一种自动上料装置及方法与流程

本发明涉及工业加工制造领域，尤其涉及一种自动上料装置。本发明还涉及一种自动上料方法。

背景技术：

盐芯是铸造铝活塞中空内冷油道的必需产品，由工业盐通过特定的工艺方案压制而成，然后进行烧结，钻定位孔。盐芯强度低、易碎，制造过程必须保持洁净，避免污染。

通常盐芯钻定位孔的过程由人工完成，操作工人从料仓中逐个拿取压铸形成的盐芯放置于加工平面上，摆放好盐芯与钻孔设备的相对位置，手动钻定位孔。当然，目前也出现了一些自动钻定位孔设备，可自动对放置于其正下方且定位后的盐芯进行钻孔操作。但该装置在使用时仍需人工逐个摆放盐芯，其效率不高且容易污染盐芯。

综上所述，如何实现向钻孔设备自动提供盐芯，配合钻孔设备实现盐芯钻定位孔的自动化流程，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自动上料装置，可实现自动上料，从而配合钻孔设备实现盐芯钻定位孔的自动化流程。本发明的另一目的是提供一种自动上料方法，实现向钻孔设备自动上料。

为实现上述目的，本发明提供一种自动上料装置，包括：

上下移动、用以抬放多个竖直码放的盐芯的顶升机构；

位于所述顶升机构上方、用以将抬升至加工平面的盐芯推至加工工位的推料机。

优选地，还包括靠近所述推料机的推杆前端、用以判断盐芯抬升位置的位置接近开关。

优选地，还包括位于所述顶升机构的移动接口的一侧、用以放置多个竖直码放的盐芯的置料部；当所述顶升机构抬放盐芯时，所述置料部与所述移动接口连接。

优选地，还包括水平设置的圆形转盘和固定于所述圆形转盘中心、用以驱动所述圆形转盘绕圆心转动的驱动电机；所述置料部具体为沿所述圆形转盘的圆周设置的多个置料托板，以形成多个用以竖直码放盐芯的上料工位。

优选地，所述推料机具体包括：

其驱动轴水平设置的电缸；

固定于所述驱动轴的端部、用以贴合于盐芯侧壁的弧形推爪。

本发明还提供一种自动上料方法，包括：

s1：将位于同一上料工位的多个盐芯抬升h1的高度，以便将位于顶端的盐芯抬升至加工平面上方；

s2：将位于顶端且处于加工平面上方的盐芯推至加工工位。

优选地，所述步骤s1之前还包括：

s01：抬升位于同一上料工位的多个盐芯；

s02：判断位于顶端的盐芯的上端面是否到达定位面；若是，则进入步骤s1，若否，则返回步骤s01；

所述步骤s2之后还包括：

s3：将位于同一上料工位的盐芯下降h2的高度，以使位于顶端的盐芯的上表面低于加工平面。

优选地，所述步骤s01之前还包括：

s001：判断当前上料工位是否有盐芯；若是，则进入步骤s01，若否，则移动置料部以切换上料工位。

优选地，所述移动置料部以切换上料工位的步骤具体为：

旋转具有多个用以放置盐芯的上料工位的圆形转盘，以切换上料工位。

优选地，所述步骤s001之前还包括：

向全部上料工位人工码放盐芯。

相对于上述背景技术，本发明所提供的自动上料方法包括上下移动的顶升机构和推料机，其中，所述顶升机用以抬放多个竖直码放的盐芯，所述推料机位于所述顶升机构上方、用以将抬升至加工平面的盐芯推至加工工位。

该自动上料装置在使用时，顶升装置将多个竖直放置于同一水平位置的盐芯向上抬升一个盐芯的厚度，此时，多个盐芯所形成的盐芯堆顶端的盐芯进入加工平面，且与加工平面保持齐平；随后推料机将位于盐芯堆顶端的盐芯向一侧推动，使其向前移动。上述装置在数次抬升、推动的过程中，数个盐芯排成一列，逐个进入钻孔设备的正下方，即加工工位。无论钻孔动作由人工完成还是由机器自动操作，上述自动上料装置均简化了部分加工过程，提高了加工效率，降低了人工成本；同时也减少了人体直接接触盐芯的时间，提高了盐芯的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明第一种实施例所提供的自动上料装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明第二种实施例所提供的自动上料装置的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的第一种自动上料方法；

图5为本发明实施例所提供的第二种自动上料方法；

图6为本发明实施例所提供的第三种自动上料方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-图6，图1为本发明实施例所提供的第一种自动上料装置的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为本发明实施例所提供的第二种自动上料装置的结构示意图；图4为本发明实施例所提供的第一种自动上料方法；图5为本发明实施例所提供的第二种自动上料方法；图6为本发明实施例所提供的第三种自动上料方法。

请参考图1和图2，本发明所提供的自动上料装置包括上下移动、用以抬放多个竖直码放的盐芯的顶升机构1和位于顶升机构1上方的推料机2，推料机2将抬升至加工平面的盐芯推至加工工位，配合钻孔设备完成钻定位孔的操作。

需要说明的是，为了将盐芯逐个推入加工工位，顶升机构1每次抬升的高度为一个盐芯的厚度，因而顶升机构1首次抬升m个盐芯码成的盐芯堆之前，应当保证位于盐芯堆顶端的盐芯的上表面与加工平面齐平。在m次抬升之后，顶升机构1将全部的盐芯均送入加工平面。

顶升机构1向盐芯施加推力，使盐芯向加工工位移动，以便钻孔机逐个对盐芯钻定位孔。一般情况下，顶升机构1每次推动盐芯移动的距离等于盐芯的上料位置和加工工位之间的距离，但实际生产中，上料位置与钻孔机的加工工位之间必然存在设备的安装空间，而推料机2的推杆的伸缩范围有限。针对上述情况，令推料机2的推杆每次移动的距离等于一个盐芯的直径，且上料位置与加工工位之间的距离等于整数个盐芯直径，此时，推料机2的推杆将整数个盐芯比肩接踵的推至加工工位。举例来说，如果上料位置与加工工位之间的距离等于四个盐芯的直径，当第四个盐芯对推杆推出后，第一个盐芯被其后的三个盐芯推至加工工位；当第一个盐芯完成钻定位孔后，第五个盐芯被抬升并推出，从而将第一个盐芯顶出加工工位，令第二个盐芯处于加工工位等待钻孔。

本发明所提供的自动上料装置通过数次抬升、推动，将多个竖直码成的盐芯逐个送入加工工位，以便由钻孔设备完成钻孔动作。根据钻孔设备的操作方式，该装置可实现盐芯自动或半自动钻定位孔，极大简化了盐芯钻定位孔的操作，提高了加工效率。

下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的自动上料装置做更进一步的说明。

由于盐芯在压铸过程中必然存在加工误差，盐芯的实际厚度h等于理论厚度h与加工误差±t之和，即h＝h±t。在顶升机构1抬升盐芯的过程中，存在小范围的误差仍可以保证盐芯正常推入加工工位，但多次加工误差的累积则会造成盐芯在推动过程中挤压破损，无法实现上料目的。为此，请参考图1和图3，上述装置还包括设于推料机2的推杆前端的位置接近开关3，位置接近开关3用于判断盐芯抬升位置。

位置接近开关3对盐芯抬升位置的判断主要在于判断位于盐芯堆顶端的盐芯的上表面是否与加工平面齐平，与此同时，顶升机构1也配合位置接近开关3的设置做相应调整，即顶升机构1在每次抬升一个盐芯的理论高度h，将其推出后，向下托放盐芯堆大于h的距离，以便位于盐芯堆顶端的盐芯的上表面低于加工平面；当需要再次上料时，先将盐芯缓慢抬升，同时利用位置接近开关3控制位于盐芯堆顶端的盐芯的上表面到达加工平面，再将盐芯堆抬升一个盐芯的理论高度h。由此可见，设置位置接近开关3的核心在于每次抬升盐芯后都具有“清零”动作，即将原本的抬升动作拆分成两步完成，结合下降动作以消除加工误差在上料环节中的累积。

为了保证位于盐芯堆顶端的盐芯与推料机2具有确定的相对位置，以便推料机2将该盐芯准确推入钻孔设备的正下方。上述装置还包括位于顶升机构1的移动接口11一侧、用以放置多个竖直码放的盐芯的置料部，也即置料部位于多个盐芯所形成的盐芯堆的底部。

由于盐芯放置于置料部的位置确定，而置料部与移动接口11的连接位置确定，移动接口11的水平坐标与推料机2的水平坐标确定，则盐芯被抬升至加工平面时，盐芯与推料机2的位置确定。

当顶升机构1首次抬放某个盐芯堆时，该盐芯堆下方的置料部与顶升机构1的移动接口11连接，移动接口11向上移动，将其运动传递至置料部，令置料部平稳、精确的将盐芯向上抬起；当顶升机构1托放其移动接口11所对应的盐芯堆时，移动接口11向下移动，将其运动传递至置料部，令置料部平稳、精确的下降盐芯。

在上述实施例的基础上，本申请所述的自动上料装置还包括水平设置的圆形转盘4和固定于圆形转盘4中心的驱动电机5，与此同时，上述置料部具体为沿圆形转盘4的圆周设置的多个置料托板6。驱动电机5驱动圆形转盘4绕圆心转动，将置料托板6逐个旋转至移动接口11处，也就是说，多个置料托板6形成多个上料工位，且多个上料工位的切换由同一个驱动电机5即可实现。

为了避免推料机2向盐芯施加推力时局部应力过大，对盐芯造成磨损，推料机2具体包括水平放置的电缸21和固定在电缸21的驱动轴端部的弧形推爪22，弧形推爪22的弧度与盐芯的侧壁的弧度吻合，尽可能增大推力的作用面积，以减小驱动轴与盐芯接触部位的应力。

弧形推爪22优选与盐芯侧壁的中部贴合，从而使第一个盐芯平稳的移动，可见，如果盐芯的尺寸不同，则盐芯侧壁中部的高度则各不相同，因而推料机2的作用点应当有所变化。为此弧形推爪22可包括竖直段和垂直固定于竖直段一端的弧形段，也就是说竖直段和弧形段呈现l型，将竖直段以不同连接高度固定于驱动轴时，可调节弧形段相对于加工平面的高度，也即调节弧形推爪22的作用点高度。

本发明所提供的自动上料装置利用顶升机构1连接至圆盘上的任一置料托板6，将置料托板6及其上放置的盐芯缓慢向上抬升至与加工平面齐平，该过程由结合位置接近开关3实现；继而将盐芯继续抬升一个盐芯的理论高度，并由推料机2将加工平面上的该盐芯推入加工工位，随后控制顶升机构1向下托放置料托板6及其上的盐芯大于一个盐芯的理论高度，以便盐芯完全位于加工平面的下方；当一个置料托板6上无盐芯时，驱动电机5控制圆盘转动，将顶升机构1连接至另一置料托板6上继续上料，以此周期往复循环。该自动上料装置实现了自动上料，配合钻孔设备即可实现快速钻孔，极大的提高了加工效率，降低了人工成本，且上料位置精确，结构布局合理，实用性强。

本发明还提供一种自动上料方法，可应用于上述自动上料装置，请参考图4，包括：

s1：将位于同一上料工位的多个盐芯抬升h1的高度，以便将位于顶端的盐芯抬升至加工平面上方。

s2：将位于顶端且处于加工平面上方的盐芯推至加工工位。

将多个竖直码放的盐芯向上抬升h1的高度，使位于顶端的盐芯达到加工平面的上方；其中，上述多个盐芯可视为同一上料工位，在抬升盐芯的过程中，同一上料工位的盐芯仅高度变化，其在水平面的位置始终保持不变。

需要说明的是，这里的h1一般指一个盐芯的理论高度h。由于几个盐芯的少数加工误差的累积对于抬升后的推动效果的影响微乎其微，因此h1还可在h的基础上上下波动几个加工误差，即h1＝h±kt，k取大于0的正整数，且k的取值需要保证累积后加工误差处于正常工作范围内。

根据h1的具体取值，只要限制位于同一上料工位的盐芯的数目，使其累积后的加工误差处于一定范围内即可保证盐芯的正常上料。

当位于顶端的盐芯的下表面与加工平面齐平时，从该盐芯的一侧推动盐芯，使其向另一侧平移，从而进入加工工位。

请参考图5，考虑到受盐芯加工误差的限制，同一上料工位的盐芯的总数十分受限，明显影响上料效率，因此步骤s1之前还包括：

s01：抬升位于同一上料工位的多个盐芯；

s02：判断位于顶端的盐芯的上端面是否到达加工平面；若是，则进入步骤s1，若否，则返回步骤s01。

缓慢抬升位于同一上料工位的盐芯，实时监测加工平面，从而确定位于顶端的盐芯的上端面恰好到达加工平面的时刻，以此时刻和位置作为下一动作的起点。

当位于顶端的盐芯的上端面达到加工平面之后，在此位置的基础上，将该上料工位的盐芯继续抬升h1的高度，使位于顶端的盐芯达到加工平面上方；进而将达到加工平面上方的盐芯从一侧水平推至加工工位。

在上述步骤，也即步骤s2之后还包括：

s3：将位于同一上料工位的盐芯下降h2的高度，以使位于顶端的盐芯的上表面低于加工平面。

托放位于同一上料工位的盐芯，使其下降h2的高度，以使位于顶端的盐芯的上表面低于加工平面。显然，这里的h2一定大于h1+t，考虑到t较小，但为了保证下降效果，实际上h2的取值应远大于h1。

当处于同一上料工位的盐芯全部被推料机推至加工工位时，重新向置料部码放盐芯势必中断上料过程，令加工过程不连贯，无法实现全自动。请参考图6，为此，在步骤s01之前还包括：

s001：判断当前上料工位是否有盐芯；若是，则进入步骤s01，若否，则移动置料部以切换上料工位。

预先准备多个上料工位，并且使全部上料工位具有一定的位置关系和运动关联性，实时监测当前上料工位是否还有盐芯，当其中一个上料工位的盐芯被全部抬升后，通过动力机构移动下一上料工位以替换当前上料工位。

为了简化全部上料工位的切换方式，上述移动置料部以切换上料工位的步骤具体为：

旋转具有多个用以放置盐芯的上料工位的圆形转盘，以切换上料工位。

将多个上料工位均布在同一个圆盘上，当其中一个上料工位的盐芯被全部抬升后，将圆盘旋转一定角度。具体而言，将n个上料工位均布在一个圆盘上，如果当前的上料工位的盐芯被全部抬升后，旋转圆盘2π/n的角度，使邻侧的上料工位取代当前上料工位。

需要说明的是，上述旋转过程中始终保持圆盘的转动方向固定，如果圆盘在旋转的过程中有变，则每次圆盘旋转的角度应为2π/(k×n)，其中k为不大于n的正整数，具体取值根据n的取值以及旋转变化的方向而定。

进一步的，在步骤s001之前向全部上料工位人工码放盐芯，当然，该过程也可通过设置专门的机器实现自动化操作，在此不再赘述。

本发明所提供的自动上料方法实现了同一上料工位的盐芯的自动化上料和多个上料工位之间的自动化控制，整个过程充分考虑了盐芯的制造精度以及多个设备的协调性，实现了大批量、自动化连续上料，配合钻孔设备即可实现盐芯自动化化钻孔。

以上对本发明所提供的自动上料装置及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。