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自动化移料装置

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:互联网发布时间:2018年08月09日浏览:164

  移料装置是自动化专机或流水线中的重要部分,是供料装置与工艺执行机构之间的联络环节,虽然自动化装置分为供料、移料、工艺执行、卸料等结构,但卸料机构实质上也是移料装置,常用的移料方式有直线式和回转式,直线式移料类型较多,按执行元件分有:直动气缸、电机+皮带轮和电机+齿轮齿条装置等;回转式移料类型相对较少,按执行元件分主要有:回转分割器、回转气缸等,以下对自动化装备中主要应用的八种移料装置进行介绍:


  1 X、Z轴二自由度机械手+夹指(或吸盘)装置

  这种移料装置最为常见,一般是机械手经X、Z轴二个方向的平移,由Z轴端部夹指或吸盘抓取供料装置末端暂存位上的工件,再经X、Z轴二个方向的平移,机械手将工件移至工艺执行机构位置上,这种移料装置执行元件最常用的气缸,且X轴气缸常与直线导轨配合使用,可长距离的平移,也有通过电机+平皮带传送的;而Z轴大多行程较小,常用双轴或多轴气缸,机械手端部多为夹指气缸,这种移料装置的变化形式为顶升旋转气缸,即Z轴上下平移与绕Z轴旋转二自由度机械手,其端部也为夹指或吸盘,通过沿Z轴的下移,抓取工件,沿Z轴上移,绕Z轴回转90°或180°,沿Z轴下移,将工件放入工艺执行机构或流水线上。该类装置的特点是适应性广,几乎可用于每一种较轻的、可夹可吸的工件,缺点是结构稍显复杂,成本较高。图1为X、Z轴二自由度机械手+夹指装置,先Z轴下行,夹指夹紧供料暂存位上的铜触头,Z轴下行,X轴水平平移至点胶位。

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  2 X、Y垂直气缸布置上料装置

  供料装置将工件输送至末端暂存位,由Y轴方向(垂直于供料导管)气缸将工件推至过渡位置,再由X轴方向(平行于供料导管)气缸将过渡位上的工件推入工艺执行机构位置,该装置较适用于易于定位、导向的工件,在X、Y轴两个方向气缸驱动时,工件的位置较易保持,该装置的优点是结构简单,成本较低,该装置可以将工件直接送入工艺执行机构,如图2,工件通过振动盘输送至导轨的末端,通过Y、X轴两个方向气缸的运动,将工件推至攻丝工位;也可将工件上料至回转分割器,如图3,工件通过振动盘输送至导轨末端,通过Y、X轴两个方向气缸运动,将工件推至分割器对应工位。

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  3.Z轴双气缸+齿轮齿条移料装置

  适用于将平躺的产品经Z轴上、下平移后,旋转90°上料至工艺执行机构,其具体结构:Z轴大气缸固定于基体上,其活塞杆端部固定有平板,通过四个直线轴承导向,可使轴承杆另一端平板上下移动,该活动平板上设有小气缸和齿轮绕轴旋转的支架,小气缸的端部设有齿条,与齿轮啮合,夹指气缸与齿轮固定在一起,并与齿轮同步旋转,其动作是这样的:大气缸活塞杆回缩,使下部活动平板下行,端部的气动夹指夹紧工件,大气缸活塞杆伸出,使下部活动平板上行,带动工件上升,脱离原位,固定于活动平板的小气缸活塞杆前伸,通过齿轮齿条副,直线运动转换成旋转运动,使工件旋转90°,再整体Y方向移位至检测位置,如图4所示,该装置的特点是结构比较复杂,成本较高,但可以改变工件的姿态(旋转90°),对于一些必须改变工件姿态的场合,比较适用。

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  4.机械手移料装置

  常见的是机械手将托盘上的工件抓取后,直接放入工艺执行机构中,由于六轴机械手可以进行复杂的运动,从托盘至工艺执行机构过程中,工件姿态可以轻易改变,适应工艺加工的需要,该装置总体结构比较简洁,机械手动作连贯,观赏性较好,且机械手通过编程可以适用于不同的工艺执行机构,柔性较好,缺点是目前机械手价格偏高,大部分企业承受不起大批量机械手应用。图5、6为机械手配合加工中心作业,机械手从专用工位或托盘上抓或吸取工件,直接放入加工中心工作台面的夹具中并气动夹紧,机械手退回,加工中心按程序加工工件,完成后,机械手从夹具上取下工件,并放入成品工位上。

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  5.气管导引移料装置

  该种装置多见于自动锁螺丝机,螺钉或组合螺钉通过振动盘、切钉盘的传输,按一定方向进入气管(一般为透明塑料管),再通过吹气或吸气,将螺钉从气管一端送至另一端(螺批下端),这种气管引导移料装置对工件有一定的要求:L>1.2D,其中L为螺钉总长度,D为螺钉头部或组合螺钉垫圈直径。该装置结构简单,成本低,运行稳定,噪音小,缺口是:适用范围小。图7即为自动锁螺钉装置,气管一端连着送钉器,另一端连接至螺钉锁嘴上,通过吹气,将螺钉从送钉器传输至锁嘴中。

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  6.回转式移料装置

  常用见为回转式分割器移料或回转式气缸移料,分割器是一种极为精密、稳定、可靠的间歇式传动机构,通过该机构可将连续的转动输入转化为间歇式的分度运动。图8为一种回转式分割器移料装置,工件为一种塑壳断路器热元件,其动作:铜触头经振动盘上料——点胶——热元件片振动盘上料,X、Z二轴移载机械手送至铜触头上,夹紧——工艺执行机构工作(电阻焊)——冲字——卸料,工件在回转分割器六工位上依次移料。该装置的特点是:作业速度快,其工作节拍一般为单工位最长作业时间+分割器工位间转动时间,较直线式移料机构快一倍以上,结构紧凑,分度精确,适用范围广,缺点是成本较高,不适合用于大型工件。回转式气缸移料较为简单,其端部仍然夹指或吸盘,回转式气缸仅能在两个位置间通过夹指或吸盘对工件移料。

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  7.耙式卸料装置

  相对于供料至工艺执行机构的移料装置,卸料装置往往比较简单,一部分卸料仅依靠工件的自重,直接下落至料仓。耙式卸料也是一种较常见的卸料方式,即将夹具上的工件(一般为组合件)用双轴或多轴气缸勾引至料仓上方,再依靠工件的自重沿导槽入料仓,该装置的特点是成本低、结构简单,应用广泛,但对于极小或极大的工件,耙式卸料并不合适。图9为热元件卸料装置,热元件经焊接、冲字后至卸料工位,由双轴气缸活塞杆退回,带动其端部平板,将热元件勾入料仓中。

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  8.特殊移料装置

  工件仅依靠导轨由振动盘直接输送至工艺执行机构,不需要额外的执行元件,该装置对工件有特殊要求,一:工件比较规则,导轨容易制造;二:工件与导轨阻力小,可长距离输送;三:导轨一般带回弧,需要自然过渡。该装置成本很低,但实际振动盘传输中偶有卡滞现象,可靠性不高,较少应用。图10即为此类装置,三个接头分别由三个振动盘供料,通过导轨直接传输至工艺执行工位,再通过气缸将三个接头分别压入气管中,形成一个三通气管接头。

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  各种移料装置的比较:

1.png

  综合上述:第一种移料装置应用最广泛,一般可夹可吸的工件都可用此方式移料;第二种移料装置往往针对较易定位的工件,在两个方向气缸传输中,工件位置较易保持,自动攻丝机上广泛应用;第三种移料装置较少见,仅针对工件需要改变角度的场合,产品自动检测场合有时能见到;第四种移料装置是近来兴起的,主要是为了“机器换人”,但目前机械手价格偏高,尚不普及,多见于焊接、冲压、铆接、加工、检测等场合;第五种移料装置多见于锁螺丝机,其他自动化装置中较少应用;第六种移料装置应用较多,常见的是分割器和回转式气缸,自动化专机上较常见;第七种移料装置多用于中等大小、刚性较好的工件,多见于自动化专机;第八种移料装置往往针对特殊工件,且因可靠性不高,较少采用。通过上述移料装置的对比分析,总体对自动化装备中移料装置作了一个深入的梳理,为广大从事自动化设计人员提供参考。


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