一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，包括模板调整机构、拉杆抓取机构、位置检测机构和控制单元，模板调整机构用于调整头板和中板的X向和Y向位置，拉杆抓取机构用于逐根抓取拉杆并将拉杆穿进头板、中板、尾板的拉杆孔，位置检测机构用于检测头板和中板的拉杆孔中心坐标与尾板的拉杆孔中心坐标的偏差并将计算结果传输给控制单元，控制单元用于根据位置检测机构提供的偏差控制模板调整机构和拉杆抓取机构的运动；该自动穿杆系统可使头板、中板、尾板的拉杆孔在X向和Y向中心坐标一致，确保拉杆抓取机构的自动穿杆动作的顺利、准确完成，实现机器代人，减少工人劳动强度，提高注塑机装配效率和装配精度。
【专利说明】
一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种注塑机用装配设备，具体是一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统。
【背景技术】
[0002]注塑机的典型结构通常由安全防护门、合模机构、注射机构、液压传动机构、润滑机构、机身部分以及电器控制部分组成。
[0003]合模机构一般包括三块模板和穿插在三块模板中的并行的四根拉杆，重量大，根据注塑机机型不同，单块模板重量在0.9?3.5吨左右，单根拉杆重量在150?550公斤左右，装配难度高。传统的注塑机合模机构的装配基本依靠人工完成，工人劳动强度大。合模机构的结构示意图如图1所示，将其三块模板分别称为头板61、中板62和尾板63，其传统装配过程如下:I)工人利用行车等工具将尾板起吊到固定位置，然后将中板和头板分别起吊到与尾板相对的位置，再固定好头板、中板和尾板;2 )利用行车起吊一根拉杆64，将该拉杆64清理干净后涂抹润滑油，之后在行车的辅助下，人工将该拉杆4依次缓慢穿过尾板63、中板62以及头板61的拉杆孔65，在穿插过程中由于头板61、中板62和尾板63上位置相对的拉杆孔65的孔位可能不同心，需要在手动穿孔过程中不断对三块模板的位置进行微调，同时，在穿杆过程中需要多名装配工人协作配合，不断用铜棒敲击拉杆端部，以便为拉杆64的穿孔提供动力，直到该拉杆64穿孔完成;3)重复步骤2)，直至四根拉杆全部穿进三块模板对应的拉杆孔中。上述合模机构的人工穿杆过程对装配工人的体力消耗大，并且，由于头板、中板和尾板这三块模板的轮廓尺寸不一致，在穿杆过程中需要在各块模板底部垫地脚，以调整三块模板的最佳位置，保持三块模板的四组拉杆孔的中心线分别处在同一直线上，才能使各根拉杆分别顺利穿过。可见，现有注塑机上合模机构的装配，不仅需要挪移三块模板，而且需要对四根拉杆进行挪移，虽然有行车辅助，但不可避免需要耗费大量体力进行调整装配，整个穿杆过程对工人劳动强度的要求大，且装配效率低，装配精度较难保证。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供一种可实现机器代人、减少工人劳动强度并提高注塑机装配效率和装配精度的注塑机合模机构装配用自动穿杆系统。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，该合模机构包括头板、中板、尾板和四根拉杆，所述的头板、中板和尾板上分别开设有四个拉杆孔，该自动穿杆系统包括模板调整机构、拉杆抓取机构、位置检测机构和控制单元，所述的模板调整机构用于调整头板和中板的X向和Y向位置，所述的拉杆抓取机构用于逐根抓取拉杆并将拉杆穿进头板、中板、尾板的拉杆孔，所述的位置检测机构用于检测头板和中板的拉杆孔中心坐标与尾板的拉杆孔中心坐标的偏差并将计算结果传输给所述的控制单元，所述的控制单元用于根据位置检测机构提供的偏差控制模板调整机构和拉杆抓取机构的运动。
[0006]所述的模板调整机构包括调整机构床身、第一斜滑座、第一移动块、头板安装底座、第二斜滑座、第二移动块、中板安装底座和尾板固定座，所述的调整机构床身的顶部并行安装有沿X向布设的第一丝杠、第二丝杠和若干第一线轨，所述的若干第一线轨中的一根第一线轨为带有磁栅的线轨，所述的第一斜滑座和所述的第二斜滑座分别通过滑块安装在所述的若干第一线轨上，所述的第一斜滑座的底部固定有第一丝母座，所述的第一丝杠的一端安装于所述的第一丝母座，所述的第一丝杠的另一端由第一伺服电机驱动，所述的第二斜滑座的底部固定有第二丝母座，所述的第二丝杠的一端安装于所述的第二丝母座，所述的第二丝杠的另一端由第二伺服电机驱动，所述的第一斜滑座和所述的第二斜滑座的顶面均为斜面，所述的第一斜滑座的顶部并行安装有若干第二线轨，所述的若干第二线轨中的一根第二线轨为带有磁栅的线轨，所述的第一移动块通过滑块安装在所述的若干第二线轨上，所述的第一斜滑座的顶部安装有第三丝杠，所述的第一移动块与所述的第三丝杠连接，所述的第三丝杠由第三伺服电机驱动，所述的头板安装底座安装在所述的第一移动块的顶部，所述的头板安装底座的顶面为用于安装所述的头板的工装平面，所述的第二斜滑座的顶部并行安装有若干第三线轨，所述的若干第三线轨中的一根第三线轨为带有磁栅的线轨，所述的第二移动块通过滑块安装在所述的若干第三线轨上，所述的第二斜滑座的顶部安装有第四丝杠，所述的第二移动块与所述的第四丝杠连接，所述的第四丝杠由第四伺服电机驱动，所述的中板安装底座安装在所述的第二移动块的顶部，所述的中板安装底座的顶面为用于安装所述的中板的工装平面，所述的尾板固定座固定在所述的调整机构床身的尾侧，所述的尾板固定座的顶面为用于安装所述的尾板的工装平面。
[0007]本发明的注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，装配合模机构时，其模板调整机构可在X、Y向运动，以尾板固定座为基准，通过对第一移动块和第二移动块的Y向位置进行调整，进而对安装头板的头板安装底座和安装中板的中板安装底座的Y向位置进行调整，并且，通过第一丝杠实现第一斜滑座在调整机构床身的X向运动、通过第二丝杠实现第二斜滑座在调整机构床身的X向运动，即通过两个不同的伺服系统分别驱动第一斜滑座和第二斜滑座的X向运动，以调整头板安装底座和中板安装底座的X向位置，同时通过位置检测机构检测头板和中板的拉杆孔中心坐标与尾板的拉杆孔中心坐标的偏差，最终实现对头板和中板的准确安装，使头板、中板、尾板的拉杆孔在X向和Y向的中心坐标一致，确保拉杆抓取机构的自动穿杆动作的顺利、准确完成。
[0008]三块模板中，头板和中板相对尾板在Y向的位置调整的行程较小，一般在100mm以内，本发明直接利用第一移动块与第一斜滑座以及第二移动块与第二斜滑座的配合来实现Y向位置的调整，通过第一移动块带动头板安装底座在第一斜滑座上的斜向运动以及通过第二移动块带动中板安装底座在第二斜滑座上的斜向运动，最终转化为头板安装底座和中板安装底座所对应的Y向位置的改变，而用于安装头板或中板的工作平面始终处于水平状态。本发明的模板调整机构中，避免使用龙门架或者立柱等结构实现Y向调整，因龙门架或立柱结构的行程较大，最典型的动梁式龙门加工中心就是通过丝杠系统对安装在立柱上的横梁结构实现Y向运动，该结构复杂、占用空间大，实施成本也较高，而本发明避免了该类结构的使用，创新性提出斜向滑座机构来实现Y向位置的调整，结构紧凑、占用空间小，实施成本低，可实现对Y向位置的准确、快速调整。
[0009]作为优选，所述的第一移动块和所述的第二移动块的顶面均为斜面，所述的头板安装底座的底面为与所述的第一移动块的顶面相适配的斜面，所述的中板安装底座的底面为与所述的第二移动块的顶面相适配的斜面，所述的头板安装底座与所述的第一移动块之间设置有用于调整头板的Z向位置的第一手动调节机构，所述的第一手动调节机构包括第一手轮、第一连接轴、第一螺母座和第一固定块，所述的第一固定块安装在所述的第一移动块的前端，所述的第一螺母座固定在所述的头板安装底座内，所述的第一连接轴的一端与所述的第一手轮固定连接，所述的第一连接轴的另一端与所述的第一螺母座螺纹连接，所述的第一连接轴的中部由所述的第一固定块支撑，所述的头板安装底座与所述的第一移动块上设置有位置相对的若干第一腰型螺钉孔，所述的若干第一腰型螺钉孔的中心线均平行于Z轴;所述的中板安装底座与所述的第二移动块之间设置有用于调整中板的Z向位置的第二手动调节机构，所述的第二手动调节机构包括第二手轮、第二连接轴、第二螺母座和第二固定块，所述的第二固定块安装在所述的第二移动块的前端，所述的第二螺母座固定在所述的中板安装底座内，所述的第二连接轴的一端与所述的第二手轮固定连接，所述的第二连接轴的另一端与所述的第二螺母座螺纹连接，所述的第二连接轴的中部由所述的第二固定块支撑，所述的中板安装底座与所述的第二移动块设置有位置相对的若干第二腰型螺钉孔，所述的若干第二腰型螺钉孔的中心线均平行于Z轴;通过第一手动调节机构和第二手动调节机构可实现头板与中板在Z向相对尾板的位置调整，不需调整时，在若干第一腰型螺钉孔和若干第二腰型螺钉孔内装入螺钉并拧紧，即将头板安装底座与第一移动块锁死，将中板安装底座与第二移动块锁死。一般的加工均能保证三块模板的精度，因此头板与中板在Z向相对尾板的位置调整很少，通常不需进行，故在本发明中仅作为优选的备选选项。当有特殊需要，如装配不同规格系列的模板、单配的模板或者尺寸偏差较大且超出允许的Z向偏差范围的模板时，可采用上述手动调整机构进行微调。手动调整时，转动第一手轮，通过手轮转动第一转动轴，实现头板安装底座与第一移动块之间在Z向的相对移动，从而实现头板在Z向相对尾板的位置调整，同样，转动第二手轮，可实现中板在Z向相对尾板的位置调整。不需调整时，在若干第一腰型螺钉孔和若干第二腰型螺钉孔内装入螺钉并拧紧，将头板安装底座与第一移动块锁死并将中板安装底座与第二移动块锁死。
[0010]通过带有磁栅的线轨，可掌握第一斜滑座、第二斜滑座、第一移动块和第二移动块的准确位置，提高对模板位置调整的精度。
[0011]作为优选，所述的第三丝杠采用前端固定、后端悬空的悬臂式安装方式，S卩:所述的第三丝杠穿设在所述的第一斜滑座内，所述的第三丝杠的后端连接有丝母，所述的丝母通过螺钉固定在所述的第一斜滑座上，所述的第一斜滑座上安装有用于支承所述的第三丝杠的前端的若干轴承，所述的若干轴承的前后侧分别安装有端盖和压盖，所述的压盖通过螺钉固定在所述的第三丝杠的前端，所述的端盖由锁紧螺母锁紧，所述的若干轴承由所述的端盖和所述的压盖压紧，所述的第三丝杠的前端连接有第一联轴器，所述的第一联轴器的前侧连接有第一减速器，所述的第一减速器与所述的第三伺服电机的输出端连接;所述的第四丝杠的安装方式与所述的第三丝杠相同。第三丝杠和第四丝杠采用悬臂式安装方式，安装方便、成本低，具体可选用行程短、直径大的丝杠。
[0012]作为优选，所述的位置检测机构包括摄像头、光源、检测滑座、检测立柱、检测臂、检测X向驱动机构、检测Y向驱动机构、检测Z向驱动机构和坐标计算单元，所述的检测滑座通过所述的检测X向驱动机构安装在所述的调整机构床身上，所述的检测滑座可沿所述的调整机构床身进行X向移动，所述的检测立柱通过所述的检测Z向驱动机构滑动连接在所述的检测滑座上，所述的检测立柱可沿所述的检测滑座进行Z向移动，所述的检测臂通过所述的检测Y向驱动机构滑动连接在所述的检测立柱上，所述的检测臂可沿所述的检测立柱进行Y向移动，所述的摄像头和所述的光源安装在所述的检测臂上，所述的摄像头用于拍摄头板、中板、尾板的拉杆孔的照片，所述的坐标计算单元用于根据摄像头拍摄的照片计算头板和中板的拉杆孔中心坐标与尾板的拉杆孔中心坐标的偏差并将计算结果传输给所述的控制单元。合模机构装配过程中，将尾板固定在尾板固定座且将头板安装在头板安装底座、中板安装在中板安装底座后，以及在X向、Y向或Z向位置调整过程中，通过位置检测机构检测的头板、中板、尾板的拉杆孔的中心坐标以及拉杆中心坐标，可相应确定头板、中板拉杆孔与尾板拉杆孔中心坐标的偏差以及拉杆中心坐标与三块模板拉杆孔中心坐标的偏差，为模板位置调整及穿杆操作提供依据，确保穿杆动作最终得以顺利实现。为确保检测精度误差要求控制在0.02 mm以内，应选用尚像素摄像头，像素越尚，检测的精度越尚，具体可选用二千万像素或以上的工业摄像头或相机。
[0013]作为优选，所述的检测X向驱动机构包括第五伺服电机、第二减速器、第一齿条、第一消隙齿轮和第二消隙齿轮，所述的第五伺服电机安装在所述的检测滑座上，所述的第二减速器的一端与所述的第五伺服电机的输出端相连，所述的第一消隙齿轮和所述的第二消隙齿轮叠加式安装在所述的第二减速器的另一端，所述的第一消隙齿轮和所述的第二消隙齿轮之间连有插销，所述的插销上套有起消隙作用的碟簧，所述的第一齿条安装在所述的调整机构床身一侧的X向，所述的第一齿条同时与所述的第一消隙齿轮和所述的第二消隙齿轮相啮合。由于整个位置检测机构的整体尺寸和重量较小，因此第五伺服电机的参数选择可较小，相应的第一齿条、第一消隙齿轮和第二消隙齿轮的模数选择也可以较小，可具体选择模数为3的齿条。
[0014]作为优选，所述的第二减速器上固定有法兰，所述的检测滑座上开设有法兰安装孔，所述的法兰安装于所述的法兰安装孔并通过螺钉固定在所述的检测滑座上，所述的第二减速器的另一端穿过所述的法兰自所述的检测滑座伸出，所述的法兰上连接有用于调整所述的第一消隙齿轮和所述的第二消隙齿轮与所述的第一齿条的径向啮合深度的径向消隙调整机构，所述的径向消隙调整机构包括支架和调整螺栓，所述的调整螺栓安装在第三螺母座上，所述的检测滑座的底壁上开设有第三螺母座安装孔，所述的第三螺母座安装于所述的第三螺母座安装孔，所述的调整螺栓的底端自所述的第三螺母座伸出，所述的调整螺栓的底端安装有螺母，所述的调整螺栓的底端为经过铣处理的铣削端，所述的调整螺栓的顶端固定于所述的支架的底端，所述的支架的顶端固定在所述的法兰上。装配过程中，通过扳手拧旋调整螺栓上的铣削端，可实现调整螺栓的上下移动，通过调整螺栓下拉或上顶支架，带动法兰下移或上移，最终使安装在第二减速器上的第一消隙齿轮和第二消隙齿轮与安装在调整机构床身一侧的X向的第一齿条之间的径向距离的变化，实现第一消隙齿轮和第二消隙齿轮与第一齿条的径向啮合深度的调整，调整后用螺钉将法兰与检测滑座锁死。
[0015]作为优选，所述的检测Y向驱动机构包括第一直线驱动器，所述的第一直线驱动器包括第一驱动器伺服电机、第一伺服电机座、第一滑块和第一驱动器丝杠，所述的第一伺服电机座安装在所述的检测立柱上，所述的第一驱动器伺服电机安装在所述的第一伺服电机座上，所述的第一驱动器伺服电机的输出端经第二联轴器与所述的第一驱动器丝杠相连，所述的第一滑块连接在所述的第一驱动器丝杠上，所述的检测臂固定在所述的第一滑块上;所述的检测Z向驱动机构包括第二直线驱动器，所述的第二直线驱动器包括第二驱动器伺服电机、第二伺服电机座、第二滑块和第二驱动器丝杠，所述的第二伺服电机座安装在所述的检测滑座上，所述的第二驱动器伺服电机安装在所述的第二伺服电机座上，所述的第二驱动器伺服电机的输出端经第三联轴器与所述的第二驱动器丝杠相连，所述的第二滑块连接在所述的第二驱动器丝杠上，所述的检测立柱固定在所述的第二滑块上。第一直线驱动器和第二直线驱动器结构简单、节省空间，可满足较小的承载要求。
[0016]作为优选，所述的拉杆抓取机构包括机械手滑座、机械手床身和两组机械手臂单元，所述的机械手床身的顶部并行安装有沿Z向布设的第五丝杠和若干第四线轨，所述的若干第四线轨中的一根第四线轨为带有磁栅的线轨，所述的机械手滑座通过滑块安装在所述的若干第四线轨上，所述的机械手滑座的底部固定有第五丝母座，所述的第五丝杠的一端安装于所述的第五丝母座，所述的第五丝杠的另一端由第六伺服电机驱动，所述的机械手滑座的顶部并行安装有沿X向布设的若干第五线轨，所述的若干第五线轨中的一根第五线轨为带有磁栅的线轨，每组所述的机械手臂单元包括机械手底座、机械手关节、机械手臂和机械手爪，所述的机械手底座通过滑块安装在所述的第五线轨上，所述的机械手底座的底部安装有第七伺服电机，所述的第七伺服电机固定在一过渡板上，所述的过渡板安装于所述的机械手底座的底壁，所述的第七伺服电机的输出端穿过所述的过渡板自所述的机械手底座伸出，第三消隙齿轮和第四消隙齿轮上下叠加式安装在所述的第七伺服电机的输出端外露于所述的机械手底座的部分，所述的第三消除齿轮与所述的第四消隙齿轮之间安装有两片起消隙作用的牙形垫片，所述的第四消隙齿轮与所述的第七伺服电机的输出端之间设置有涨紧套，所述的涨紧套的底端由一压板压紧，所述的机械手滑座的顶端安装有沿X向布设的第二齿条，所述的第二齿条同时与所述的第三消隙齿轮和所述的第四消隙齿轮相啮合，所述的机械手底座上安装有第八伺服电机和第九伺服电机，所述的第八伺服电机的输出端经第一直角减速器连接有第一转轴，所述的第九伺服电机的输出端经第二直角减速器连接有第二转轴，所述的第二转轴与所述的第一转轴的转动同步且反向，所述的机械手臂的一端与所述的第一转轴连接，所述的机械手爪包括固定耳座、油缸、固定手爪和活动手爪，所述的活动手爪通过第一销轴安装在所述的固定手爪上，所述的油缸的缸体固定在所述的固定耳座上，所述的固定耳座通过第二销轴安装在所述的固定手爪上，所述的机械手臂的另一端经所述的第二转轴与所述的机械手关节连接，所述的机械手关节经所述的第二转轴与所述的固定手爪连接，所述的第二销轴的两端各安装有一个固定轴套，所述的活动手爪的尾端通过第三销轴与所述的油缸的油缸杆连接，所述的固定手爪上设置有与所述的活动手爪的底面相对的下凹的第一槽口，所述的活动手爪的底面设置有上凹的第二槽口。头板、中板和尾板安装后，且位置调整机构调整三块模板，使三块模板上的拉杆孔中心坐标一致后，在两组机械手臂单元的机械手爪上放上一根拉杆，油缸进油，油缸杆上推活动手爪，使活动手爪下压拉杆，由活动手爪和固定手爪夹紧拉杆，之后，在第六伺服电机的驱动下，机械手滑座在第四线轨上沿Z向平移至与三块模板上的一组拉杆孔相对的位置，由位置检测机构检测头板和中板的拉杆孔中心坐标与尾板的拉杆孔中心坐标的偏差并反馈给控制单元，在控制单元的控制下，调整机械手滑座在机械手床身Z向位置，同时第一转轴和第二转轴同时微动，当三块模板的一组拉杆孔与该根拉杆的中心坐标一致时，两个第七伺服电机驱动两个机械手底座同时沿机械手滑座移向尾板，穿入尾板拉杆孔后，油缸出油，松开活动手爪，两个机械手底座同时后退一定距离，再重新夹紧拉杆并继续穿杆，直至拉杆穿过中板，再次松开活动手爪，利用靠近尾板的那组机械手臂单元的机械手关节的端面向前顶压拉杆末端，完成最后的拉杆前端穿过头板的过程，即完成了一根拉杆的自动穿杆过程，重复上述穿杆过程直至四根拉杆全部装配到位。
[0017]作为优选，所述的第一槽口和所述的第二槽口的表面均覆设有铜垫，防止压紧和拖动拉杆时划伤拉杆表面。
[0018]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明提供的注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，装配合模机构时，通过模板调整机构调整头板和中板的X向和Y向位置，同时通过位置检测机构检测头板和中板的拉杆孔中心坐标与尾板的拉杆孔中心坐标的偏差，使头板、中板、尾板的拉杆孔在X向和Y向中心坐标一致，确保拉杆抓取机构的自动穿杆动作的顺利、准确完成。本发明自动穿杆系统可实现机器代人，减少工人劳动强度，提高注塑机装配效率和装配精度。
【附图说明】
[0019]图1为注塑机合模机构装配后效果示意图；
图2为本发明自动穿杆系统的外观图；
图3为模板调整机构的外观图；
图4为图3中A-A剖视图；
图5为第一斜滑座和第一移动块与头板安装底座装配后外观图；
图6为图5中B-B剖视图；
图7为图6中C处放大图；
图8为第一斜滑座的俯视图；
图9为图8中D-D剖视图；
图10为位置检测机构的外观图；
图11为图10中E-E剖视图；
图12为图11中F处放大图；
图13为第一直线驱动器的外观图；
图14为拉杆抓取机构的外观图；
图15为机械手臂单元的外观图；
图16为机械手臂单元的结构剖视图；
图17为图16中G处放大图；
图18为机械手爪的外观图；
图19为图18中H-H剖视图；
图20为三块模板在模板调整机构上装配后效果示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0021 ]实施例1的注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，如图1所示，具体应用的合模机构包括头板61、中板62、尾板63和四根拉杆64，头板61、中板62和尾板63上分别开设有四个拉杆孔65，该自动穿杆系统包括模板调整机构、拉杆抓取机构和位置检测机构，如图2?图20所示，模板调整机构用于调整头板61和中板62的X向和Y向位置，拉杆抓取机构用于逐根抓取拉杆64并将拉杆64穿进头板61、中板62、尾板63的拉杆孔65，位置检测机构用于检测头板61和中板62的拉杆孔中心坐标与尾板63的拉杆孔中心坐标的偏差并将计算结果传输给控制单元(图中未示出)，控制单元用于根据位置检测机构提供的偏差控制模板调整机构和拉杆抓取机构的运动;模板调整机构包括调整机构床身1、第一斜滑座21、第一移动块22、头板安装底座23、第二斜滑座31、第二移动块32、中板安装底座33和尾板固定座14，调整机构床身I的顶部并行安装有沿X向布设的第一丝杠11、第二丝杠12和若干第一线轨13，若干第一线轨13中的一根第一线轨为带有磁栅的线轨，第一斜滑座21和第二斜滑座31分别通过滑块安装在若干第一线轨13上，第一斜滑座21的底部固定有第一丝母座211，第一丝杠11的一端安装于第一丝母座211，第一丝杠11的另一端由第一伺服电机(图中未示出)驱动，第二斜滑座31的底部固定有第二丝母座(图中未示出)，第二丝杠12的一端安装于第二丝母座，第二丝杠12的另一端由第二伺服电机(图中未示出)驱动，第一斜滑座21和第二斜滑座31的顶面均为斜面，第一斜滑座21的顶部并行安装有若干第二线轨212，若干第二线轨212中的一根第二线轨为带有磁栅的线轨，第一移动块22通过滑块安装在若干第二线轨212上，第一斜滑座21的顶部安装有第三丝杠213，第一移动块22与第三丝杠213连接，第三丝杠213由第三伺服电机221驱动，头板安装底座23安装在第一移动块22的顶部，头板安装底座23的顶面为用于安装头板61的工装平面，第二斜滑座31的顶部并行安装有若干第三线轨311，若干第三线轨311中的一根第三线轨为带有磁栅的线轨，第二移动块32通过滑块安装在若干第三线轨311上，第二斜滑座31的顶部安装有第四丝杠312，第二移动块32与第四丝杠312连接，第四丝杠312由第四伺服电机313驱动，中板安装底座33安装在第二移动块32的顶部，中板安装底座33的顶面为用于安装中板62的工装平面，尾板固定座14固定在调整机构床身I的尾侧，尾板固定座14的顶面为用于安装尾板63的工装平面。
[0022]实施例1中，第三丝杠213采用前端固定、后端悬空的悬臂式安装方式，S卩:第三丝杠213穿设在第一斜滑座21内，第三丝杠213的后端连接有丝母214，丝母214通过螺钉固定在第一斜滑座21上，第一斜滑座21上安装有用于支承第三丝杠213的前端的若干轴承215，若干轴承215的前后侧分别安装有端盖216和压盖217，压盖217通过螺钉固定在第三丝杠213的前端，端盖216由锁紧螺母220锁紧，若干轴承215由端盖216和压盖217压紧，第三丝杠213的前端连接有第一联轴器218，第一联轴器218的前侧连接有第一减速器219，第一减速器219与第三伺服电机221的输出端连接;第四丝杠312的安装方式与第三丝杠213相同。
[0023]实施例1中，位置检测机构包括三千万像素的工业摄像头41、光源42、检测滑座4、检测立柱43、检测臂44、检测X向驱动机构、检测Y向驱动机构、检测Z向驱动机构和坐标计算单元，检测滑座4通过检测X向驱动机构安装在调整机构床身I上，检测滑座4可沿调整机构床身I进行X向移动，检测立柱43通过检测Z向驱动机构滑动连接在检测滑座4上，检测立柱43可沿检测滑座4进行Z向移动，检测臂44通过检测Y向驱动机构滑动连接在检测立柱43上，检测臂44可沿检测立柱43进行Y向移动，摄像头41和光源42安装在检测臂44上，摄像头41用于拍摄头板61、中板62、尾板63的拉杆孔65的照片，坐标计算单元用于根据摄像头41拍摄的照片计算头板61和中板62的拉杆孔中心坐标与尾板63的拉杆孔中心坐标的偏差并将计算结果传输给控制单元。
[0024]实施例1中，检测X向驱动机构包括第五伺服电机451、第二减速器452、第一齿条453、第一消隙齿轮454和第二消隙齿轮455，第五伺服电机451安装在检测滑座4上，第二减速器452的一端与第五伺服电机451的输出端相连，第一消隙齿轮454和第二消隙齿轮455叠加式安装在第二减速器452的另一端，第一消隙齿轮454和第二消隙齿轮455之间连有插销456，插销456上套有起消隙作用的碟簧457，第一齿条453安装在调整机构床身I 一侧的X向，第一齿条453同时与第一消隙齿轮454和第二消隙齿轮455相啮合;第二减速器452上固定有法兰46，检测滑座4上开设有法兰安装孔461，法兰46安装于法兰安装孔461并通过螺钉固定在检测滑座4上，第二减速器452的另一端穿过法兰46自检测滑座4伸出，法兰46上连接有用于调整第一消隙齿轮454和第二消隙齿轮455与第一齿条453的径向啮合深度的径向消隙调整机构，径向消隙调整机构包括支架471和调整螺栓472，调整螺栓472安装在第三螺母座473上，检测滑座4的底壁上开设有第三螺母座安装孔474，第三螺母座473安装于第三螺母座安装孔474，调整螺栓472的底端自第三螺母座473伸出，调整螺栓472的底端安装有螺母475，调整螺栓472的底端为经过铣处理的铣削端476，调整螺栓472的顶端固定于支架471的底端，支架471的顶端固定在法兰46上;检测Y向驱动机构包括第一直线驱动器，如图13所不，第一直线驱动器包括第一驱动器伺服电机481、第一伺服电机座482、第一滑块483和第一驱动器丝杠484，第一伺服电机座482安装在检测立柱43上，第一驱动器伺服电机481安装在第一伺服电机座482上，第一驱动器伺服电机481的输出端经第二联轴器(图中未示出)与第一驱动器丝杠484相连，第一滑块483连接在第一驱动器丝杠484上，检测臂44固定在第一滑块483上;检测Z向驱动机构包括第二直线驱动器，第二直线驱动器包括第二驱动器伺服电机、第二伺服电机座、第二滑块和第二驱动器丝杠，第二伺服电机座安装在检测滑座4上，第二驱动器伺服电机安装在第二伺服电机座上，第二驱动器伺服电机的输出端经第三联轴器与第二驱动器丝杠相连，第二滑块连接在第二驱动器丝杠上，检测立柱43固定在第二滑块上，第二直线驱动器的外观图可参见图13。
[0025]实施例1中，拉杆抓取机构包括机械手滑座51、机械手床身5和两组机械手臂单元，机械手床身5的顶部并行安装有沿Z向布设的第五丝杠511和若干带有磁栅的第四线轨512，机械手滑座51通过滑块安装在若干第四线轨512上，机械手滑座51的底部固定有第五丝母座(图中未示出)，第五丝杠511的一端安装于第五丝母座，第五丝杠511的另一端由第六伺服电机(图中未示出)驱动，机械手滑座51的顶部并行安装有沿X向布设的若干带有磁栅的第五线轨513，每组机械手臂单元包括机械手底座52、机械手关节53、机械手臂54和机械手爪55，机械手底座52通过滑块安装在第五线轨513上，机械手底座52的底部安装有第七伺服电机521，第七伺服电机521固定在一过渡板522上，过渡板522安装于机械手底座52的底壁，第七伺服电机521的输出端穿过过渡板522自机械手底座52伸出，第三消隙齿轮523和第四消隙齿轮524上下叠加式安装在第七伺服电机521的输出端外露于机械手底座52的部分，第三消除齿轮523与第四消隙齿轮524之间安装有两片起消隙作用的牙形垫片525，第四消隙齿轮524与第七伺服电机521的输出端之间设置有涨紧套526，涨紧套526的底端由一压板527压紧，机械手滑座51的顶端安装有沿X向布设的第二齿条(图中未示出)，第二齿条同时与第三消隙齿轮523和第四消隙齿轮524相啮合，机械手底座52上安装有第八伺服电机528和第九伺服电机(图中未不出)，第八伺服电机528的输出端经第一直角减速器563连接有第一转轴561，第九伺服电机的输出端经第二直角减速器564连接有第二转轴562，第二转轴562与第一转轴561的转动同步且反向，机械手臂54的一端与第一转轴561连接，机械手爪55包括固定耳座551、油缸552、固定手爪553和活动手爪554，活动手爪554通过第一销轴556安装在固定手爪553上，油缸552的缸体固定在固定耳座551上，固定耳座551通过第二销轴557安装在固定手爪553上，机械手臂54的另一端经第二转轴562与机械手关节53连接，机械手关节53经第二转轴562与固定手爪553连接，第二销轴557的两端各安装有一个固定轴套558，活动手爪554的尾端通过第三销轴559与油缸552的油缸杆555连接，固定手爪553上设置有与活动手爪554的底面相对的下凹的第一槽口 57，活动手爪554的底面设置有上凹的第二槽口 58，第一槽口 57和第二槽口 58的表面均覆设有铜垫59。
[0026]实施例2的注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，与实施例1的自动穿杆系统的结构基本相同，不同之处在于，第一移动块22和第二移动块32的顶面均为斜面，头板安装底座23的底面为与第一移动块22的顶面相适配的斜面，中板安装底座33的底面为与第二移动块32的顶面相适配的斜面，头板安装底座23与第一移动块22之间设置有用于调整头板61的Z向位置的第一手动调节机构，第一手动调节机构包括第一手轮24、第一连接轴241、第一螺母座242和第一固定块243，第一固定块243安装在第一移动块22的前端，第一螺母座242固定在头板安装底座23内，第一连接轴241的一端与第一手轮24固定连接，第一连接轴241的另一端与第一螺母座242螺纹连接，第一连接轴241的中部由第一固定块243支撑，头板安装底座23与第一移动块22上设置有位置相对的若干第一腰型螺钉孔25，若干第一腰型螺钉孔25的中心线均平行于Z轴；中板安装底座33与第二移动块32之间设置有用于调整中板62的Z向位置的第二手动调节机构，第二手动调节机构包括第二手轮34、第二连接轴、第二螺母座和第二固定块，第二固定块安装在第二移动块32的前端，第二螺母座固定在中板安装底座33内，第二连接轴的一端与第二手轮34固定连接，第二连接轴的另一端与第二螺母座螺纹连接，第二连接轴的中部由第二固定块支撑，中板安装底座33与第二移动块32设置有位置相对的若干第二腰型螺钉孔，若干第二腰型螺钉孔的中心线均平行于Z轴，第二手动调节机构的外观图可参见图6和图7;通过第一手动调节机构和第二手动调节机构可实现头板61与中板62在Z向相对尾板63的位置调整，不需调整时，在若干第一腰型螺钉孔25和若干第二腰型螺钉孔内装入螺钉并拧紧，即将头板安装底座23与第一移动块22锁死，将中板安装底座33与第二移动块32锁死。
[0027]以上自动穿杆系统装配合模机构时，头板61、中板62和尾板63安装后，以尾板固定座14为基准，通过对第一移动块22和第二移动块32的Y向位置进行调整，进而对安装头板61的头板安装底座23和安装中板62的中板安装底座33的Y向位置进行调整，并且，通过第一丝杠11实现第一斜滑座21在调整机构床身I的X向运动、通过第二丝杠12实现第二斜滑座31在调整机构床身I的X向运动，即通过两个不同的伺服系统分别驱动第一斜滑座21和第二斜滑座31的X向运动，以调整头板安装底座23和中板安装底座33的X向位置，并通过位置检测机构检测的头板61、中板62、尾板63的拉杆孔65的中心坐标以及拉杆64中心坐标，最终实现对头板61和中板62的准确安装，使头板61、中板62、尾板63的拉杆孔65在X向和Y向中心坐标一致;然后，在两组机械手臂单元的机械手爪55上放上一根拉杆64，油缸552进油，油缸杆555上推活动手爪554，使活动手爪554下压拉杆64，由活动手爪554和固定手爪553夹紧拉杆64，之后，在第六伺服电机的驱动下，机械手滑座51在第四线轨512上沿Z向平移至与三块模板上的一组拉杆孔相对的位置，由位置检测机构检测头板61和中板62的拉杆孔中心坐标与尾板63的拉杆孔中心坐标的偏差并反馈给控制单元，在控制单元的控制下，调整机械手滑座51在机械手床身5的Z向位置，同时第一转轴561和第二转轴562同时微动，当三块模板的一组拉杆孔与该根拉杆64的中心坐标一致时，两个第七伺服电机521驱动两个机械手底座52同时沿机械手滑座51移向尾板63，穿入尾板63的拉杆孔后，油缸552出油，松开活动手爪554，两个机械手底座52同时后退一定距离，再重新夹紧拉杆64并继续穿杆，直至拉杆64穿过中板62，再次松开活动手爪554，利用靠近尾板63的那组机械手臂单元的机械手关节53的端面向前顶压拉杆64末端，完成最后的拉杆64前端穿过头板61的过程，即完成了一根拉杆的自动穿杆过程，重复上述穿杆过程直至四根拉杆全部装配到位，三块模板在模板调整机构上装配后效果示意图见图20。
【主权项】
1.一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，该合模机构包括头板、中板、尾板和四根拉杆，所述的头板、中板和尾板上分别开设有四个拉杆孔，其特征在于该自动穿杆系统包括模板调整机构、拉杆抓取机构、位置检测机构和控制单元，所述的模板调整机构用于调整头板和中板的X向和Y向位置，所述的拉杆抓取机构用于逐根抓取拉杆并将拉杆穿进头板、中板、尾板的拉杆孔，所述的位置检测机构用于检测头板和中板的拉杆孔中心坐标与尾板的拉杆孔中心坐标的偏差并将计算结果传输给所述的控制单元，所述的控制单元用于根据位置检测机构提供的偏差控制模板调整机构和拉杆抓取机构的运动。2.根据权利要求1所述的一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，其特征在于所述的模板调整机构包括调整机构床身、第一斜滑座、第一移动块、头板安装底座、第二斜滑座、第二移动块、中板安装底座和尾板固定座，所述的调整机构床身的顶部并行安装有沿X向布设的第一丝杠、第二丝杠和若干第一线轨，所述的若干第一线轨中的一根第一线轨为带有磁栅的线轨，所述的第一斜滑座和所述的第二斜滑座分别通过滑块安装在所述的若干第一线轨上，所述的第一斜滑座的底部固定有第一丝母座，所述的第一丝杠的一端安装于所述的第一丝母座，所述的第一丝杠的另一端由第一伺服电机驱动，所述的第二斜滑座的底部固定有第二丝母座，所述的第二丝杠的一端安装于所述的第二丝母座，所述的第二丝杠的另一端由第二伺服电机驱动，所述的第一斜滑座和所述的第二斜滑座的顶面均为斜面，所述的第一斜滑座的顶部并行安装有若干第二线轨，所述的若干第二线轨中的一根第二线轨为带有磁栅的线轨，所述的第一移动块通过滑块安装在所述的若干第二线轨上，所述的第一斜滑座的顶部安装有第三丝杠，所述的第一移动块与所述的第三丝杠连接，所述的第三丝杠由第三伺服电机驱动，所述的头板安装底座安装在所述的第一移动块的顶部，所述的头板安装底座的顶面为用于安装所述的头板的工装平面，所述的第二斜滑座的顶部并行安装有若干第三线轨，所述的若干第三线轨中的一根第三线轨为带有磁栅的线轨，所述的第二移动块通过滑块安装在所述的若干第三线轨上，所述的第二斜滑座的顶部安装有第四丝杠，所述的第二移动块与所述的第四丝杠连接，所述的第四丝杠由第四伺服电机驱动，所述的中板安装底座安装在所述的第二移动块的顶部，所述的中板安装底座的顶面为用于安装所述的中板的工装平面，所述的尾板固定座固定在所述的调整机构床身的尾侧，所述的尾板固定座的顶面为用于安装所述的尾板的工装平面。3.根据权利要求2所述的一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，其特征在于所述的第一移动块和所述的第二移动块的顶面均为斜面，所述的头板安装底座的底面为与所述的第一移动块的顶面相适配的斜面，所述的中板安装底座的底面为与所述的第二移动块的顶面相适配的斜面，所述的头板安装底座与所述的第一移动块之间设置有用于调整头板的Z向位置的第一手动调节机构，所述的第一手动调节机构包括第一手轮、第一连接轴、第一螺母座和第一固定块，所述的第一固定块安装在所述的第一移动块的前端，所述的第一螺母座固定在所述的头板安装底座内，所述的第一连接轴的一端与所述的第一手轮固定连接，所述的第一连接轴的另一端与所述的第一螺母座螺纹连接，所述的第一连接轴的中部由所述的第一固定块支撑，所述的头板安装底座与所述的第一移动块上设置有位置相对的若干第一腰型螺钉孔，所述的若干第一腰型螺钉孔的中心线均平行于Z轴;所述的中板安装底座与所述的第二移动块之间设置有用于调整中板的Z向位置的第二手动调节机构，所述的第二手动调节机构包括第二手轮、第二连接轴、第二螺母座和第二固定块，所述的第二固定块安装在所述的第二移动块的前端，所述的第二螺母座固定在所述的中板安装底座内，所述的第二连接轴的一端与所述的第二手轮固定连接，所述的第二连接轴的另一端与所述的第二螺母座螺纹连接，所述的第二连接轴的中部由所述的第二固定块支撑，所述的中板安装底座与所述的第二移动块设置有位置相对的若干第二腰型螺钉孔，所述的若干第二腰型螺钉孔的中心线均平行于Z轴;通过第一手动调节机构和第二手动调节机构可实现头板与中板在Z向相对尾板的位置调整，不需调整时，在若干第一腰型螺钉孔和若干第二腰型螺钉孔内装入螺钉并拧紧，即将头板安装底座与第一移动块锁死，将中板安装底座与第二移动块锁死。4.根据权利要求2所述的一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，其特征在于所述的第三丝杠采用前端固定、后端悬空的悬臂式安装方式，即:所述的第三丝杠穿设在所述的第一斜滑座内，所述的第三丝杠的后端连接有丝母，所述的丝母通过螺钉固定在所述的第一斜滑座上，所述的第一斜滑座上安装有用于支承所述的第三丝杠的前端的若干轴承，所述的若干轴承的前后侧分别安装有端盖和压盖，所述的压盖通过螺钉固定在所述的第三丝杠的前端，所述的端盖由锁紧螺母锁紧，所述的若干轴承由所述的端盖和所述的压盖压紧，所述的第三丝杠的前端连接有第一联轴器，所述的第一联轴器的前侧连接有第一减速器，所述的第一减速器与所述的第三伺服电机的输出端连接;所述的第四丝杠的安装方式与所述的第三丝杠相同。5.根据权利要求2所述的一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，其特征在于所述的位置检测机构包括摄像头、光源、检测滑座、检测立柱、检测臂、检测X向驱动机构、检测Y向驱动机构、检测Z向驱动机构和坐标计算单元，所述的检测滑座通过所述的检测X向驱动机构安装在所述的调整机构床身上，所述的检测滑座可沿所述的调整机构床身进行X向移动，所述的检测立柱通过所述的检测Z向驱动机构滑动连接在所述的检测滑座上，所述的检测立柱可沿所述的检测滑座进行Z向移动，所述的检测臂通过所述的检测Y向驱动机构滑动连接在所述的检测立柱上，所述的检测臂可沿所述的检测立柱进行Y向移动，所述的摄像头和所述的光源安装在所述的检测臂上，所述的摄像头用于拍摄头板、中板、尾板的拉杆孔的照片，所述的坐标计算单元用于根据摄像头拍摄的照片计算头板和中板的拉杆孔中心坐标与尾板的拉杆孔中心坐标的偏差并将计算结果传输给所述的控制单元。6.根据权利要求5所述的一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，其特征在于所述的检测X向驱动机构包括第五伺服电机、第二减速器、第一齿条、第一消隙齿轮和第二消隙齿轮，所述的第五伺服电机安装在所述的检测滑座上，所述的第二减速器的一端与所述的第五伺服电机的输出端相连，所述的第一消隙齿轮和所述的第二消隙齿轮叠加式安装在所述的第二减速器的另一端，所述的第一消隙齿轮和所述的第二消隙齿轮之间连有插销，所述的插销上套有起消隙作用的碟簧，所述的第一齿条安装在所述的调整机构床身一侧的X向，所述的第一齿条同时与所述的第一消隙齿轮和所述的第二消隙齿轮相啮合。7.根据权利要求6所述的一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，其特征在于所述的第二减速器上固定有法兰，所述的检测滑座上开设有法兰安装孔，所述的法兰安装于所述的法兰安装孔并通过螺钉固定在所述的检测滑座上，所述的第二减速器的另一端穿过所述的法兰自所述的检测滑座伸出，所述的法兰上连接有用于调整所述的第一消隙齿轮和所述的第二消隙齿轮与所述的第一齿条的径向啮合深度的径向消隙调整机构，所述的径向消隙调整机构包括支架和调整螺栓，所述的调整螺栓安装在第三螺母座上，所述的检测滑座的底壁上开设有第三螺母座安装孔，所述的第三螺母座安装于所述的第三螺母座安装孔，所述的调整螺栓的底端自所述的第三螺母座伸出，所述的调整螺栓的底端安装有螺母，所述的调整螺栓的底端为经过铣处理的铣削端，所述的调整螺栓的顶端固定于所述的支架的底端，所述的支架的顶端固定在所述的法兰上。8.根据权利要求5所述的一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，其特征在于所述的检测Y向驱动机构包括第一直线驱动器，所述的第一直线驱动器包括第一驱动器伺服电机、第一伺服电机座、第一滑块和第一驱动器丝杠，所述的第一伺服电机座安装在所述的检测立柱上，所述的第一驱动器伺服电机安装在所述的第一伺服电机座上，所述的第一驱动器伺服电机的输出端经第二联轴器与所述的第一驱动器丝杠相连，所述的第一滑块连接在所述的第一驱动器丝杠上，所述的检测臂固定在所述的第一滑块上;所述的检测Z向驱动机构包括第二直线驱动器，所述的第二直线驱动器包括第二驱动器伺服电机、第二伺服电机座、第二滑块和第二驱动器丝杠，所述的第二伺服电机座安装在所述的检测滑座上，所述的第二驱动器伺服电机安装在所述的第二伺服电机座上，所述的第二驱动器伺服电机的输出端经第三联轴器与所述的第二驱动器丝杠相连，所述的第二滑块连接在所述的第二驱动器丝杠上，所述的检测立柱固定在所述的第二滑块上。9.根据权利要求1所述的一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，其特征在于所述的拉杆抓取机构包括机械手滑座、机械手床身和两组机械手臂单元，所述的机械手床身的顶部并行安装有沿Z向布设的第五丝杠和若干第四线轨，所述的若干第四线轨中的一根第四线轨为带有磁栅的线轨，所述的机械手滑座通过滑块安装在所述的若干第四线轨上，所述的机械手滑座的底部固定有第五丝母座，所述的第五丝杠的一端安装于所述的第五丝母座，所述的第五丝杠的另一端由第六伺服电机驱动，所述的机械手滑座的顶部并行安装有沿X向布设的若干第五线轨，所述的若干第五线轨中的一根第五线轨为带有磁栅的线轨，每组所述的机械手臂单元包括机械手底座、机械手关节、机械手臂和机械手爪，所述的机械手底座通过滑块安装在所述的第五线轨上，所述的机械手底座的底部安装有第七伺服电机，所述的第七伺服电机固定在一过渡板上，所述的过渡板安装于所述的机械手底座的底壁，所述的第七伺服电机的输出端穿过所述的过渡板自所述的机械手底座伸出，第三消隙齿轮和第四消隙齿轮上下叠加式安装在所述的第七伺服电机的输出端外露于所述的机械手底座的部分，所述的第三消除齿轮与所述的第四消隙齿轮之间安装有两片起消隙作用的牙形垫片，所述的第四消隙齿轮与所述的第七伺服电机的输出端之间设置有涨紧套，所述的涨紧套的底端由一压板压紧，所述的机械手滑座的顶端安装有沿X向布设的第二齿条，所述的第二齿条同时与所述的第三消隙齿轮和所述的第四消隙齿轮相啮合，所述的机械手底座上安装有第八伺服电机和第九伺服电机，所述的第八伺服电机的输出端经第一直角减速器连接有第一转轴，所述的第九伺服电机的输出端经第二直角减速器连接有第二转轴，所述的第二转轴与所述的第一转轴的转动同步且反向，所述的机械手臂的一端与所述的第一转轴连接，所述的机械手爪包括固定耳座、油缸、固定手爪和活动手爪，所述的活动手爪通过第一销轴安装在所述的固定手爪上，所述的油缸的缸体固定在所述的固定耳座上，所述的固定耳座通过第二销轴安装在所述的固定手爪上，所述的机械手臂的另一端经所述的第二转轴与所述的机械手关节连接，所述的机械手关节经所述的第二转轴与所述的固定手爪连接，所述的第二销轴的两端各安装有一个固定轴套，所述的活动手爪的尾端通过第三销轴与所述的油缸的油缸杆连接，所述的固定手爪上设置有与所述的活动手爪的底面相对的下凹的第一槽口，所述的活动手爪的底面设置有上凹的第二槽口。10.根据权利要求9所述的一种注塑机合模机构装配用自动穿杆系统，其特征在于所述的第一槽口和所述的第二槽口的表面均覆设有铜垫。
【文档编号】B23P21/00GK105856498SQ201610364062
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】马良宏, 张伟民, 蒋思宝, 丁俊, 王姜仁, 赵利波
【申请人】宁波海天精工股份有限公司