加在所述中心管上；当所述垂直升降气缸上升时，所述导柱的上端面先与所述缓冲器接触，最后使所述限位环的上端面与所述上限位板的下端面接触，可以避免上升位的冲击，确保所述中心管平稳上升，同时对所述吸盘组件上升位置限位，以减小上升行程，提高生产效率;所述缓冲器安装板安装两个所述旋钮手轮的结构是一个通孔和一个开口圆弧腰孔，当设备需要维修或工位上更换模具时，只需松开所述两个旋钮手轮将所述缓冲器安装板绕所述一个旋钮手轮旋转，使所述缓冲器离开所述导柱，这时可使所述吸盘组件上升至最高位，方便生产线维修或工位上模具更换等。
[0009]本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
本发明为五头六工位工作方式，十套吸盘组件同时升降或平移，完成中心管从前一个工位向后一个工位的同时移载;吸盘组件采用“磁钢”吸取方式，利用“导向楔块”相对的两个斜面组成V形结构，既适应不同直径中心管的吸取，又保证移载过程的姿态平稳;磁钢随磁钢安装板下降吸取工件，而上升时，“导向楔块”对中心管止挡，使中心管释放过程的姿态平稳。采用“垂直缓冲限位组件”，不仅对工作过程中的机械手升降位置限位，而且规格调整更换模具和维修时，使机械手上升到最高位，以留出较大操作空间。本发明在产品规格更换时，无需考虑中心管的长短，只需根据中心管不同直径，做简单调整，缩短了更换产品时设备调整的时间，提尚了生广率。
【附图说明】
[0010]图1是本发明滤芯中心管移载机械手主视图。
[0011 ]图2是滤芯中心管移载机械手轴侧图。
[0012]图3是吸盘组件主视图和A-A剖视图。
[0013]图4是吸盘组件轴侧图。
[0014]图5垂直缓冲限位组件轴侧图。
[0015]图6缓冲器安装板轴侧图。
【具体实施方式】
[0016]本发明的优选实施例结合附图详述如下: 实施例一:参见图1、图2，一种滤芯中心管移载机械手，包括十个中心管p-3a，p-3b和一个机架B-210，其特征在于:在所述机架B-210上左边中间固定安装一个平移气缸安装支架B-201，在所述机架B-210上右边前后分别固定安装一个缓冲器B-203，在所述机架B-210上前后两边分别安装一根直线导轨B-202;所述平移气缸安装支架B-201上固定安装一个平移气缸B-204，所述平移气缸B-204的活塞杆上固定安装一个平移连接头B-205，在每根所述直线导轨B-202上，分别滑配安装两个滑块B-206，在四个所述滑块B-206上固定安装一块滑动板B-207，在所述滑动板B-207上左边固定安装一块平移推板B-208，所述平移连接头B-205嵌装在所述平移推板B-208上，当所述平移气缸B-204伸出时，所述两个缓冲器B-203对所述平移推板B-208起缓冲定位作用；在所述滑动板B-207中间固定安装一个垂直升降气缸B-211，在所述垂直升降气缸B-211的活塞杆上固定安装一个垂直连接头B-212，在所述滑动板B-207左右两端分别固定安装一个直线轴承B-209，在两个所述直线轴承B-209中分别滑配安装一根导柱B-213，在两根所述导柱B-213的下端固定一块吸盘安装板B-214，在所述吸盘安装板B-214的中间固定安装一块垂直推板B-215，所述垂直连接头B-212连接安装在所述垂直推板B-215中间；在所述吸盘安装板B-214上从左到右按一定间距固定安装十套吸盘组件B-250，所述吸盘组件B-250两两组成一对，分别对应各自工作位置，所述十套吸盘组件B-250由一个电磁阀控制，实现对十个所述中心管P_3a，P-3b同时吸取与释放;在所述滑动板B-207上所述两个直线轴承B-209的内侧分别固定安装一套垂直缓冲限位组件B-240，随着所述垂直升降气缸B-211的伸缩，带动所述十套吸盘组件B-250下降和上升，所述垂直缓冲限位组件B-240用于对所述吸盘组件B-250下降位置的限位，以满足两种不同直径规格的所述中心管P-3a，P-3b吸取高度变化要求，所述垂直缓冲限位组件B-240对所述吸盘组件B-250上升位置的限位，以减小上升行程，提高生产效率；随着所述平移气缸B-204的伸缩，带动所述十套吸盘组件B-250跟随所述滑动板B-207水平左右移动，当所述中心管P-3a，P-3b需要移载时，所述垂直升降气缸B-211下降，所述十套吸盘组件B-250分别将各自工位的两个所述中心管P_3a，P_3b同时吸住，所述垂直升降气缸B-211上升，所述平移气缸B-204伸出到位，所述垂直升降气缸B-211下降，所述十套吸盘组件B-250同时将五组十个所述中心管P-3a，P-3b放置到下一个工位，所述垂直升降气缸B-211上升，所述平移气缸B-204缩回，完成一个工作循环。
[0017]实施例二:本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下:参见图1、图3，图4，每套所述吸盘组件B-250的结构是:吸盘气缸B-251固定安装在所述吸盘安装板B-214上，所述吸盘气缸B-251的活塞杆与磁钢安装板B-253螺纹连接，并用锁紧螺母B-252固定，所述磁钢安装板B-253内等间距嵌入三个磁钢B-255，满足不同长度所述中心管P_3a，P_3b的吸放;两个导向楔块B-254对称布置在所述磁钢安装板B-253的两侧，并固定安装在所述吸盘安装板B-214上，所述两个导向楔块B-254组成一个V字形，适用于所述中心管P-3a，P-3b两种不同直径规格吸取时的导向；所述磁钢安装板B-253在所述吸盘气缸B-251的作用下，沿两个所述导向楔块B-254上下滑动；需要取料时，所述吸盘气缸B-251伸出，带动所述磁钢安装板B-253下降，所述磁钢B-255吸住所述中心管P-3a，P-3b，完成所述中心管P-3a，P-3b的吸取;需要放料时，所述吸盘气缸B-251缩回，带动所述磁钢安装板B-253上升，在上升过程中，当所述中心管P-3a，P-3b接触到两侧的所述导向楔块B-254时，所述吸盘气缸B-251继续缩回，所述磁钢B-255与所述中心管P-3a，P_3b脱开，完成所述中心管P_3a，P_3b的释放。
[0018]实施例三:本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下:参见图1、图5、图6，每套所述垂直缓冲限位组件B-240的结构是:所述导柱B-213的上端安装一个限位环B-241，所述限位环B-241在所述导柱B-213上的位置根据所述中心管P-3a，P-3b的直径进行调整，调整好后用锁紧螺钉B-247将位置固定；当需要吸取不同直径所述中心管P-3a，P-3b时，在所述限位环B-241与所述直线轴承B-209的中间，卡插不同厚度的下限位板B-248，所述下限位板B-248采用尼龙材料制作;立板B-246固定在所述滑动板B-207上，在所述立板B-246的上面用两个旋钮手轮B-245固定一块缓冲器安装板B-243，在所述缓冲器安装板B-243中间固定安装一个缓冲器B-244，在所述缓冲器安装板B-243下方固定安装一块上限位板B-242;当所述垂直升降气缸B-211下降时，所述限位环B-241的下端面与所述下限位板B-248的上端面接触，避免所述垂直升降气缸B-211的力直接施加在所述中心管P_3a，P_3b上；当所述垂直升降气缸B-211上升时，所述导柱B-213的上端面先与所述缓冲器B-244接触，最后使所述限位环B-241的上端面与所述上限位板B-242的下端面接触，避免上升位的冲击，确保所述中心管P-3a，P-3b平稳上升，同时对所述吸盘组件B-250上升位置限位，以减小上升行程，提高生产效率;所述缓冲器安装板B-243安装两个所述旋钮手轮B-245的结构是一个通孔和一个开口圆弧腰孔，当设备需要维修或工位上更换模具时，只需松开所述两个旋钮手轮B-245，将所述缓冲器安装板B-243绕所述一个旋钮手轮B-245旋转，使所述缓冲器B-244离开所述导柱B-213，这时使所述吸盘组件B-250上升至最高位，方便生产线维修或工位上模具更换。
[0019]本实施例的工作原理如下:
需要移载时，升降气缸B-211下降，十套吸盘组件B-250分别将各自工位的两个中心管P-3a，P-3b同时吸住，垂直升降气缸B-211上升，平移气缸B-204伸出到位，垂直升降气缸B-211下降，十套吸盘气组件B-250同时将五组十个所述中心管P-3a，P-3b放置到下一个工位，垂直升降气缸B-211上升，平移气缸B-204缩回，完成一个工作循环。
【主权项】
1.一种滤芯中心管移载机械手，包括十个中心管(P-3a，P-3b)和一个机架(B-210)，其特征在于:在所述机架(B-210)上左边中间固定安装一个平移气缸安装支架(B-201)，在所述机架(B-210)上右边前后分别固定安装一个缓冲器(B-203)，在所述机架(B-210)上前后两边分别安装一根直线导轨(B-202);所述平移气缸安装支架(B-201)上固定安装一个平移气缸(B-204)，所述平移气缸(B-204)的活塞杆上固定安装一个平移连接头(B-205)，在每根所述直线导轨(B-202)上，分别滑配安装两个滑块(B-206)，在四个所述滑块(B-206)上固定安装一块滑动板(B-207)，在所述滑动板(B-207)上左边固定安装一块平移推板(B-208)，所述平移连接头(B-205)嵌装在所述平移推板(B-208)上，当所述平移气缸(B-204)伸出时，所述两个缓冲器(B-203)对所述平移推板(B-208)起缓冲定位作用；在所述滑动板(B-207)中间固定安装一个垂直升降气缸(B-211)，在所述垂直升降气缸(B-211)的活塞杆上固定安装一个垂直连接头(B-212)，在所述滑动板(B-207)左右两端分别固定安装一个直线轴承(B-209)，在两个所述直线轴承化-209)中分别滑配安装一根导柱(8-213)，在两根所述导柱(8-213)的下端固定一块吸盘安装板(B-214)，在所述吸盘安装板(B-214)的中间固定安装一块垂直推板(B-215)，所述垂直连接头(B-212)连接安装在所述垂直推板(B-215)中间；在所述吸盘安装板(B-214)上从左到右按一定间距固定安装十套吸盘组件(B-250)，所述吸盘组件(B-250)两两组成一对，分别对应各自工作位置，所述十套吸盘组件(B-250)由一个电磁阀控制，实现对十个所述中心管(P-3a，P-3b)同时吸取与释放;在所述滑动板(B-207)上所述两个直线轴承(B-209)的内侧分别固定安装一套垂直缓冲限位组件(B-240)，随着所述垂直升降气缸(B-211)的伸缩，带动所述十套吸盘组件(B-250)下降和上升，所述垂直缓冲限位组件(B-240)用于对所述吸盘组件(B-250)下降位置的限位，以满足两种不同直径规格的所述中心管(P-3a，P-3b)吸取高度变化要求，所述垂直缓冲限位组件(B-240)对所述吸盘组件(B-250)上升位置的限位，以减小上升行程，提高生产效率;随着所述平移气缸(B-204)的伸缩，带动所述十套吸盘组件(B-250)跟随所述滑动板(B-207)水平左右移动，当所述中心管(P-3a，P-3b)需要移载时，所述垂直升降气缸(B-211)下降，所述十套吸盘组件(B-250)分别将各自工位的两个所述中心管(P-3a，P-3b)同时吸住，所述垂直升降气缸(B-211)上升，所述平移气缸(B-204)伸出到位，所述垂直升降气缸(B-211)下降，所述十套吸盘组件(B-250)同时将五组十个所述中心管(P-3a，P-3b)放置到下一个工位，所述垂直升降气缸(B-211)上升，所述平移气缸(B-204)缩回，完成一个工作循环。2.根据权利要求1所述的滤芯中心管移载机械手，其特征在于:每套所述吸盘组件(B-250)的结构是:吸盘气缸(B-251)固定安装在所述吸盘安装板(B-214)上，所述吸盘气缸(B-251)的活塞杆与磁钢安装板(B-253)螺纹连接，并用锁紧螺母(B-252)固定，所述磁钢安装板(B-253)内等间距嵌入三个磁钢(B-255)，满足不同长度所述中心管(P-3a，P-3b)的吸放；两个导向楔块(B-254)对称布置在所述磁钢安装板(B-253)的两侧，并固定安装在所述吸盘安装板(B-214)上，所述两个导向楔块(B-254)组成一个V字形，适用于所述中心管(P-3a，P-3b)两种不同直径规格吸取时的导向；所述磁钢安装板(B-253)在所述吸盘气缸(B-251)的作用下，沿两个所述导向楔块(B-254)上下滑动；需要取料时，所述吸盘气缸(B-251)伸出，带动所述磁钢安装板(B-253)下降，所述磁钢(B-255)吸住所述中心管(P-3a，P-3b)，完成所述中心管(P-3a，P-3b)的吸取;需要放料时，所述吸盘气缸(B-251)缩回，带动所述磁钢安装板(B-253)上升，在上升过程中，当所述中心管(P-3a，P-3b)接触到两侧的所述导向楔块(B-254)时，所述吸盘气缸(B-251)继续缩回，所述磁钢(B-255)与所述中心管(P-3a，P-3b)脱开，完成所述中心管(P-3a，P-3b )的释放。3.根据权利要求1所述的滤芯中心管移载机械手，其特征在于:每套所述垂直缓冲限位组件(B-240)的结构是:所述导柱(B-213)的上端安装一个限位环(B-241)，所述限位环(B-241)在所述导柱(B-213)上的位置根据所述中心管(P-3a，P-3b)的直径进行调整，调整好后用锁紧螺钉(B-247)将位置固定；当需要吸取不同直径所述中心管(P-3a，P-3b)时，在所述限位环(B-241)与所述直线轴承(B-209)的中间，卡插不同厚度的下限位板(B-248)，所述下限位板(B-248)采用尼龙材料制作;立板(B-246)固定在所述滑动板(B-207)上，在所述立板(B-246)的上面用两个旋钮手轮(B-245)固定一块缓冲器安装板(B-243)，在所述缓冲器安装板(B-243)中间固定安装一个缓冲器(B-244)，在所述缓冲器安装板(B-243)下方固定安装一块上限位板(B-242);当所述垂直升降气缸(B-211)下降时，所述限位环(B-241)的下端面与所述下限位板(B-248)的上端面接触，避免所述垂直升降气缸(B-211)的力直接施加在所述中心管(P-3a，P-3b)上；当所述垂直升降气缸(B-211)上升时，所述导柱(B-213)的上端面先与所述缓冲器(B-244)接触，最后使所述限位环(B-241)的上端面与所述上限位板(B-242)的下端面接触，避免上升位的冲击，确保所述中心管(P-3a，P-3b)平稳上升，同时对所述吸盘组件(B-250)上升位置限位，以减小上升行程，提高生产效率;所述缓冲器安装板(B-243)安装两个所述旋钮手轮(B-245)的结构是一个通孔和一个开口圆弧腰孔，当设备需要维修或工位上更换模具时，只需松开所述两个旋钮手轮(B-245)，将所述缓冲器安装板(B-243)绕所述一个旋钮手轮(B-245)旋转，使所述缓冲器(B-244)离开所述导柱(B-213)，这时使所述吸盘组件(B-250)上升至最高位，方便生产线维修或工位上模具更换。
【文档编号】B25J15/06GK105966914SQ201610360604
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月28日
【发明人】张玉明, 华晓青, 吴惠兴, 徐智武
【申请人】上海大学