专利名称：一种环状中空工件自动供料装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种供料设备，具体的说是一种环状中空工件自动供料装置及其控制方法。
背景技术：
轴承或密封环等中空环状零件在各种工业产品中有着广泛的应用。尽管这类零件在外形上比较规则，但目前在工业生产中，这类零件在成品装配过程中的供应还是靠人工供料的方式来完成。这种供料方式使得工人的劳动强度大，装配的效率也比较低；此外人工供料不可避免地使装配工人的肢体与装配机械有交叉，如果工人稍有不慎，就会导致严重的人身伤害甚至造成残疾。为了保障工人的人身安全及减轻工人的工作强度，提高供料的可靠性和效率，需要这样一种供料装置来解决工业生产中的问题。而目前，能够高效、可靠地完成轴承或密封环等中空环状零件供料设备及方法尚未见报道。
发明内容
针对现有技术中存在的环状中空工件的供料方式工人的劳动强度大，装配的效率低等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种快速可靠的环状中空零件的自动上料装置及其控制方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是
本发明一种环状中空工件自动供料装置包括料仓体、升料机构、转料机构及供料托盘，其中
料仓体，固定升料机构及转料机构；
升料机构，设于料仓体中，用于提升放置于转料机构中料位转盘上部的供料托盘； 转料机构，包括驱动部分及料位转盘，其中驱动部分设于料仓体中，料位转盘设于料仓体上方，通过驱动部分做旋转运动；
供料托盘，套置于转料机构中料位转盘的工件导杆上，用于承载工件。所述升料机构包括升料杆、滚珠丝杠、伺服电机、滚珠螺母以及台板，其中伺服电机安装于料仓体内；滚珠丝杠与伺服电机的轴相连；台板固连于滚珠螺母上，滚珠螺母与滚珠丝杠配合；升料杆底部与台板固连。转料机构的驱动部分包括转位电机，通过机械传动机构驱动料位转盘旋转。料位转盘上设有竖直放置的工件导杆，料位转盘在工件导杆的外缘、被供料托盘覆盖的范围内设有可使升料杆通过的导孔。所述工件导杆为广12个，均布于料位转盘的同心圆周上。所述升料杆至少为3个。本发明一种环状中空工件自动供料装置的控制方法包括以下步骤 开始，启动自检程序，参数及机构初始化；
收到供料信号时，升料机构提升供料托盘；判断供料托盘是否到达升料最高位，如没到达升料最高位，则提升工件到达指定位
置；
升料机构停止，由外部取料机构实现取料操作； 此次供料过程结束。如供料托盘到达升料最高位，则升料机构下降到最低位；
料位转盘旋转至下一供料位，接续收到供料信号时，升料机构提升供料托盘步骤。本发明具有以下有益效果及优点
1.本发明装置结构合理，采用升料机构及转料机构实现对供料托盘的操作，控制过程简单，供料效率高。2.由于整个过程仅涉及电气控制供料过程速度快且不间断，真正实现了快速可靠的供料，并且能够保障工人的人身安全，减轻工人的工作强度。
图1为本发明装置的工作原理示意图； 图2为本发明装置结构简图3为本发明方法控制程序流程图。
具体实施例方式如图1、2所示，本发明环状中空工件自动供料装置用于实现轴承或密封环等中空环状零件的供料，包括料仓体12、升料机构、转料机构及供料托盘4，其中料仓体12，固定升料机构及转料机构；升料机构，设于料仓体12中，用于提升放置于转料机构中料位转盘 11上部的供料托盘4;转料机构，包括驱动部分及料位转盘11，其中驱动部分设于料仓体12 中，料位转盘11设于料仓体12上方，通过驱动部分做旋转运动；供料托盘4，套置于转料机构中料位转盘11的工件导杆1上，用于承载工件3。所述升料机构用于垂直定位工件，包括升料杆5、滚珠丝杠6、伺服电机7、滚珠螺母13以及台板14，其中伺服电机7安装于料仓体12内，垂直固定于与料仓体12 —体的支撑平台上，其输出轴通过键与滚珠丝杠6相连；供料杆5底部通过螺栓垂直固定于台板14 上，台板14固连于滚珠螺母13上，滚珠螺母13与滚珠丝杠6配合。所述转料机构的驱动部分包括转位电机8，通过机械传动机构驱动料位转盘11旋转，机械传动机构采用减速机9，转位电机8与减速机9分别固定在料仓体12上，两者通过皮带连接，转位电机8通过减速机9驱动料位转盘11旋转；料位转盘11上设有竖直放置的工件导杆1，本实施例中，工件导杆1通过螺纹与料位转盘11固定；在料位转盘11上、工件导杆1的外缘、被供料托盘4覆盖的范围内设有可使升料杆5通过的导孔，使得供料杆5可以通过导孔上下自由移动；工件导杆1为广12个，均布于料位转盘11的同心圆周上，本实施例采用6个；升料杆5至少为3个，这样才能稳定托举供料托盘4。本发明装置可以手动控制，也可以通过控制装置实现自动控制。本实施例以自动控制为例。为了实现自动控制，还需在以下位置安装位置检测开关
在料仓体12的一角固定一支撑杆，在支撑杆的顶端与供料杆5齐平的位置装有供料到位检测开关2、在料仓体12的另一角上安装有转位到位检测开关10，其中供料到位检测开关2用于检测供料杆5的顶部指定位置是否有料，转位到位检测开关10用于检测料位转盘 11是否处于可供料位置。本实施例采用西门子SIM0TI0N控制器做主控制部件，供料到位检测开关2采用山武的光电漫反射开关，转位到位检测开关10采用图尔克的接近开关。本发明装置通过以下方法实现其控制过程 开始，启动自检程序，参数及机构初始化； 收到供料信号时，升料机构提升供料托盘；
判断供料托盘是否到达升料最高位，如没到达升料最高位，则提升工件到达指定位
置；
升料机构停止，由外部取料机构实现取料操作； 此次供料过程结束；
如供料托盘到达升料最高位，则升料机构下降到最低位；
料位转盘旋转至下一供料位，接续收到供料信号时，升料机构提升供料托盘步骤。本实施例以内径为50mm的轴承为例。如图3所示，初始化参数包括供料杆5最高位置600mm及供料杆5的最低位置 50mm ；上述位置参数均针对伺服电机零位；
供料信号由外部程序或上位机提供的使能信号；当本装置接收到供料信号时，则供料杆5在伺服电机7的驱动下向上提升供料托盘4 ；
通过伺服电机设置反馈回来的实际位置判断供料杆是否到达最高位置；
如果供料杆5未到达最高位置，则通过供料到位检测开关2判断最上端的工件是否到
位；
如果工件到位，则供料杆5停止上升，等待外部取料机构取走工件3，此次供料过程结
束ο如果工件没有到位，则返回供料杆5在伺服电机7的驱动下向上提升供料托盘4步骤。如果供料杆到达最高位置，伺服电机带动供料杆5向下移动，并判断供料杆5是否达到最低位置；
当供料杆5达到最低位置时，停止供料杆5下降，并启动转位电机8，料位转盘11在转位电机8的驱动下转动；
判断转位到位开关10是否有信号，如果转位到位开关10有信号，则停止转位电机8旋转，并返回到判断是否允许供料步骤；
如果转位到位开关10没有信号，则继续转动转位电机8直到转位到位开关10有信号为止；
当需要结束程序时，此次供料过程结束。
权利要求
1.一种环状中空工件自动供料装置，其特征在于包括料仓体(12)、升料机构、转料机构及供料托盘(4)，其中料仓体(12)，固定升料机构及转料机构；升料机构，设于料仓体(12)中，用于提升放置于转料机构中料位转盘(11)上部的供料托盘(4)；转料机构，包括驱动部分及料位转盘(11 )，其中驱动部分设于料仓体(12)中，料位转盘(11)设于料仓体(12)上方，通过驱动部分做旋转运动；供料托盘(4)，套置于转料机构中料位转盘(11)的工件导杆(1)上，用于承载工件(3)。
2.按权利要求1所述的环状中空工件自动供料装置，其特征在于所述升料机构包括 升料杆(5)、滚珠丝杠(6)、伺服电机(7)、滚珠螺母(13)以及台板(14)，其中伺服电机(7) 安装于料仓体(12)内；滚珠丝杠(6)与伺服电机(7)的轴相连；台板(14)固连于滚珠螺母 (13)上，滚珠螺母(13)与滚珠丝杠(6)配合；升料杆(5)底部与台板(14)固连。
3.按权利要求1所述的环状中空工件自动供料装置，其特征在于转料机构的驱动部分包括转位电机(8 )，通过机械传动机构驱动料位转盘(11)旋转。
4.按权利要求1所述的环状中空工件自动供料装置，其特征在于料位转盘(11)上设有竖直放置的工件导杆(1)，料位转盘(11)在工件导杆(1)的外缘、被供料托盘(4)覆盖的范围内设有可使升料杆(5)通过的导孔。
5.按权利要求4所述的环状中空工件自动供料装置，其特征在于所述工件导杆(1)为广12个，均布于料位转盘(11)的同心圆周上。
6.按权利要求4所述的环状中空工件自动供料装置，其特征在于所述升料杆(5)至少为3个。
7.—种环状中空工件自动供料装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤开始，启动自检程序，参数及机构初始化；收到供料信号时，升料机构提升供料托盘(4)；判断供料托盘(4)是否到达升料最高位，如没到达升料最高位，则提升工件到达指定位置；升料机构停止，由外部取料机构实现取料操作；此次供料过程结束。
8.按权利要求7所述的环状中空工件自动供料装置的控制方法，其特征在于如供料托盘(4)到达升料最高位，则升料机构下降到最低位；料位转盘(11)旋转至下一供料位，接续收到供料信号时，升料机构提升供料托盘步骤。
全文摘要
本发明涉及一种环状中空工件自动供料装置及其控制方法，包括料仓体、升料机构、转料机构及供料托盘，其中料仓体，固定升料机构及转料机构；升料机构，设于料仓体中，用于提升放置于转料机构中料位转盘上部的供料托盘；转料机构，包括驱动部分及料位转盘，其中驱动部分设于料仓体中，料位转盘设于料仓体上方，通过驱动部分做旋转运动；供料托盘，套置于转料机构中料位转盘的工件导杆上，用于承载工件；方法包括参数及机构初始化；收到供料信号，升料机构提升供料托盘到达指定位置；升料机构停止，由外部取料机构实现取料操，结束。本发明控制过程简单，供料效率高，真正实现了快速可靠的供料，并且能够保障工人的人身安全，减轻工人的工作强度。
文档编号B23P19/00GK102476748SQ20101055314
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者史勃, 张环宇, 朱军, 荣胜波 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所