一种垫片自动摆放装置及方法与流程

本发明属于自动化控制领域，涉及一种垫片自动摆放装置及方法。

背景技术：

随着工业的快速发展，全球对各种螺栓、螺钉类连接标准件的需求量越来越大。作为与这些标准件配套使用的垫片，在某些场合，需要垫片具有防锈、防腐、绝缘、高强度等特点，因此需要在垫片表面喷涂某些功能涂料并对其加热固化处理，以满足使用要求。在今后几年将是中国金属处理及涂装产业的快速发展时期,因此作为喷涂工艺的前一步骤，垫片能否均匀等间隔且垫片之间不相互接触地摆放将直接关系到喷涂质量的好坏。然而，目前垫片的摆放工作主要还是通过人工完成，需要耗费大量劳动力，增加了生产时间，效率低，垫片成品不合格率高，进而导致垫片表面处理的成本高居不下。因此，市场急需一种高效率的自动化机械来替代人工来完成垫片的摆放工作。

技术实现要素：

针对现有技术中传统垫片摆放工艺的不足,本发明提供一种能够实现垫片自动化摆放的垫片自动摆放装置,该垫片自动摆放装置能够完成垫片的自动规整、吸附、传送、监控和自动化控制五个系统，能够提高摆放精度,提升工作效率,大幅度节省成本。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种垫片自动摆放装置,包括垫片的自动规整、吸附、传送、监控和自动化控制五个系统。

所述的自动化控制系统包括机架1、工业触摸屏2和控制箱9。所述的工业触摸屏2和控制箱9固定在机架1上，二者通过导线连通；所述的机架1包括水平部分和垂直部分，垂直部分位于水平部分中部，水平部分中部具有滑道。

所述的传送系统包括推手气缸3、横向拉手气缸4、进板室7、升降机8、升板气缸12、升降机16和出板室17。所述的进板室7和出板室17固定在机架1水平部分的两侧下方，进板室7用于存放空置的垫片摆放板5,出板室17用于存放满载的垫片摆放板5；所述的进板室7下方通过螺栓安装升降机8，升降机8通过中部的丝杠推动空置的垫片摆放板5上移；所述的出板室17下方通过螺栓安装升降机16，升降机16通过中部的丝杠推动满载的垫片摆放板5下移；所述的横向拉手气缸4位于机架1水平部分右侧轨道上，用于拉动空置的垫片摆放板5移动；所述的推手气缸3位于机架1水平部分右侧轨道上，用于推动满载的垫片摆放板左移到出板室17上方。所述的升板气缸12位于格栅13中心前后两侧，用于抬升满载的垫片摆放板。

所述的自动规整系统安装于机架1垂直部分下方，包括固定金属架10、活塞11、格栅13、振动机14和升降机15。所述的振动机14固定在金属架10下方，位于自动规整系统最低端；升降机15位于振动机14上方,固定在金属架10上，升降机15带动活塞11上下移动；所述的格栅13位于固定金属架10上表面，格栅13内孔与活塞11间隙连接，格栅13通过固定金属架10与振动机14连接。

所述的吸附系统固定在机架1垂直部分上方，包括真空吸盘板21、滚珠丝杠升降机22和吸嘴24。吸嘴安装于真空吸盘板21下表面上；所述真空吸盘板21与滚珠丝杠升降机22通过滚珠丝杠连接，用于吸附和解吸垫片。

所述的监控系统包括三个接近开关6、19、23和两个激光对射传感器18、20。接近开关6固定在机架1水平部分，位于进板室7正上方，用于感应空置的垫片摆放板5上升位置，控制升降机8的关停；所述激光对射传感器20固定在格栅5上表面机架1前后两侧，接近开关19位于激光对射传感器20右侧，两者位于同一水平面上；接近开关23固定在真空吸盘板21上方机架上；激光对射传感器18位于出板室17上表面前后两侧机架水平部分上。

采用上述装置进行垫片自动摆放的方法包括以下步骤：

1)将垫片25堆放在格栅13上，启动振动机14，活塞11下行，杂乱堆放的垫片25规则地堆叠在格栅13的圆孔内；当格栅13圆孔处于满装时，清除格栅13表面上的多余垫片，并保证格栅13孔内垫片高度一致。然后按下工业触摸屏2屏上的“自动”按键，此时若格栅孔内最上层垫片未将激光对射传感器20发出的激光束挡住，则升降机15将活塞11往上升，进而垫片25在格栅13孔内上升，直到最上层垫片将激光束挡住，激光对射传感器20发出控制信号，升降机15停止。

2)升降机15停止运转后，真空吸盘板21下行，真空吸盘板21下行到吸附高度时，接近开关23发出信号，真空吸盘板21停止下行，同时真空吸盘板21产生负压，并将格栅13孔内的最表层垫片25吸附在真空吸盘板21的吸嘴24上，完成吸附后真空吸盘板21上行到一定高度。

3)横向拉手气缸4将进板室7内存放的最上端的一块空置的垫片摆放板5水平向左拉出，此块垫片摆放板5推动其左侧垫片摆放板向左移动，直到最接近格栅13的空置的垫片摆放板被推到指定摆放位置后，触发接近开关19，此时接近开关19发出信号，两个升板气缸12将处于摆放位置的摆放板抬升。

4)当空置的垫片摆放板被抬升到指定高度时，真空吸盘板21负压解除，吸嘴24上的垫片落在空置的垫片摆放板上，之后摆好垫片的满载的垫片摆放板被推手气缸3推至出板室17，两个升板气缸12复位，此时激光对射传感器18发出的激光束被垫片摆放板挡住，发出信号，升降机16使摆好垫片的满载的摆放板下行，直到激光束不被挡，升降机16停止。

5)与此同时，由于挡住激光对射传感器20激光束的最外层垫片25已被移走，激光对射传感器20发出信号，活塞11推动格栅13孔内垫片25上升，直到最上层垫片25将激光束挡住，活塞11停止移动。与此同时，进板室7上部接近开关6发出信号，升降机8将进板室7内存放的垫片摆放板5向上抬升，直到最上面垫片摆放板将接近开关6触发，升降机8停止运转，摆放板停止上升，此时真空吸盘板21继续下行。

6)垫片自动摆放装置重复上述步骤，从而使进板室7内的垫片摆放板摆好垫片之后堆放在出板室17内。当进板室7内的摆放板全部摆好垫片并堆放在出板室17内之后，垫片自动摆放装置停止工作，工人将出板室17内已摆好垫片的摆放板移走，开始对垫片进行喷涂。同时，其他工人将空的摆放板填入进板室7内，垫片自动摆放装置继续开始垫片的自动摆放工作。

以上垫片自动摆放装置的自动控制为PLC控制。

本发明的有益效果为：1)本发明采用振动机、格栅和活塞配合的方法来存储和调整垫片,使垫片能够整齐地层叠在格栅孔中。2)采用真空吸盘板，通过调节真空吸盘板的负压状态，对垫片进行吸附和解吸,使垫片均匀无重叠地摆放在摆放板上,且对垫片表面不产生任何损伤，提高后续喷涂工艺的质量。3)激光对射传感器、接近开关的使用，简化了操作观察时间，降低了工人工作时间和精力耗费。4)大大提高了工作效率，缩短了生产时间，并降低劳动成本。5)本装置提供了控制面板，方便了工人操作，控制面板提供了全自动和半自动功能，可根据具体实际情况进行调节。6)垫片喷涂加工类企业的必然需求。

附图说明

图1是垫片自动摆放装置整体图；

图2是格栅与活塞搭配局部剖视图；

图3是真空吸盘板局部视图；

图中：1机架；2工业触摸屏；3推手气缸；4横向拉手气缸；5垫片摆放板；6、19、23接近开关；7进板室；8、15、16升降机；9控制箱；10固定金属架；11活塞；12升板气缸；13格栅；14振动机；17出板室；18、20激光对射传感器；21真空吸盘板；22滚珠丝杠升降机；24吸嘴；25垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明。本发明的垫片自动摆放装置结构及安装实施方式如下：

如图1所述的一种垫片自动摆放装置,包括垫片的自动规整、吸附、传送、监控和自动化控制五个系统。所述的自动化控制系统中的工业触摸屏2和控制箱9固定在机架1上,机架1包括水平部分和垂直部分。所述的传送系统中进板室7和出板室17固定在机架1水平部分的两侧下方，进板室7下方安装升降机8,出板室17下方升降机16,横向拉手气缸4和推手气缸3位于机架1水平部分右侧轨道上，升板气缸12位于格栅13中心前后两侧，用于抬升满载的垫片摆放板。所述的自动规整系统安装于机架1垂直部分下方，其中振动机14固定在金属架10下方,升降机15固定在金属架10上，带动活塞11上下移动,格栅13位于固定金属架10上表面，格栅13内孔与活塞11间隙连接，格栅13通过固定金属架10与振动机14连接,格栅13与活塞11搭配局部剖视图如图2所示。所述的吸附系统固定在机架1垂直部分上方，吸嘴安装于真空吸盘板21下表面上,真空吸盘板21(如图3所示)与滚珠丝杠升降机22通过滚珠丝杠连接。所述的监控系统包括三个接近开关6、19、23和两个激光对射传感器18、20,接近开关6固定在机架1水平部分,激光对射传感器20固定在格栅5上表面机架1前后两侧，接近开关19位于激光对射传感器20右侧，两者位于同一水平面上；接近开关23固定在真空吸盘板21上方机架上；激光对射传感器18位于出板室17上表面前后两侧机架上。

采用如图1所述的装置进行垫片自动摆放的方法包括以下步骤：

1)装置工作时，先将垫片25堆放在格栅13上，启动振动机14，同时活塞11下行，杂乱堆放的垫片25规则地堆叠在格栅13的圆孔内(如图2)，当格栅13圆孔处于满装时，清除格栅13表面上的多余垫片，并保证格栅孔内垫片高度一致。然后按下工业触摸屏2屏上的“自动”按键，此时若格栅孔内最上层垫片未将激光对射传感器20发出的激光束挡住，则升降机15将活塞11往上升，进而垫片25在格栅13孔内上升，直到最上层垫片将激光束挡住，激光对射传感器20发出控制信号，升降机15停止；

2)升降机15停止运转后，真空吸盘板21下行，真空吸盘板21下行到吸附高度时，接近开关23发出信号，真空吸盘板21停止下行，同时真空吸盘板21产生负压，并将格栅13孔内的最表层垫片25吸附在真空吸盘板21的吸嘴24上，完成吸附后真空吸盘板21上行到一定高度；

3)横向拉手气缸4将进板室7内存放的最上端的一块垫片摆放板5水平向左拉出，此块垫片摆放板5推动其左侧垫片摆放板向左移动，直到最接近格栅13的垫片摆放板被推到指定摆放位置后，触发接近开关19，此时接近开关19发出信号，两个升板气缸12将处于摆放位置的摆放板抬升；

4)当摆放板被抬升到指定高度时，真空吸盘板21负压解除，吸嘴24上的垫片落在垫片摆放板上，之后摆好垫片的垫片摆放板被推手气缸3推至出板室17，两个升板气缸12复位，此时激光对射传感器18发出的激光束被垫片摆放板挡住，发出信号，升降机16使摆好垫片的摆放板下行，直到激光束不被挡，升降机16停止；

5)与此同时，由于挡住激光对射传感器20激光束的最外层垫片已被移走，激光对射传感器20发出信号，活塞11推动格栅13孔内垫片上升，直到最上层垫片将激光束挡住，活塞停止移动。与此同时，进板室上部接近开关6发出信号，升降机8将进板室7内存放的垫片摆放板5向上抬升，直到最上面垫片摆放板将接近开关6触发，摆放板停止上升，此时真空吸盘板21继续下行。

6)垫片自动摆放装置重复上述步骤，从而使进板室7内的垫片摆放板摆好垫片之后堆放在出板室17内。当进板室7内的摆放板全部摆好垫片并堆放在出板室17内之后，垫片自动摆放装置停止工作，工人将出板室17内已摆好垫片的摆放板移走，开始对垫片进行喷涂。同时，其他工人将空的摆放板填入进板室7内，垫片自动摆放装置继续开始垫片的自动摆放工作。