万向节节套自动上料的方法和控制器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及机械设备领域，尤其涉及一种万向节节套自动上料方法和控制器，该方法包括有准备挂件柜、上料机构、自动升降台等设备。自动上料的步骤包括上料、拨指张开、拨指进给、拨指合拢、夹紧挂针、装料、拨指复位等；为了保证悬挂的可靠，挂针需保持足够的张力，人工操作较为费力，效率低；本发明使用拨指组件和拨动气缸的配合来完成捏合挂针动作，自动上料，大大地提高了生产效率；整个装置结构简单实用，成本低廉，易于推广。
【专利说明】万向节节套自动上料的方法和控制器
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械设备领域，尤其涉及一种万向节节套自动上料便于后续工序的装置。
【背景技术】
[0002]万向节指的是利用球型等装置以实现不同方向的轴动力输出，它的运用较广泛，是机械传动中常用的零件，如它是汽车上的一个很重要部件。万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。在前置发动机后轮驱动的车辆上，万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间；而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴，万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。为了增长万向节使用寿命防止其表面氧化而降低强度，常需要对万向节节套进行表面处理，如镀鉻，需要将节套悬挂便于后续处理。现有的安装方法大多采用人工操作，存在效率低、安装不可靠的问题。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种成本低、效率高的万向节节套自动上料方法和控制器。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的方案为:一种万向节节套自动上料的方法，包括以下步骤:
1)设备准备:挂件柜，设置向上分叉具有弹性的挂针，分叉顶端宽度大于节套内径；上料机构，设有可开启和封闭的装料组件，装料组件的出料口设置封口气缸；驱动装料组件前后移动的进给组件，进给组件由进给气缸驱动；做张开合拢动作的拨指组件，拨指组件由拨动气缸驱动；升降装置，连接上料机构并驱动上料机构上下升降；
2)控制自动上料，步骤如下:a)控制封口气缸缸杆伸长，封住装料组件的出料口，朝装料组件装入万向节节套；b)控制升降装置上升，带动上料机构运动到正对挂架上的挂针上方；c)控制拨动气缸伸长，驱动拨指组件张开；d)控制进给气缸伸长，驱动拨指组件卡住挂针下方；e)控制拨动气缸缩短，驱动拨指组件合拢；f)控制升降装置上升，在拨指组件的作用下使得挂针向中心靠拢，使挂针顶部开口距离小于万向节节套的内孔直径；g)控制封口气缸的缸杆缩进，装料组件内万向节节套自动装配在挂针上；h)控制升降装置下降，带动拨指组件向下运动一定距离，挂针张开卡住万向节节套；i)控制封口气缸缸杆伸长，封住装料组件的出料口 ；j)控制进给气缸缸杆缩进，带动上料机构远离挂件，直至拨指组件离开挂针的下方；k)控制拨动气缸缩进，拨指组件复位；m)循环步骤a)至步骤k)，直至挂件柜上料完成。
[0005]一种万向节节套自动上料控制器，包括有自动装载万向节工件的上料机构，和驱动上料机构上下运动的自动升降台；所述上料机构包括有机架和安装在机架上的装料组件、拨指组件、进给组件；装料组件由装料罐板、封口气缸组成，装料罐板开设有从上至下贯穿整板的通孔，封口气缸连接在装料罐板通孔的出口处；所述拨指组件包括一组成对使用的拨指、拨动气缸、如滑轴、后滑轴和拨杆，拨指末端相错连接在如、后滑轴上，如后滑轴均可轴向移动地安装在机架上，两滑轴的一端铰接拨杆上，其中一滑轴的另一端连接拨动气缸杠杆；进给组件包括有轨道板和进给气缸，进给气缸缸体连接在机架上、缸杆与连接在自动升降台上的轨道板连接；所述自动升降台包括有支架、升降电机、丝杆、螺母座、托板，支架连接在地面基础上，支架上连接有升降电机，升降电机输出轴连接丝杆，丝杆与螺母座传动，螺母座与设置在支架侧壁的托板连接，托板与上料机构的轨道板连接；所述封口气缸、拨动气缸、进给气缸、升降电机均与控制器电气连接，控制器有可编程控制器、电磁阀、接近开关、驱动器，可编程控制器的输出端口连接电磁阀的控制端，电磁阀与封口气缸、拨动气缸、进给气缸电气连接，封口气缸、拨动气缸、进给气缸的极限位置设置接近开关，接近开关电接入可编程控制器的输入端口 ；可编程控制器连接驱动器，通过发送脉冲给驱动器控制升降电机的动作。
[0006]所述的装料罐板有四个通孔用于装料，封口气缸也相应设置四个，可编程控制器通过三位五通阀控制封口气缸动作。
[0007]所述接近开关的个数共十二个，四个封口气缸的前后极限位置各设置一个共八个接近开关，封口气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时，装料罐板的出口被完全封盖住，封口气缸的缸杆触发后极限位置的接近开关时，装料罐板的出口打开；进给气缸的前后极限位置各设置一个接近开关，进给气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时，拨指完全离开挂针，触发后极限位置的接近开关时，两拨指凹弧间卡住挂针；拨动气缸左右极限位置各设置一个共两个接近开关，拨动气缸的缸杆触发左极限位置的接近开关时，每对拨指张开角度使拨指处于挂针两侧，触发右极限位置的接近开关时，拨指合拢。
[0008]为了保证悬挂的可靠，挂针需保持足够的张力，人工操作较为费力，效率低；本发明使用拨指组件和拨动气缸的配合来完成捏合挂针动作，自动上料，大大地提高了生产效率；整个装置结构简单实用，成本低廉，易于推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施例中万向节节套工件的剖视图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明实施例实施的示意图；
图4为本发明实施例中装料组件的轴测图；
图5为图4旋转角度后的轴测图；
图6为本发明实施例中控制原理示意图；
图7为本发明实施例中控制电气连接示意图；
图中标记说明:I一万向节节套，2一挂针，3一挂架，4一升降电机，5一滚珠丝杠，6—直线导轨，7—支架,8—螺母座,9—上料机构，10一立座，11—前滑轴，12—后滑轴，13—拨杆，14、17、19、20均为封口气缸，15、18均为机架，16—装料罐板，21—拨动气缸，22—进给气缸，23—支座，24—滑块25—直线导轨，26—气缸支座，27—滑块，28—直线导轨，29、30、31、32 均为进料口，33、34、35、36、37、38、39、40—拨指，41、42、43、44、45、46 均为三位五通阀。
【具体实施方式】[0010]为更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，参见图1至图7:
万向节节套自动上料机构主要包括有三个部件，一是挂设万向节工件的挂件柜，二是往挂件柜自动装载万向节工件的上料机构，三是连接上料机构并驱动上料机构做上下运动的自动升降台。三个部件具体结构为:挂件柜包括有挂架框、挂针组成，挂架框由两侧边的竖框、以及焊接在两竖框之间的横梁组成，为了尽可能地挂设多个工件以提高工作效率，横梁从上至下等间隔地设置多排，每排横梁均正反两面各连接一组挂针，且两挂针组相错排列。所述挂针为弹性材料制成的呈开口向上的V型结构，开口宽度大于万向节节套直径，挂针底端设有用于固定的铆钉孔，铆钉穿过铆钉孔拧紧在横梁上，从而将挂针压紧固定在挂件柜中。
[0011]所述上料机构包括有装料组件、拨指组件、进给组件和上料架，上料架由两侧支撑板和支座焊接而成，支座底部连接有滑块。两支撑板之间设置有装料组件，装料组件由装料罐板、封口气缸组成，为了能装载工件，装料罐板开设有一排直径大于工件内孔的装料通孔，装料通孔从上至下贯穿整板用于装入万向节工件，装料通孔设置的位置、个数与正面或反面的挂针的位置、个数对应。装料罐板设有贯穿前后面的长槽孔以减轻重量，便于进给或升降。封口气缸连接在通孔出口处，缸杆伸出时可遮挡住出口使万向节工件无法从装料通孔漏出。拨指组件包括有拨指、滑轴、拨杆以及拨动气缸，拨指需要完成夹紧挂针以穿入万向节的动作，所以拨指成对使用，记为左拨指、右拨指，拨指设置的对数和位置均与挂针对应。左拨指、右拨指末端分别连接有后滑轴和前滑轴上，前、后滑轴均可轴向移动地安装在上料架的支撑侧板上，两滑轴的一头端铰接拨杆上，其中一滑轴的另一端连接拨动气缸杠杆。图中拨动气缸设置在后滑轴上，拨动气缸伸长，左拨指往左移动，由于拨杆作用，带动右拨指往右移动，拨指做张开状态。拨动气缸收缩，左右拨指动作方向相反，拨指合拢。为了捏合时不损伤挂针，拨指两侧壁设有弧型凹口。进给组件完成上料机构的前后移动，其包括轨道板、直线轨道、进给气缸，轨道板固定连接在自动升降台上的托板上，轨道板上连接有直线轨道，直线轨道与上料架底部的滑块配合，进给气缸缸体连接在上料架、缸杆通过支座与轨道板连接。进给气缸伸长，由于轨道板固定，上料架连同整个上料机构向前沿着直线轨道行进。
[0012]所述自动升降台包括有支架、升降电机、长丝杆、螺母座、托板、升降轨道，支架连接在地面基础上，支架上连接有升降电机，升降电机的输出轴与长丝杆连接，长丝杆与螺母座配合传动，螺母座固定连接托板，托板底端连接滑块，滑块与升降轨道配合。升降电机旋转，通过丝杆传动托板及上料机构上下移动，完成一排排地上料。
[0013]控制器包括有可编程控制器(PLC)、电磁阀、接近开关、驱动器，PLC预设有控制程序，电磁阀为三位五通阀，驱动器为伺服驱动器。PLC数字量输出端电连接六个三位五通阀的控制端，四个三位五通阀分别与四个封口气缸电连接，一个三位五通阀电连接拨动气缸，一个三位五通阀电连接进给气缸。PLC数字量输入端电连接有十二个接近开关，四个封口气缸的前后极限位置各设置一个共八个接近开关，封口气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时，装料罐板的出口被完全封盖住，封口气缸的缸杆触发后极限位置的接近开关时，装料罐板的出口打开，节套可从出口漏出。进给气缸的前后极限位置各设置一个共两个接近开关，进给气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时，拨指完全离开挂针，触发后极限位置的接近开关时，两拨指凹弧间卡住挂针。拨动气缸左右极限位置各设置一个共两个接近开关，拨动气缸的缸杆触发左极限位置的接近开关时，每对拨指张开角度使拨指处于挂针两侧，触发右极限位置的接近开关时，拨指合拢。PLC输出端电连接驱动器，通过驱动器控制升降电机的动作。根据电机的步进角和滚珠丝杠的螺距发出脉冲数。
[0014]本发明控制实施过程包括以下步骤:
I)控制封口气缸缸杆伸长，封住装料组件的出料口，从顶部的进料口分别装入万向节节套，节套开口朝下。
[0015]2)控制升降电机动作，通过滚珠丝杠、螺母座、直线导轨、托板带动上料机构上升，使上料机构的出料口下端正对着挂架上的挂针上方。
[0016]3)控制拨动气缸伸长，后滑轴带动左拨指向左移动，同时，拨杆带动前滑轴运动使右拨指向右移动，使左右拨指之间各张开一个比较大的距离。
[0017]4)控制进给气缸伸长，驱动拨指组件向挂针靠近，直至拨指之间的缺口刚好分别卡在挂架上挂针的下方。
[0018]5)控制拨动气缸缩短，驱动拨指组件合拢使得挂针向中线集拢。
[0019]6)控制升降装置上升，在拨指组件的作用下使得挂针向中心靠拢，使挂针顶部开口距离小于万向节节套的内径。
[0020]7)控制封口气缸的缸杆缩进，装料组件内万向节节套自动装配在挂针上；
8)控制升降装置下降，带动拨指组件向下运动一定距离，挂针张开卡住万向节节套；
9)控制封口气缸缸杆伸长，封住装料组件的出料口；
10)控制进给气缸缸杆缩进，带动上料机构远离挂件，直至拨指组件离开挂针的下方； 10)控制拨动气缸缩进，拨指组件复位；
II)循环步骤I)至步骤10)，直至挂件柜上料完成。
【权利要求】
1.一种万向节节套自动上料的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)设备准备:挂件柜，设置向上分叉具有弹性的挂针，分叉顶端宽度大于节套内径；上料机构，设有可开启和封闭的装料组件，装料组件的出料口设置封口气缸；驱动装料组件前后移动的进给组件，进给组件由进给气缸驱动；做张开合拢动作的拨指组件，拨指组件由拨动气缸驱动；升降装置，连接上料机构并驱动上料机构上下升降； 2)控制自动上料，步骤如下:a)控制封口气缸缸杆伸长，封住装料组件的出料口，朝装料组件装入万向节节套；b)控制升降装置上升，带动上料机构运动到正对挂架上的挂针上方；c)控制拨动气缸伸长，驱动拨指组件张开；d)控制进给气缸伸长，驱动拨指组件卡住挂针下方；e)控制拨动气缸缩短，驱动拨指组件合拢；f)控制升降装置上升，在拨指组件的作用下使得挂针向中心靠拢，使挂针顶部开口距离小于万向节节套的内孔直径；g)控制封口气缸的缸杆缩进，装料组件内万向节节套自动装配在挂针上；h)控制升降装置下降，带动拨指组件向下运动一定距离，挂针张开卡住万向节节套；i)控制封口气缸缸杆伸长，封住装料组件的出料口 ；j)控制进给气缸缸杆缩进，带动上料机构远离挂件，直至拨指组件离开挂针的下方 ；k)控制拨动气缸缩进，拨指组件复位；m)循环步骤a)至步骤k)，直至挂件柜上料完成。
2.一种万向节节套自动上料控制器，其特征在于:包括有自动装载万向节工件的上料机构，和驱动上料机构上下运动的自动升降台；所述上料机构包括有机架和安装在机架上的装料组件、拨指组件、进给组件；装料组件由装料罐板、封口气缸组成，装料罐板开设有从上至下贯穿整板的通孔，封口气缸连接在装料罐板通孔的出口处；所述拨指组件包括一组成对使用的拨指、拨动气缸、IU滑轴、后滑轴和拨杆，拨指末端相错连接在如、后滑轴上，IU后滑轴均可轴向移动地安装在机架上，两滑轴的一端铰接拨杆上，其中一滑轴的另一端连接拨动气缸杠杆；进给组件包括有轨道板和进给气缸，进给气缸缸体连接在机架上、缸杆与连接在自动升降台上的轨道板连接；所述自动升降台包括有支架、升降电机、丝杆、螺母座、托板，支架连接在地面基础上，支架上连接有升降电机，升降电机输出轴连接丝杆，丝杆与螺母座传动，螺母座与设置在支架侧壁的托板连接，托板与上料机构的轨道板连接；所述封口气缸、拨动气缸、进给气缸、升降电机均与控制器电气连接，控制器有可编程控制器、电磁阀、接近开关、驱动器，可编程控制器的输出端口连接电磁阀的控制端，电磁阀与封口气缸、拨动气缸、进给气缸电气连接，封口气缸、拨动气缸、进给气缸的极限位置设置接近开关，接近开关电接入可编程控制器的输入端口 ；可编程控制器连接驱动器，通过发送脉冲给驱动器控制升降电机的动作。
3.根据权利要求2所述的万向节节套自动上料控制器，其特征在于:所述的装料罐板有四个通孔用于装料，封口气缸也相应设置四个，可编程控制器通过三位五通阀控制封口气缸动作。
4.根据权利要求3所述的万向节节套自动上料控制器，其特征在于:所述接近开关的个数共十二个，四个封口气缸的前后极限位置各设置一个共八个接近开关，封口气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时，装料罐板的出口被完全封盖住，封口气缸的缸杆触发后极限位置的接近开关时，装料罐板的出口打开；进给气缸的前后极限位置各设置一个接近开关，进给气缸的缸杆触发前极限位置的接近开关时，拨指完全离开挂针，触发后极限位置的接近开关时，两拨指凹弧间卡住挂针；拨动气缸左右极限位置各设置一个共两个接近开关，拨动气缸的缸杆触发左极限位置的接近开关时，每对拨指张开角度使拨指处于挂针两侦牝触发右极限位置的接近开关时`，拨指合拢。
【文档编号】B65G43/00GK103523543SQ201310508131
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】詹白勺, 朱流, 李军, 潘璠, 倪君辉 申请人:詹白勺, 台州学院