本發(fā)明涉及一種長條形工件自動上料裝置，用于長條形工件的自動上料或自動下料。

背景技術(shù)：

上料或下料是現(xiàn)代工業(yè)中一道必不可少的重要工序，主要分為人工、自動兩種。長條形工件如：鋁合金、鋼管、塑料型材、塑料管材、板材，這類產(chǎn)品的品種繁多，截面各異，長度通常為6米，目前絕大部分都是采用人工上料或下料。隨著勞動力資源的優(yōu)勢的減弱，自動上料或下料技術(shù)對于解決勞動力成本偏高的問題是不言而喻的，也是當(dāng)務(wù)之急。

專利《穿條法內(nèi)型腔聚氨酯發(fā)泡鋁型材及成型設(shè)備》，專利號為：201520287224.5，設(shè)備用于生產(chǎn)穿條法內(nèi)型腔聚氨酯發(fā)泡鋁型材，解決了穿條法鋁型材連接處有間隙，容易產(chǎn)生空氣對流問題，隔熱效果更好，增加了鋁型材的連接強(qiáng)度。

申請專利《穿條法內(nèi)型腔聚氨酯發(fā)泡鋁型材成型方法》，申請?zhí)枮椋?01510227705.1，解決了穿條法鋁型材連接處有間隙，容易產(chǎn)生空氣對流問題，隔熱效果更好，增加了連接強(qiáng)度。

專利《澆注法開齒隔熱鋁型材及開齒設(shè)備》，申請?zhí)枮椋?015100840297，經(jīng)過開齒或開槽處理過的鋁型材表面與聚氨脂的表面之間的附著力明顯增加。

專利《隔熱鋁型材槽口的等離子處理設(shè)備》，申請?zhí)枮椋?01210591586.4，等離子處理增加了附著力，提高了剪切強(qiáng)度。

專利《芯層填充聚氨酯發(fā)泡的塑料型材成型設(shè)備》，申請?zhí)枮椋?01410239398.4，芯層填充聚氨酯發(fā)泡的塑料型材解決了因空氣對流引起的隔熱性降低的問題。

上述的專利在實(shí)施過程中，需要人工上料或下料，例如，前面提到的第一個和第二個專利，需要將穿好條的鋁型材放到輸送線上，穿入U型紙條之后才能注入聚氨酯發(fā)泡。上料時，要求定位快速準(zhǔn)確，截面大的鋁型材重量大，需要兩個人配合才能完成上料，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，上料位置不準(zhǔn)確，增加了操作人員，增加了生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種長條形工件自動上料裝置，用于在線快速完成長條形工件的自動上料或自動下料，解決了勞動力成本偏高、上料或下料位置不準(zhǔn)確的問題，降低了生產(chǎn)成本。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

一種長條形工件自動上料裝置，和生產(chǎn)線平行布置，用于在線快速完成長條形工件的自動上料或自動下料，將單根或成垛的長條形工件分別放到工作區(qū)域，或者將加工后的工件碼垛放置在一起；自動上料裝置包括上料工作臺、Y軸移動裝置、Z軸移動裝置、位置感應(yīng)裝置、抓料裝置、控制系統(tǒng)；

所述上料工作臺包括分別相互連接的機(jī)架、工作臺面，工作臺面的一端上設(shè)有第一定位裝置，其包含限制X軸方向和限制Y軸方向的定位塊，工件有序放置在工作臺面上，工件的邊緣和定位塊接觸；

所述Z軸移動裝置包括架體，垂直架和機(jī)架固連，直線導(dǎo)軌B和垂直架連接，直線軸承B安裝在直線導(dǎo)軌B上，架體固定在直線軸承B上，電機(jī)B和減速器B直連，齒輪B和減速器B軸連接，齒條B固定在垂直架上，齒輪B驅(qū)動架體沿著Z軸方向移動；

所述Z軸移動裝置還包括橫梁、平板、導(dǎo)柱、連板、滑動軸承，直線氣缸、滑動軸承分別固定在平板上，導(dǎo)柱和滑動軸承匹配安裝，兩根以上的導(dǎo)柱分別固定在連板左右兩側(cè)，直線氣缸的桿和連板中部連接，橫梁沿著連板長度布置，所述直線氣缸能將連板沿著Z軸方向移動；

所述Y軸移動裝置包括直線軸承A、直線導(dǎo)軌A、減速器A、電機(jī)A，架體安裝在直線軸承B上，左右兩側(cè)直線導(dǎo)軌A分別固定在架體上，直線軸承A安裝在直線導(dǎo)軌A的下面，平板固定在直線軸承A上，減速器A和平板固連，電機(jī)A和減速器A直連，齒輪A和減速器A軸連接，齒條A固定在平板上，齒輪A驅(qū)動平板、連板在直線導(dǎo)軌A上沿著Y軸方向移動；

所述位置感應(yīng)裝置包括上料定位傳感器、下料定位傳感器、抓料傳感器，上料定位傳感器和工作臺面連接，抓料傳感器和橫梁連接，上料定位傳感器能確認(rèn)工件上料位置，下料定位傳感器能確認(rèn)工件下料位置；抓料傳感器能判斷工件抓取位置，固定在連板上的抓料裝置將工件抓取到設(shè)定的位置。

本發(fā)明的有益效果是：

1、長條形工件自動上料裝置，上料或下料定位快速準(zhǔn)確，生產(chǎn)效率高，成本低，減少了操作人員，解決了勞動力成本偏高的問題；

2、采用Y軸移動裝置、Z軸移動裝置，簡化了長條形工件上料或下料工藝過程；

3、采用抓料裝置的真空吸盤抓取工件上料或下料，避免了工件磕碰、劃傷等問題；

4、視覺裝置的運(yùn)用，解決了上料或下料可視、可控的問題，自動化程度更高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明長條形工件自動上料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明成垛(多根)待加工穿條發(fā)泡鋁型材的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明抓料裝置的真空吸盤抓取待加工穿條發(fā)泡鋁型材自動上料的示意圖。

圖4是待加工穿條發(fā)泡鋁型材穿入U型紙條后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是已經(jīng)注入聚氨酯發(fā)泡條的穿條發(fā)泡鋁型材的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是將圖3的鋁型材旋轉(zhuǎn)90度后，穿入U型紙條的情形。

圖7是將圖3的鋁型材旋轉(zhuǎn)90度后，已經(jīng)注入聚氨酯發(fā)泡膠的情形。

圖8是本發(fā)明抓料裝置的氣爪抓取穿條發(fā)泡鋁型材自動上料的示意圖。

圖9是本發(fā)明抓料裝置的氣爪、擺動氣缸抓取穿條發(fā)泡鋁型材自動上料的示意圖。

圖10是圖9的左視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

參見圖1-10，一種長條形工件自動上料裝置，和生產(chǎn)線平行布置，用于在線快速完成長條形工件3的自動上料或自動下料，將單根或成垛的長條形工件3分別放到工作區(qū)域，或者將加工后的工件3碼垛放置在一起；自動上料裝置包括上料工作臺5、Y軸移動裝置、Z軸移動裝置、位置感應(yīng)裝置、抓料裝置7、控制系統(tǒng)；

所述上料工作臺5包括分別相互連接的機(jī)架4、工作臺面1，工作臺面1的一端上設(shè)有第一定位裝置2，其包含限制X軸方向和限制Y軸方向的定位塊，工件3有序放置在工作臺面1上，圖1、2中工件3是成垛的，底層工件3的邊緣和定位塊接觸；

所述Z軸移動裝置包括架體15，垂直架18和機(jī)架4固連，直線導(dǎo)軌B19和垂直架18連接，直線軸承B24安裝在直線導(dǎo)軌B19上，架體15固定在直線軸承B24上，電機(jī)B和減速器B直連，齒輪B和減速器B軸連接，齒條B23固定在垂直架18上，齒輪B驅(qū)動架體15沿著Z軸方向移動；

所述Z軸移動裝置還包括橫梁8、平板17、導(dǎo)柱11、連板12、滑動軸承16，直線氣缸22、滑動軸承16分別固定在平板17上，導(dǎo)柱11和滑動軸承16匹配安裝，兩根以上的導(dǎo)柱11分別固定在連板12左右兩側(cè)，直線氣缸22的桿和連板12中部連接，橫梁8沿著連板12長度布置，所述直線氣缸22能將連板12沿著Z軸方向移動，直線氣缸22的運(yùn)用進(jìn)一步增加了工件3在Z軸的移動距離和緩沖性；

所述Y軸移動裝置包括直線軸承A9、直線導(dǎo)軌A10、減速器A20、電機(jī)A21，架體15安裝在直線軸承B24上，左右兩側(cè)直線導(dǎo)軌A10分別固定在架體15上，直線軸承A9安裝在直線導(dǎo)軌A10的下面，平板17固定在直線軸承A9上，減速器A20和平板17固連，電機(jī)A21和減速器A20直連，齒輪A13和減速器A20軸連接，齒條A14固定在平板17上，齒輪A13驅(qū)動平板17、連板12在直線導(dǎo)軌A10上沿著Y軸方向移動；

所述位置感應(yīng)裝置包括上料定位傳感器、下料定位傳感器、抓料傳感器，上料定位傳感器和工作臺面1連接，抓料傳感器和橫梁8連接，上料定位傳感器能確認(rèn)工件3上料位置，下料定位傳感器能確認(rèn)工件3下料位置；抓料傳感器能判斷工件3抓取位置，固定在連板12上的抓料裝置7將工件3抓取到設(shè)定的位置，即上料位置；如果上料位置、下料位置、抓取位置正確發(fā)出相應(yīng)執(zhí)行信號。

進(jìn)一步，所述長條形工件自動上料裝置，還包括視覺裝置6，主要由支架25、照相機(jī)26、光源、連接件和圖像自動檢測處理系統(tǒng)組成；照相機(jī)26、光源和支架25固定，圖像自動檢測系統(tǒng)自動選擇檢測的內(nèi)容、具有多重集合測量工具，可進(jìn)行工件3的幾何計(jì)算，確定工件3的規(guī)格尺寸，具有高穩(wěn)定性，高速性、高精度的特點(diǎn)，同時進(jìn)行讀取和檢測，實(shí)現(xiàn)高精度自動檢測，圖像顯示，信息可視化，捕捉檢測對象的高清晰動態(tài)范圍，并高速合成這些圖像，獲取適合處理的清晰圖像；

圖像自動檢測處理系統(tǒng)對工件3拍攝數(shù)張圖像，并通過高速合成這些圖像，獲取最適合處理的清晰圖像，將圖像信息傳輸給控制系統(tǒng)，將工件3準(zhǔn)確定位；固定在連板12上的抓料裝置7將工件3抓取到設(shè)定的位置，即上料位置；

視覺裝置6位于工件3的上方，圖1中顯示了兩個視覺裝置6位于工件3的上方兩側(cè)，可以布置一個，自動檢測捕捉工件3的定位點(diǎn)，檢測出其在X軸、Y軸、Z軸的位置或角度，同時輸出電信號，驅(qū)動Y軸移動裝置、Z軸移動裝置，通過抓料裝置7將工件3抓取到相應(yīng)的位置。視覺裝置6用于無人值守工作環(huán)境的自動上料或下料，減少了操作人員，提高自動化水平具有特殊意義。

進(jìn)一步，參見圖1、2、3，所述長條形工件自動上料裝置，所述抓料裝置7是帶有緩沖裝置的真空吸盤71。

進(jìn)一步，參考圖1、2、3、8，所述長條形工件自動上料裝置，所述真空吸盤71能替換為氣爪74，連接板73和連板12固連，氣爪74固連在連接板73上，氣爪74的鉗口處設(shè)有緩沖墊，緩沖墊是彈性橡膠墊或彈性聚氨酯墊，設(shè)有磁性開關(guān)A75來控制氣爪74抓取工件3。

進(jìn)一步，見圖1-10，所述長條形工件自動上料裝置，在所述氣爪74上還設(shè)有擺動氣缸72，見圖9、10，擺動氣缸72和連接板73連接，過渡板77將擺動氣缸72和氣爪74連接；氣爪74抓取工件3，擺動氣缸72將工件3繞X軸旋轉(zhuǎn)，擺動氣缸72設(shè)有磁性開關(guān)B76來控制旋轉(zhuǎn)；例如，前面提到的第一個和第二個專利實(shí)施過程，見圖4-7，需要將穿好條的鋁型材旋轉(zhuǎn)90°放到輸送線上，旋轉(zhuǎn)后的內(nèi)腔水平方向的寬度更大，有利于進(jìn)行型腔內(nèi)聚氨酯發(fā)泡，上述視圖顯示這一過程。

進(jìn)一步，所述長條形工件3是鋁型材、金屬管材、塑鋼型材、塑料管材、板材。例如：是穿條法內(nèi)型腔聚氨酯發(fā)泡鋁型材(由鋁型材A31、塑料條32、鋁型材B33、U型紙條34、聚氨酯發(fā)泡條35組成，詳見上述相關(guān)專利)、澆注法開齒隔熱鋁型材、隔熱鋁型材、芯層填充聚氨酯發(fā)泡的塑料型材、塑料扣板等；也可以是在加工過程中需要表面處理的氧化、電泳、著色、清洗等工序的鋁型材；也適合玻璃板等易碎工件3；也適合矩形截面或近似矩形截面的長方形、方型工件3。

進(jìn)一步，所述長條形工件自動上料裝置，所述直線氣缸22是緩沖直線氣缸，減輕了工件3的撞擊。裝置能用于將長條形工件3下料按順序碼垛，實(shí)現(xiàn)此功能需要修改控制動作順序，修改程序。

進(jìn)一步，所述電機(jī)是伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)。

進(jìn)一步，所述設(shè)定的位置還設(shè)有第二定位裝置，其包含限制X軸方向和限制Y軸方向的定位塊，工件3的邊緣和定位塊接觸。

進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)包括PLC控制裝置，或者計(jì)算機(jī)控制裝置；對于操作簡單的上料或下料，利用PLC控制裝置程序控制上料或下料過程；對于復(fù)雜的上料或下料過程，結(jié)合PLC控制裝置、視覺裝置6、計(jì)算機(jī)控制裝置控制上料或下料過程，提高自動化水平。

實(shí)施例2

參見圖1-10，長條形工件自動上料裝置，用于在線快速完成長條形工件3的自動下料，將加工后的工件3碼垛放置在一起；

可以將已經(jīng)注入聚氨酯發(fā)泡條35的穿條鋁型材，圖5、7所示，即加工后的工件3碼垛放在一起，碼垛(下料)的過程和上料過程類似，只是動作順序改變，以及程序的改變，這一過程通過上面的闡述，應(yīng)該已經(jīng)清楚。其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施例1相同。

所述Z軸移動裝置和所述Y軸移動裝置驅(qū)動元件中的齒輪(齒輪A13、齒輪B)、齒條(齒條A14、齒條B23)傳動方式，可以采用功能相同的帶輪和帶的傳動方式替換。

工作原理

長條形工件自動上料裝置，和生產(chǎn)線平行布置，用于在線快速完成長條形工件3的自動上料或自動下料，將單根或成垛的長條形工件3分別放到工作區(qū)域，或者將加工后的工件3碼垛放置在一起；

將工件3分別放到工作區(qū)域時(上料)，可以是單根的或者是碼好垛的多根工件3，有序放置在工作臺面1上定位，上料定位傳感器能確認(rèn)工件3上料位置，或者視覺裝置6自動檢測捕捉工件3的定位點(diǎn)，檢測出其在X軸、Y軸、Z軸的位置或角度，同時輸出電信號，驅(qū)動Y軸移動裝置、Z軸移動裝置，通過抓料裝置7將單根或成垛的工件3抓取沿著Z軸提起，沿著Y軸移動到相應(yīng)的位置。

將加工后的工件3碼垛放置在一起時(下料)，上料定位傳感器能確認(rèn)工件3下料位置，或者視覺裝置6自動檢測捕捉工件3的定位點(diǎn)，檢測出其在X軸、Y軸、Z軸的位置或角度，同時輸出電信號，驅(qū)動Y軸移動裝置、Z軸移動裝置，通過抓料裝置7將工件3抓取沿著Z軸提起，沿著Y軸移動到相應(yīng)的位置，或者碼垛。對于板材的下料通常只是疊放為一垛。

上述實(shí)施例描述是為了便于技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性勞動。因此，本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施方式，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)啟示而得到的等同變換或者是等效替換的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。