全自动排坯机

1、一种全自动排坯机，其特征在于结构包括机架、电子天平、 多关节机器人、自动换板机构，多关节机器人、电子天平、自动换板 机构安装在机架面板上，自动换板机构分为上、下两层；多关节机器 人包括底座、三个水平关节、Z轴运动机构、抓取手指；三个水平关 节包括A轴水平关节、B轴水平关节、W轴水平关节，A轴水平关 节具有手臂A、旋转轴A、伺服电机A，B轴水平关节具有手臂B、 旋转轴B、伺服电机B，W轴水平关节具有旋转轴W、同步齿形传 送带、伺服电机W；伺服电机A安装在底座内，手臂A套装在旋转 轴A上，伺服电机A直接带动手臂A旋转；伺服电机B安装在手臂 A上部，旋转轴B装在手臂A上，手臂B套装在旋转轴B上，伺服 电机B带动手臂B旋转；伺服电机W安装在手臂B上部，旋转轴W 装在手臂B前端轴孔内，伺服电机W通过同步齿形传送带带动旋转 轴W旋转；
Z轴运动机构具有伺服电机Z、滚珠丝杆螺母，旋转轴W上设 置滚珠丝杆螺纹，与滚珠丝杆螺母相配合，由伺服电机Z通过同步齿 形带带动滚珠丝杆螺母旋转，传动旋转轴W作上、下运动，旋转轴 W上、下运动时又称Z轴；
抓取手指装置在Z轴运动机构下部的旋转轴W下端部，抓取手 指采用吸盘式抓取手指，或皮囊式抓取手指，或气爪抓取手指；
自动换板机构包括传动电机1号、2号、3号，同步齿形传送带 1号、2号、3号，承烧板、气缸，传动电机1号、2号、3号分别装 有同步齿形带轮，并分别装有同步齿形传送带1号、2号、3号，在 同步齿形传送带2号的下部装有气缸，气缸上部装有托板，通过托板 推动2号齿形传送带上、下升降，承烧板放置在同步齿形传送带上， 由传动电机带动作前后移动，在同步齿形传送带1号、2号、3号上 部侧板上分别设置有接近开关1号、2号、3号。
2、根据权利要求1所述的全自动排坯机，其特征在于机架具有 操作面板、电气控制箱、气动控制箱、防护罩。
3、根据权利要求1所述的全自动排坯机，其特征在于吸盘式抓 取手指采用真空吸盘。
4、根据权利要求1所述的全自动排坯机，其特征在于皮囊式抓 取手指具有皮囊，皮囊上部装置有锁紧夹头。
5、根据权利要求1所述的全自动排坯机，其特征在于气爪抓取 手指包括微型气爪，爪头，微型气爪一端装置有爪头，微型气爪内设 置气缸，通过活塞使爪头开合。

技术领域\n本发明全自动排坯机涉及的是一种在粉末冶金行业中硬质合金 刀片烧结前坯件的拾取、称重与码放所用之设备。\n背景技术\n在粉末冶金行业，数控机床用硬质合金刀片在压坯的拾取、码放、 检验(称重)工序，是非常耗费人力的，操作人员必需手工操作，每 人一机，手眼并用，非常辛苦，尤其是刚刚压制出来的生坯，未经烧 结，非常脆弱，若用手抓取其刀口部分，一不小心就会掉边、掉角， 形成废品。所以，目前在该行业，迫切需要一种既能大大减少工人劳 动强度，同时又能提高生产率与产品质量的机械。\n发明内容\n本发明的目的是针对上述不足之处提供一种全自动排坯机，具有 电子天平、机械手臂、抓取手指和自动换板机构等，既能大大减少工 人劳动强度，同时又能提高生产率与产品质量、提高生产安全性。\n全自动排坯机是采取以下方案实现的：全自动排坯机结构包括机 架、电子天平、多关节机器人、自动换板机构，机架具有操作面板、 电气控制箱、气动控制箱、防护罩，多关节机器人、电子天平、自动 换板机构安装在机架面板上，多关节机器人包括底座、三个水平关节、 Z轴运动机构、抓取手指。三个水平关节包括A轴水平关节、B轴水 平关节、W轴水平关节，A轴水平关节具有手臂A、旋转轴A、伺服 电机A，B轴水平关节具有手臂B、旋转轴B、伺服电机B，W轴水 平关节具有旋转轴W、同步齿形传送带、伺服电机W。伺服电机A 安装在底座内，手臂A套装在旋转轴A上，伺服电机A直接带动手 臂A旋转。伺服电机B安装在手臂A上部，旋转轴B装在手臂A上， 手臂B套装在旋转轴B上，伺服电机B带动手臂B旋转。伺服电机 W安装在手臂B上部，旋转轴W装在手臂B前端轴孔内，伺服电机 W通过同步齿形传送带带动旋转轴W旋转。\nZ轴运动机构具有伺服电机Z、滚珠丝杆螺母，旋转轴W上设 置滚珠丝杆螺纹，与滚珠丝杆螺母相配合，由伺服电机Z通过同步齿 形带带动滚珠丝杆螺母旋转，传动旋转轴W作上、下运动。旋转轴 W上、下运动时又称Z轴。\n抓取手指装置在Z轴运动机构下部的旋转轴W(又称Z轴)下 端部，抓取手指可采用吸盘式抓取手指，或皮囊式抓取手指，或气爪 抓取手指。吸盘式抓取手指采用真空吸盘。皮囊式抓取手指具有皮囊， 皮囊上部装置有锁紧夹头。气爪抓取手指包括微型气爪，爪头，微型 气爪一端装置有爪头，微型气爪内设置气缸，通过活塞使爪头开合。\n自动换板机构(排坯传动机构)包括传动电机1号、2号、3号， 同步齿形传送带1号、2号、3号，承烧板(排坯板)、气缸，传动电 机1号、2号、3号分别装有同步齿形带轮，并分别装有同步齿形传 送带1号、2号、3号，在同步齿形传送带2号的下部装有气缸，气 缸上部装有托板，通过托板推动2号齿形传送带上、下升降。承烧板 放置在同步齿形传送带上，由传动电机带动作前后移动。在同步齿形 传送带1号、2号、3号上部侧板上分别设置有接近开关(传感器)1 号、2号、3号。\n工作原理：\na、压机脱模结束，等候在压机外面的抓取手指迅速伸入上、下 模之间将产品取出；\nb、将取出的坯件按设定的间隔个数放在电子天平上称重；\nc、将合格的产品重新拾取码放在承烧板上，将不合格的产品(过 轻或过重)捡入废品箱；\nd、当承烧板排满则自动输出机外，同时空板自动进入工作位置。\n全自动排坯机的特点：\n1、全自动排坯机的多关节机器人抓取手指自动捡拾产品，并根 据所设定的间隔个数或直接排列产品、或放在电子天平上称重后合格 产品被再次拾取排列(等待称重的时间可设定)，不合格产品被捡入 废品箱。抓取手指拾取速并为每分钟15～30次，定位精度小于±0.02 毫米。\n2、采用交互式人机界面进行数据输入，只需简单的坯件形状确 认和摆放行数与列数的键入便可完成程序输入，计算机自动进行拾取 方式的选择和坯件间隔的计算，且可随时进行数据修改，调整所摆放 坯件的方向与疏密。\n3、带有触摸式计算机面板操作机构，具有各种必要的操作提示， 操作界面人性化。运动控制单元内设置32位RISC CPU和丰富的机 器人命令语，有丰富的内置指令，控制器的参数易于修改，总控制单 元适合于各种PLC I/O接口。\n4、具有自诊断功能，根据人机界面的提示，维修人员能方便快 捷地发现问题和处理问题。为保证安全，人机界面设有密码，非专业 人员不能进入机械设定界面。\n5、多关节机器人抓取手指能自动进行零位校正。\n6、采用密闭式结构，Z轴配防尘套，提高防尘能力。\n附图说明\n以下将结合附图对本发明作进一步说明。\n图1是全自动排坯机结构示意图。\n图2是全自动排坯机的多关节机器人俯视图。\n图3是全自动排坯机的皮囊式抓取手指示意图。\n图4是全自动排坯机的气爪式抓取手指主视图。\n图5是全自动排坯机的气爪式抓取手指俯视图。\n图6是全自动排坯机的自动换板机构示意图。\n具体实施方式\n参照附图1～6，全自动排坯机结构包括机架、电子天平(5)、 多关节机器人、自动换板机构(3)。机架具有操作面板(4)、电气控 制箱、气动控制箱(1)、防护罩(15)。多关节机器人、电子天平(5)、 自动换板机构(3)安装在机架面板(2)上，多关节机器人包括底座 (16)、三个水平关节、Z轴运动机构、抓取手指(6)。三个水平关 节包括A轴水平关节、B轴水平关节、W轴水平关节，A轴水平关 节具有手臂A(13)、旋转轴A、伺服电机A(14)，B轴水平关节具 有手臂B(12)、旋转轴B、伺服电机B(11)，W轴水平关节具有旋 转轴W(8)、同步齿形传送带、伺服电机W(10)。伺服电机A(14) 安装在底座(16)内，手臂A(13)套装在旋转轴A上，伺服电机A (14)直接带动手臂A(13)旋转。伺服电机B(11)安装在手臂A (13)上部，旋转轴B装在手臂A(13)上，手臂B(12)套装在旋 转轴B上，伺服电机B(11)带动手臂B(12)旋转。伺服电机W (10)安装在手臂B(12)上部，旋转轴W(8)装在手臂B(12) 前端轴孔内，伺服电机W(10)通过同步齿形传送带带动旋转轴W (8)旋转。\nZ轴运动机构具有伺服电机Z(9)、滚珠丝杆螺母(7)，旋转轴 W(8)上设置滚珠丝杆螺纹，与滚珠丝杆螺母(7)相配合，由伺服 电机Z(9)通过同步齿形带带动滚珠丝杆螺母(7)旋转，传动旋转 轴W(8)作上、下运动。旋转轴W(8)上、下运动时又称Z轴。\n多关节机器人共有三个水平关节A、B、C和一个能沿Z轴运动 的机构，每个关节及Z轴运动机构均安装有伺服电机，通过程序控制， 可以将坯件送到手臂展开长度为半径以固定机座为圆心250°范围内 的任何位置通过设定，也可以让坯件在任何位置停留，当然也可使坯 件按事先设定的任何阵列码放。\n抓取手指(6)装置在Z轴运动机构下部的旋转轴W(又称Z轴) (8)下端部，抓取手指(6)采用吸盘式抓取手指，或皮囊式抓取手 指，或气爪抓取手指。吸盘式抓取手指采用真空吸盘。皮囊式抓取手 指具有皮囊(18)，皮囊(18)上部装置有锁紧夹头(19)。皮囊式抓 取手指用一皮囊(18)插入坯件(17)小孔中，充气使其膨胀，胀住 坯件(17)，放气后利用皮囊自身张力缩回，坯件(17)靠自重落下。\n气爪抓取手指包括微型气爪(20)、爪头(21)，微型气爪(20) 一端装置有爪头(21)，微型气爪(20)内设置气缸，通过活塞使爪 头开合。气爪式抓取手指利用两只气爪手指的开启与合拢胀取坯件， 该结构较适宜坯件较厚而圆柱形孔的坯件。\n自动换板机构(排坯传动机构)(3)包括传动电机1号(25)、 传动电机2号(27)、传动电机3号(31)，同步齿形传送带1号(23)、 同步齿形传送带2号(29)、同步齿形传送带3号(32)，承烧板(排 坯板)(22、30)、气缸(26)，传动电机1号、2号、3号分别装有同 步齿形带轮，并分别装有同步齿形传送带1号、2号、3号，在同步 齿形传送带2号(29)的下部装有气缸(26)，气缸(26)上部装有 托板(34)，通过托板(34)推动2号齿形传送带(29)上、下升降。 承烧板放置在同步齿形传送带上，由传动电机带动作前后移动。在同 步齿形传送带1号、2号、3号上部侧板上分别设置有接近开关(传 感器)1号、2号、3号(24、28、33)。接近开关采用EZK-X4MEI型 接近开关等。该换板机构分为上、下两层，由传动电机带动同步齿形 带传送承烧板。空板从下层放入后被自动送至前端，到位后接近开关 即传感器感知，被气缸托起进入等待排坯的位置，待该板排满后被自 动从上面一层送出机外。这时操作人员可从上面将排满坯件的承烧板 取走。上层传送带最多可储放三块承烧板，如果三块板排满仍不被取 走，机器会停车并报警。