一种自动收料装置的制作方法

本发明涉及工业生产制造领域，尤其涉及一种应用于盐芯的自动收料装置。

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，操作工人将钻好的盐芯随手放置于收料箱中，以便后续运送至仓库集中收容。该过程操作工人需要逐一拿取、钻孔、放置，不仅效率低下，且极易将自身产生的油脂汗渍沾染到盐芯上，造成盐芯的质量下降。

综上所述，如何提高盐芯的收集效率，并避免盐芯制造过程中二次污染，进而提高盐芯加工效率和加工质量，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收料装置，可实现自动收取盐芯，效率高，且整个过程无肢体直接接触，不会造成盐芯污染。

为实现上述目的，本发明提供一种自动收料装置，包括：

多个相对于水平面倾斜、用以供盐芯沿其杆壁自动下滑并悬挂的收料杆；

与全部所述收料杆连接、用以控制全部所述收料杆运动的动力机构；

设于所述动力机构和全部所述收料杆之间、用以供全部所述收料杆固定的固定机构。

优选地，还包括连接于所述动力机构和任一所述收料杆之间、用以调节所述收料杆安装角度的调节机构。

优选地，所述固定机构包括呈圆柱状的靶座；

所述靶座同轴连接于所述动力机构的输出轴，全部所述收料杆以所述靶座为中心呈放射状分布，以实现全部所述收料杆绕所述靶座的轴线与所述输出轴同步旋转。

优选地，还包括设于任一所述收料杆靠近所述靶座一端的止位部；所述止位部用以限制悬挂于任一所述收料杆的首个盐芯的滑动终点。

优选地，还包括中部设有通孔的圆形底盘；全部所述止位部沿所述圆形底盘的圆周环绕且垂直于所述圆形底盘，以形成以所述圆形底盘为底面的圆筒壁，所述圆筒壁用以限制悬挂于任一所述收料杆的首个盐芯的滑动终点。

优选地，所述固定机构还包括同轴设于所述输出轴与所述靶座之间的连接杆，所述靶座的中心设有用以供所述连接杆穿过的通孔，以实现所述靶座与所述连接杆同步转动。

优选地，还包括设于所述输出轴与所述连接杆之间的轴承。

优选地，还包括固定于任一所述收料杆远离所述靶座的一端、用以判断当前所述收料杆是否满料的检测器。

优选地，所述动力机构具体为电机。

相对于上述背景技术，本发明所提供的自动收料装置包括多个用以供盐芯悬挂的收料杆、用以供全部所述收料杆固定的固定机构，和与所述固定机构连接、用以控制全部所述收料杆运动的动力机构；其中，全部所述收料杆相对与水平倾斜，以实现盐芯的自动收集。上述自动收料装置通过动力机构控制多个收料杆运动，从而交替收取盐芯，且盐芯依靠自重实现自动收集，无需人工操作。该装置不仅收料效率高，同时降低了收料过程中肢体接触盐芯并造成盐芯污染的几率，从而提高盐芯质量。

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收料装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的受力分析图；

图4为本发明第二种实施例所提供的自动收料装置的结构示意图。

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4，图1为本发明第一种实施例所提供的自动收料装置的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图1的受力分析图；图4为本发明第二种实施例所提供的自动收料装置的结构示意图。

本发明所提供的自动收料装置，包括多个相对于水平面倾斜的收料杆12、用于固定全部收料杆12的固定机构，以及与固定机构连接、用以控制全部收料杆12运动的动力机构；当盐芯打完定位孔后，盐芯在移动的过程中，其中心的通孔穿过收料杆12，在盐芯自身重力的作用下盐芯沿倾斜的收料杆12向下滑动，最终悬挂于收料杆12，实现自动收料。

需要说明的是，当盐芯未接触收料杆12时，盐芯在加工平面内移动的动力来自于外界；当盐芯中心的通孔穿过收料杆12，且盐芯的重心脱离加工平面，盐芯在自身重力的作用下侧翻并完全悬挂于收料杆12，此时盐芯沿倾斜的收料杆12滑动的能量由自身的重力势能转化而成。

为了实现盐芯在无外界提供动力的情况下沿收料杆12自动滑动，收料杆12与水平面的倾斜角度必须处于某一范围中。请参考图3，任意一个盐芯的自重g沿收料杆12下滑的过程中，可分解为垂直于收料杆12方向的压力分量f2和沿收料杆12方向的下滑分量f1，其中自重g与压力分量f2之间的夹角为θ，θ等于收料杆12与地面的倾斜角。盐芯沿收料杆12自动下滑的条件为盐芯的下滑分量f1能够克服自身的摩擦力f，即：

f1>f；

其中，

f1＝g×sin；f＝μ×f2＝μ×(g×cosθ)，

将两式代入前述条件中得到：

θ>arctanμ。

也就是说，当收料杆12相对于水平面的倾斜角大于arctanμ，即可实现盐芯自动沿收料杆12滑动，最终依次悬挂于收料杆12。

另外还需要注意，这里的摩擦系数μ不单单考虑收料杆12外周的粗糙程度，还涉及盐芯中心的通孔的内壁的粗糙程度。显然多个盐芯的中心的通孔在制造过程中其形态各有不同，为了保证所有的盐芯都能沿同一收料杆12滑动，直至接触到前一盐芯为止，上述摩擦系数μ的取值应当在理论数值上稍大一些。

动力机构控制收料杆12运动的方式包括多种，例如平移、转动、上下，或者平移加转动和上下，总而言之，动力机构控制收料杆12运动的目的在于改变收料杆12的位置，切换正对着加工平面的收料杆12。这里所说的切换具体指，当第一收料杆12上挂满加工好的盐芯时，动力机构控制全部收料杆12运动，将第一收料杆12移开，使第二收料杆12正对加工平面，继续收料。举例来说，当运动指的是动力机构控制全部收料杆12转移时，动力机构将悬挂满盐芯的第一收料杆12向一侧转移，同时第二收料杆12转移至加工平面处出料口准备收料。同样动力机构使全部收料杆12运动也包括令全部收料杆12同步运动和逐个运动之分。

动力机构可仅提供动力，而多个收料杆12何时移动，移动多少距离或角度则由人工控制。显然出于自动化收料的目的，优选由动力机构提供动力的同时实现控制功能。

本发明所提供的自动收料装置令盐芯在自身自重的作用下沿倾斜的收料杆12滑动，无需人工操作，提高了收料效率；当一个收料杆12满料时，自动收料装置通过动力机构控制多个收料杆12运动，从而交替收取盐芯。当全部收料杆12挂满盐芯时，可将收料杆12及其上的盐芯从固定机构直接拆卸下来或者用专用器具整体取走，避免肢体直接接触盐芯，降低了盐芯受污染的几率，提高盐芯质量。

下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的自动收料装置做更进一步的说明。

本发明所提供的自动收料装置还包括连接于动力机构和任一收料杆12之间、用以调节料杆安装角度的调节机构。

安装角度即前述的倾斜度θ的余角，因为收料杆12通过固定机构连接于动力机构，无论固定机构的形态如何，此时收料杆12相当于倾斜连接于固定机构的侧壁，将侧壁视为垂直于水平面的平面时，安装角度则为收料杆12与侧壁之间的最小夹角。

调节机构对于收料杆12的安装角度的调整可以是一对一，也可以是统一调节，换句话说，多个收料杆12可以设置多个调节机构，一个调节机构单独调整一个收料杆12的安装角度；多个收料杆12亦可由同一个调节机构实现调整目的，当需要扩大安装角度时，全部收料杆12的安装角度同时扩大，当需要缩小安装角度时，全部收料杆12的安装角度同时缩小。

调节机构不仅仅意味在在收料杆12、固定机构和动力机构的组合上增加部件，还包括固定机构与收料杆12的连接处做减法，即在固定机构上设置倾斜度不同的安装孔，将收料杆12根据需要连接于其中一部分安装孔中，从而实现对收料杆12的安装角度的调整。

请参考图1和图2，考虑到采用平移可能会增大整个装置的占地空间，出于使装置更加精巧和易操作的目的，上述固定机构包括呈圆柱状的靶座13，全部收料杆12以靶座13为中心呈放射状分布；靶座13同轴连接于动力机构的输出轴，以实现全部收料杆12绕靶座13的轴线随输出轴同步转动。

收料杆12在靶座13上一般分布于同一水平高度上，即全部收料杆12与靶座13的连接点处于靶座13侧壁的同一个圆周上。当第一收料杆12上挂满盐芯时，动力机构控制靶座13旋转一定角度，从而使全部收料杆12同时转动，将第一收料杆12移开，使第二收料杆12正对加工平面继续收料。

由于靶座13的体积有限，当靶座13的圆周面有限，而多个收料杆12同时连接于靶座13时，相邻的两个收料杆12的夹角亦有限，直接滑动至收料杆12根部的盐芯难以发生碰撞，甚至完全破碎。

为了解决上述隐患，在上述实施例的基础上，可在任一收料杆12靠近靶座13一端设置止位部，当首个穿过某一收料杆12的盐芯沿该收料杆12滑动时，盐芯接触到止位部停止运动，其后的盐芯则在首个盐芯的位置基础上逐个排列。也就是说，止位部限制了盐芯在收料杆12上的分布范围，使盐芯能够避免滑动至收料杆12的根部，发生碰撞或者磨损。

上述止位部的具体位置以满足其功能为限，换句话说，止位部并非安装在收料杆12靠近靶座13一端的任意位置，而需要满足一定的条件。

当盐芯的直径为d，收料杆12的数量为n时，假设盐芯的厚度为0，则n个止位部所围成的最小区域相当于一个正n边形，且该正n边形的边长为d，此时，任一止位部距离其收料杆12根部的距离等于正n变形的内切圆的半径r。通过几何计算可知，

r＝d/(2×tan(π/n))；

而盐芯的厚度实际大于0，则任一止位部距离其收料杆12根部的最小距离应比r略大一些。

止位部的设置与调节机构的设置有所类似，即多个收料杆12可以设置多个止位部，一个止位部单独限制一个收料杆12的滑动终点，多个收料杆12亦可由同一个止位部统一设置滑动终点。

考虑到止位部一旦固定好滑动终点不再频繁变动，为了简化止位部的设置方式，上述装置还包括中部设有通孔的圆形底盘41；全部止位部沿圆形底盘41的圆周环绕且垂直于圆形底盘41，形成以圆形底盘41为底面的圆筒壁42，也就是说整个圆筒壁42可视为一个完整的止位部。

首个沿收料杆12滑下的盐芯接触到圆筒壁42时停止滑动，其后的数个盐芯则被限制在圆筒壁42所包围的空间之外，避免相邻两个收料杆12上的盐芯彼此碰撞。

实际上圆筒壁42对于盐芯不仅仅起到止位作用。当全部收料杆12呈放射状安装于靶座13时，仅收料杆12的根部起到连接作用，一旦收料杆12挂满盐芯，盐芯对于收料杆12产生的应力较大，极易造成收料杆12的弯曲甚至折断。尽管可以通过加粗收料杆12或者减小收料的长度的方式提高其强度和刚度，但不可避免提高成本或者降低生产效益，相较于此，止位部设置成圆筒壁42既能起到限制滑动终点的作用，又能提高收料杆12的载重能力。换句话说，圆筒壁42将收料杆12由悬臂梁变成了外伸梁，大大降低了危险点所受的剪切应力或者弯曲应力。

在上述实施例的基础上，固定机构还包括同轴设于输出轴与靶座13之间的连接杆11，其中，靶座13的中部设有用以供连接杆11穿过的通孔，以实现靶座13与连接杆11同步转动。

在靶座13与输出轴之间增设连接杆11，可扩大圆筒壁42的安装范围，且当收料杆12的安装角度较小时，收料杆12在竖直方向的高度增加，输出轴轴端距离地面的高度势必需要增加，由此给动力机构的安装和固定带来麻烦。针对上述情况，设置连接杆11可增大输出轴轴端靶座13之间的高度，也就是输出轴轴端与收料杆12根部的高度，以便当收料杆12的安装角度无论怎样变化时，均可将动力机构直接固定于地面。

进一步还可以在输出轴与连接杆11之间设置轴承3，考虑到输出轴与连接杆11之间主要存在轴向载荷，轴承3可选用圆锥滚子轴承或者球轴承。

在上述任意一种具体实施例中，动力机构可通过控制靶座13旋转的时间及时切换收料杆12的位置，该时间根据盐芯的加工速度而定，即预先计算好挂满一个收料杆12的盐芯所需的加工时间，继而将动力机构的转动周期设置成与该加工时间匹配的时长。当然，不同型号的盐芯的尺寸不同，收集于同一收料杆12的盐芯的数目不同，为了满足同一装置对不同型号的盐芯的收集，请参考图4，整个装置还包括用以判断当前收料杆12是否满料的检测器5。

检测器5的实现方式为检测任一收料杆12当前时刻的盐芯位置，举例来说，当检测器5为光检测器5时，将两个检测器5两两对称设置于正对加工平面的收料杆12的端部两侧，当某一盐芯穿过收料杆12并沿其下滑时停留在收料杆12的端部时，在两个检测器5之间形成遮挡，致使另一个检测器5持续未接收到信号，则判断该盐芯为收料杆12上的最后一个盐芯，以便向控制靶座13旋转的设备发送旋转信号。

动力机构具体可采用电机2，为了简化圆形底盘41的控制，进一步可采用步进电机或者伺服电机控制每次转动的角度，使其配合各个相邻的两个收料杆12之间的夹角。可见当全部收料杆12等角度的均布于靶座13侧壁时，能够简化步进电机或者伺服电机的控制。

本发明所提供的自动收料装置通过检测器5和电机2的自动控制实现多个收料杆12的旋转，以切换当前正对加工平面的收料杆12，而盐芯沿收料杆12的运动来自盐芯沿倾斜的收料杆12的重力分量，当盐芯运动到收料杆12的顶端时，在其重力分量的作用下盐芯沿收料杆12自动滑下，悬挂于收料杆12。与此同时，收料杆12还可根据盐芯的型号调节其安装角度，当然，收料杆12的数量也可对应调整。上述自动收料装置可实现盐芯的自动收取，收料效率远远高于人工收料，且整个过程无人工接触，避免盐芯污染。

以上对本发明所提供的自动收料装置进行了详细介绍。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。