一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案制造技术

本发明专利技术公开一种针对棒料挤压成型（热挤压或冷挤压）自动化生产的解决方案（系统），替代人工进行工件的上下料动作，该系统包括棒料输送线及定位机构、机械手、出料机构与检测系统、机床控制与检测保护系统、模具自动冷却与保护系统、总控系统。棒料输送线及定位机构，主要实现将棒料从加热炉（热挤压是从炉子供挤压原棒料，冷挤压一般是提升机供料）出口到达机床模具口附近，定位机构是在输送线的末端将工件定位，方便机械手可以抓取到。机械手主要负责将输送线末端定位好的工件取出，并放置到模具中。出料机构与检测系统，主要完成机床工作挤压成型后，将工件取走或接走，其上装有相应的检测系统，检测机构保证前一道生产的工件已经不在模具中。机床控制与检测保护系统，主要代替人工控制机床作业，检测保护系统，提供机床上工作台状态信息，控制系统可以根据该信息判断机械手的是处于可送料的安全状态，模具冷却系统，主要是采用虹吸原理对上下模具喷冷却液或表面保护剂、或对模具进行吹气。总控系统，保证上述各项系统的联动，保障整个生产过程稳定运行。运行。

【技术实现步骤摘要】
一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案


[0001]本专利技术涉及代替人工上下料的自动化设备，尤其涉及的是一种针对圆形棒料单工位挤压成型生产的取放生产。

技术介绍

[0002]单工位挤压是金属成型中比较广泛的一种工工艺，其基本生产过程是将棒料放置到模具中，采用冲床或压机实现金属棒料的挤压成型，成型后，再将成型件取出或推出，如果毛坯在挤压成型前加热，则属于热挤压，如果在常温状态下挤压，则属于冷挤压。冷热挤压的人工取放料过程基本相似。由于挤压成型工艺中影响因素较多，且棒料直径和长短不一，采用一套稳定且通用性好的自动化解决方案是一大难点。挤压成型往往伴有高温、污染灰尘、噪声、工伤危险等不利因素，导致用工日益困难。争取这种需求，经过一段时间的探索、我们提出一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案，在企业原有冲床、加热设备、供料设备的基础上进行冲床的改造，采用二轴机械手、出料或取料机构、安全与保护系统，实现旧设备自动化改造的通用解决方案（亦适用于新设备）。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于采用两轴机械手以及特定的出料机构，代替人工完成挤压成型工艺中的上下料动作，达到单工位挤压成型生产的自动化，解放人工劳动力的目的。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案,包括棒料输送线及定位机构、机械手、出料机构与检测系统、机床控制与检测保护系统、模具自动冷却与保护系统、总控系统。
[0005]所述棒料输送线及定位机构，主要作用是将挤压前的棒料能实现在机床模具附近的定位，由于棒料可能是事先切断，热挤压还需加热，加热后，从炉口出送出，其过程并不是连续的，该棒料输送线及定位机构的目的是稳定的将前道工序送来的棒料，稳定的按顺序的送到模具前固定位置处，同时提前根据模具中放料的方向（竖放、横放、斜放等），提前进行定位，这样便于机械手每次抓取后可直接送到模具中，以减少整体运行时间。所述机械手，其主要功能是将前述定位机构定位好的棒料，抓取后送到模具中放下，根据其功能要求，其最简单形式是两个自由度的直角坐标机构，其自由度的实现方式可以是伺服驱动的丝杆导轨、齿轮齿条，也可以是气缸。所述出料机构与检测系统，是确保将挤压成型后的工件，送至模具的外面，不同模具或工艺，挤压成型后料的状态并不相同，所以出料机构有几种不同类型，但必须有检测料是否出去的系统，防止上一工件残余在模具上，导致后续两个工件同时在模具上，此时，机床或模具有损坏的风险。所述机床控制与检测保护系统，是在老式冲床上需安装一套传感器，以判断机床的工作状态，另外对老式纯机械式脚踩机床，设计一种类似于人脚踩的机构，模拟人对机床打击的控制。所述模具自动冷却与保护系统，是
某些挤压工艺中需对模具进行冷却与润滑，采用虹吸原理对模具喷冷却和润滑液。所述总控系统，是一套控制程序，实现上述各系统的稳定运行。
[0006]作为上述技术方案的优选实施方式，所述棒料输送线及定位机构，其输送线部分采用齿形链，整体框架采用型材与钢板拼接的方式，齿形链的末端采用导电方式来定位判断是否有金属棒料到达，若模具横放料，则该定位方式即可满足条件，为适应料长料短，定位感应钢板做成可调位置的结构；如果模具采用竖直放料，则末端加一套夹紧料并把料能保持竖直状态的机构，其优选的实施方式是，用手指气缸或平夹机构夹紧料，在输送线末端装有旋转轴，采用笔形气缸拉动整套机构，实现旋转动作，为保证旋转角度准备，可以加定位螺钉以保证旋转到达的状态；若料是倾斜放置的，则可以用旋转盘的方式，在旋转盘上切割有卡槽，棒料进入卡口后，旋转盘带动棒料旋转90
°
，旋转盘机构下设置有顶料机构，顶料机构根据放料状态，将料顶出时完成定位，并供机械手抓取。
[0007]作为上述技术方案的优选实施方式，所述机械手的最简单的结构是两个丝杆导轨形成模组，形成直角坐标机械手，可以完成夹料后抬升、往前送料，放料等动作。其他如旋转结构也是可以，或更多轴的机械手都可以。
[0008]作为上述技术方案的优选实施方式，所述出料机构与检测系统，根据模具掉料形式不同，结构不同，如果料在下模具中，采用如图所标的夹出方式，在气缸夹抓上装有传感器，以判断是否夹出成型工件；如果工件从上模中脱落，可以设计一个接料盒，其随机床抬升，接料盒可以旋转到冲头的下方接料，接料盒的设计中需要在其中加一个检测料板，当料掉到检测板上后，料板随着旋转轴旋转，在料板板装有传感器，当料板旋转，则传感器能检测到，以判断料是否有掉落，从上冲头上掉落料的另一种解决方法，是采用主动控制打料，然后在上料机械手的手爪上方加装感应料板，当机械手抓取下一根棒料到达模具上方时，主动控制打料，使得成型工件掉落到料板上，传感器感应到料板有料掉下后，机械手放料进入模具；对于哈夫模的模具，其很多情况，料可以从哈夫模上掉落，则此种情况需要在模缸掉料出口处加装料盒，料盒上装有感应挡板，当料掉出料盒时，挡板旋转，传感器能判断到有料掉出。
[0009]作为上述技术方案的优选实施方式，所述机床控制与检测保护系统，主要针对老式冲床，其上未装有电控或传感器，其控制方式是采用一个气缸模拟人脚踩控制机床下落的压板，气缸需固定在一个架子上，架子可以整体与地面固定，机床工作状态的检测，其优优选方式是在机床的活动滑块上固定一个伸出板，在机床相应的固定架上装有传感器，这样机床抬升到某一位置时，整个控制系统可以判断到机床的状态是处于安全状态。
[0010]本专利技术相比现有技术具有以下优点：1、本专利技术提供的一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案，其具有较广泛的通用性，适用于各类模具形式，具有一定的普适性。
[0011]2、本专利技术提供的一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案，其对于随机过来的毛坯料，具有排序与定位功能，保证生产上抓取的可靠性。
[0012]3、本专利技术提供的一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案，其采用出料必须有检测的方法，可以保障在无人看管的情况下，生产的稳定与可靠。
[0013]4、本专利技术提供的一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案，其机床的控制方式既可以适用于新式冲床，也吧可以适用于大多数旧式冲床改造。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的总体结构示意图。
[0015]图中标号：1喷桶,2取料机械手,3机床,4喷枪及固定座,5冲床位置感应机构,6模具,7输送线及定位机构,8二轴机械手，9脚踩控制机构。
具体实施方式
[0016]下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，并以长棒料且挤压成型后工件在下模孔中为例，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0017]参见图1，本实施例公开了一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案,包括喷桶1，取料机械手2，机床3，喷枪及固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于单工位挤压成型生产中替代人工取放料的自动化解决方案（系统）,包括棒料输送线及定位机构、机械手、出料机构与检测系统、机床控制与检测保护系统、模具自动冷却与保护系统、总控系统：所述棒料输送线及定位系统，主要作用是将挤压前的棒料（圆形）准确的输送到模具附近，并根据模具放料的状态，将工件定位好，待机械手抓取；所述机械手是将送到模具边缘附的输送线上定位机构定位好的棒料取出，再将棒料送至模具中；所述出料机构与检测系统，主要将机床锻冲压之后的工件送至模具之外，根据不同的模具出料方式，该机构有不同形式，比如成型后的棒料有三种出料形式，即从上冲头掉下，料在下模具之中，模具从模缸中掉下，每种出料形式，出料机构有所不同，但必须有料是否出去的检测系统，保障有进有出，防止连打两个料；所述机床控制与检测保护系统，主要是在普通冲床上安装传感器，判断机床上工作台是否处于下落过程中，防止因机床故障导致机械手被撞坏或损伤；所述模具自动冷却与保护系统是采用虹吸原理，对模具进行喷冷却液或保护剂，或对模具吹气，保障模具的持续稳定运行；所述总控系...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：常州双晶自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：