用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及自動壓鑄【技術領域】，具體為一種用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構。解決了目前磁性材料生產過程中勞動強度大人工成本高、鋪料不均勻導致廢品率高以及作業環境差對人體危害大的技術問題。一種用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構，所述分料機構包括固定在稱量平臺下方且位于自動稱量系統出料口下方的分料斗；所述分料斗的兩側都設有開口，分料斗的中部通過分料旋轉氣缸安裝在自動稱量系統出料口下方的位置；稱量平臺的下方還固定對分料斗限位的阻擋氣缸。雙鋪料機構交替完成對兩套模具的鋪料作業，減少了機器人等待時間，提高了生產效率，最大程度的減少了粉塵對操作者的傷害，提高了產品質量。
【專利說明】用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及自動壓鑄【技術領域】，具體為一種用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構。
【背景技術】
[0002]現有技術中，磁性材料壓鑄成型主要通過手工作業來完成，手工作業是由工人手工在模具中鋪料，把模具放入壓力機中壓鑄，然后手工取出并打開模具，把模具中壓鑄成型的磁棒在氮氣環境下裝入碼盒中，在這一系列操作過程中，手工鋪料不能保持磁粉在模具中鋪料均勻而影響磁棒的產品質量。另外釹鐵硼磁性材料是粉末狀，易直接吸入人體中，雖然工人在操作時帶有防護面罩，但是仍然不能完全避免吸入肺中。而且人工操作還存在以下不足:1.勞動強度大，人工成本高；2.鋪料不均勻，廢品率高；3.作業環境差，對人體危害大。
[0003]現有的裝置中，包括用于稱量磁粉的自動稱量系統，以及用于將磁粉壓鑄成型的壓力機。自動稱量系統包括上料斗、自動稱量機，控制箱和下料斗。所述的上料斗用于盛放磁粉；所述的自動稱量機由控制箱控制，準確稱量出設定的磁粉重量；所述的下料斗用于實現將稱量好的磁粉向模具中鋪料。
[0004]將磁粉壓鑄成型是通過專用的模具來實現的；所述模具一般包括上下兩部分，上下模一般呈長方體結構，下模具上開有平行排列的呈半球狀的模齒，上模具的下端面同樣開有與下模具相配合的模齒；將磁粉裝入下模具的凹槽內，蓋上上模具，經過壓力機施壓，模具中的磁粉就被壓鑄成磁棒，打開模具，將磁棒取出，進行燒結，就得到棒狀的磁性產品。
【發明內容】
[0005]本實用新型為解決目前磁性材料生產過程中勞動強度大人工成本高、鋪料不均勻導致廢品率高以及作業環境差對人體危害大的技術問題，提供一種用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構。
[0006]本實用新型是采用以下技術方案實現的:一種用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構，包括分料機構；所述分料機構包括固定在稱量平臺下方且位于自動稱量系統出料口下方的分料斗。
[0007]所述分料斗可以將自動稱量系統稱量好的磁粉鋪至位于分料斗下方的模具內。
[0008]進一步的，還包括兩套設在鋪料平臺上的鋪料裝置；所述分料斗的兩側都設有開口，分料斗的中部通過分料旋轉氣缸安裝在稱量平臺的下方位于自動稱量系統出料口下方的位置；稱量平臺的下方還固定對分料斗限位的阻擋氣缸；所述鋪料裝置包括上下運動機構、水平運動機構以及傾斜角度調節機構；所述水平運動機構包括水平設置在鋪料平臺上的位于分料斗一個開口下方的第一絲杠螺母機構以及驅動第一絲杠螺母機構的步進電機；所述上下運動機構包括豎直設置在第一絲杠螺母機構滑塊上的第二絲杠螺母機構以及驅動第二絲杠螺母機構的步進電機；所述傾斜角度調節機構包括一個支座，支座上設有一個通過后下部安裝在支座上的鋪料斗；鋪料斗前下部固設有一個鋪料振動電機；所述支座后端上部鉸支設在第二絲杠螺母機構的滑塊上；所述傾斜角度調節機構還包括一個固定設在第二絲杠螺母機構的滑塊下部的推進氣缸；所述推進氣缸的活動端向前與支座后端下方相接觸。
[0009]所述的分料斗在分料旋轉氣缸的驅動下，可分別正反方向旋轉一個角度分別向鋪料裝置1和鋪料裝置II中的鋪料斗中下料；阻擋氣缸用于對分料斗進行限位，使分料斗可以向一個特定的鋪料裝置中鋪料；所述的鋪料振動電機可加速下料速度和使下料均勻，鋪料振動電機固定在鋪料斗上，通過調節機構調節傾斜角度(即調節推進氣缸將其活動端收回，就可以使鋪料都向下旋轉相應的角度)，高頻振動會使磁粉緩慢均勻地往下流動，通過上下運動機構和水平運動機構相互協調的配合，磁粉就能均勻地逐層鋪在模具中。這種機構可使用一套自動稱量系統分別為兩套鋪料裝置分料。如圖14-16所示。
[0010]本實用新型是作為用于磁性材料壓鑄成型的機器人工作站系統的一個機構來使用的。一種用于磁性材料壓鑄成型的機器人工作站系統，包括設有旋轉臂11的機器人1、與機器人配套的機器人控制柜10、壓力機6、設置在稱量平臺9上的設有出料口的自動稱量系統5、模具3以及電氣控制系統8 ;還包括安裝在旋轉臂11前端的機械手2以及通過電氣控制系統8控制的模具整理工作臺4 ;所述機械手2包括垂直于旋轉臂11軸線且通過中部固定安裝在旋轉臂11前端的一個氣缸安裝板23，氣缸安裝板23的兩端下方各設有一個手爪氣缸22 ;所述手爪氣缸22包括一對平行設置的可相向及相背運動的執行端以及驅動執行端的缸體；所述手爪氣缸22的每個執行端均固定連接有一個手爪21 ;每對手爪21內側面的對應位置均豎直設有一個手爪凸起211 ;
[0011]所述模具3包括俯視投影均呈長方形的上模31和下模32、豎直設在上下模短邊側的一對板狀的短側模34以及豎直設在上下模長邊側的一對板狀的長側模33 ;長側模33的外側面上靠近兩端的位置均豎直開有一對與手爪凸起211相配合的外側面凹槽331 ;所述兩個短側模34的內側面下邊緣中部向下模32中心方向水平延伸有底部凸起341 ;短側模34的頂面兩個短邊均向外延伸形成搭翼板342 ;所述長側模33朝向上下模的內側面上在靠近其兩個短邊的位置均開有與短側模34設有搭翼板342的側面相配合的且上下貫穿的豎直凹槽333 ;該豎直凹槽333的上部位置開有與短側模34搭翼板342相配合的上凹槽332 ;所述下模32上表面設有多個平行排列的半球狀的下模齒321 ;上模31的下表面上也設有與下模32的下模齒321相對應的多個平行排列的半球狀的上模齒311 ;下模32的底部短邊邊緣均設有與底部凸起341相配合的第一卡槽322 ;下模32底面沿長中心線開有長槽 323 ；
[0012]所述模具整理工作臺4包括整理平臺47、位于稱量平臺9下方的鋪料平臺48、下模頂起清理機構41、鋪料機構43、整理上模機構44、工位進給機構45以及取出磁棒裝置46；
[0013]所述鋪料機構43包括分料機構436 ;所述分料機構436包括固定在稱量平臺9下方且位于自動稱量系統5出料口下方的分料斗492 ；
[0014]所述整理平臺7上固定有與模具3相配合的包含有兩條卡槽的導槽457，整理平臺47上位于導槽457兩條卡槽之間的位置開有長孔；所述工位進給機構45包括設在整理平臺47上的位于導槽457后端一側且與導槽457平行的直線氣缸451，直線氣缸451的活動端前端與導槽457相鄰的一側通過缸推452水平固定有一個與導槽457及直線氣缸451間距相配的且高于導槽457的動板454 ;動板454前部設有一個朝向導槽457 —側的開模電磁鐵453，動板454后部通過豎直設置的銷軸456轉動設有一個推爪455 ;動板454上位于推爪455后部位置設有與推爪455相配合的擋銷458 ；
[0015]所述下模頂起清理機構41包括設在整理平臺47下端面的的升起氣缸412，升起氣缸412的活動端朝上正對長孔中后部且設有下模定位塊413，下模定位塊413的上部設有與下模底部長槽323相配合的凸起；還包括安裝在導槽457另一側的與開模電磁鐵453相配的一個第一開模電磁鐵411.[0016]所述整理上模機構44包括豎直設在稱量平臺9上的上模升降氣缸441 ;稱量平臺9與上模升降氣缸441相對應的位置開有孔，上模升降氣缸441的活動端向下穿過該孔并設有一對與上模31上表面相配合的吸盤442 ；
[0017]所述取出磁棒裝置46包括豎直設置在整理平臺47上導槽457后端另一側的水平旋轉的旋轉氣缸461、由旋轉氣缸461驅動的水平設置的擺動臂462以及固定在整理平臺
47上且豎直設在擺動臂462與導槽457另一側之間的與擺動臂462相配合的限位氣缸466 ；擺動臂462的前端豎直設有一個取棒升降氣缸463，取棒升降氣缸463的活動端朝下且設有一個取棒電磁鐵465。
[0018]導槽的后半部分稱為第一工位，導槽的前半部分為第二工位；鋪料平臺上接受鋪料的位置稱為鋪料工位；壓力機的壓制位置稱作壓制工位。
[0019]壓鑄時，機器人夾持模具到達指定位置后上模升降氣缸帶動吸盤向下運動貼合上模上表面吸附，機器人夾持著模具下部移開，實現開模；機械手將未蓋上模的模具放置在鋪料工位，自動稱量系統將已經稱量好的磁粉鋪到模具中；鋪好料的模具被機械手移動至吸盤下方，蓋好上模，然后移動至壓制工位，壓鑄結束后，機械手再將模具移動至吸盤處，將上模吸走，然后將去掉上模的模具放置在第一工位，開模電磁鐵和第一開模電磁鐵相配合，將長側模向外側吸開一定距離，升起氣缸帶動下模定位塊將下模頂起至與側模頂部平行，此時旋轉氣缸帶動擺動臂轉動至下模上方，通過取棒電磁鐵將磁棒取走，放入設置在一旁的碼箱7中；工位進給機構的直線氣缸向前推動該模具至第二工位，機械手就可以將該模具取走，進行下一步的鋪料壓鑄工作；雙機械手的設置可同時抓取兩個模具，即在一個工位放置一個模具前，先取走位于此工位的模具；或者相反。這樣大大加快了生產節拍。
[0020]所述的長側模外側面凹槽與手爪凸起緊密配合，保證機械手抓取模具有足夠的位置精度和位置偏差冗余度；所述的長側模上部近兩端的上凹槽便于短側模的搭翼板搭入其中，這樣長側模和短側模形成框架結構，使長側模可向外做微小分離又不改變模具整體結構。
[0021]模具屬可分離式結構，鋪料及壓鑄時處于合模狀態，取料時為避免磁棒端部與長側模摩擦造成磁棒端部破損從而使廢品率上升，兩側長側模要打開一定的間隙，此時短側模的底部凸起及上部的搭翼板保持整體模具不完全分離。
[0022]所述的下模定位塊安裝在升起氣缸上，用于把模具升到一定的高度并使模具相對固定。
[0023]旋轉氣缸可控制擺動臂在取磁棒位和放磁棒位兩個位置的停留；所述的取棒升降氣缸在取磁棒位使電磁鐵下移，接近待取出的磁棒，將磁棒從模具中吸出，取磁升降氣缸將取棒電磁鐵提起，旋轉氣缸使擺動臂擺至放磁棒位，取棒電磁鐵下降，將磁棒放置在放有緩沖海綿的儲料盒內(碼箱)；所述的限位氣缸用于對擺動臂的限位。如圖20所示。
[0024]下模頂起清理機構對壓鑄好的模具進行出料作業。兩側的電磁鐵(第一開模電磁鐵和開模電磁鐵)將長側模吸開0.5~lmm，下模頂起清理機構中的頂起氣缸把下模頂起到脫離模具框架限制的高度，取出磁棒裝置自動取走磁棒。如圖19、20所示。
[0025]所述鋪料機構43還包括兩套設在鋪料平臺48上的鋪料裝置；所述分料斗492的兩側都設有開口，分料斗492的中部通過分料旋轉氣缸491安裝在稱量平臺9的下方位于自動稱量系統5出料口下方的位置；稱量平臺9的下部固定有對分料斗492限位的阻擋氣缸493 ;所述鋪料裝置包括上下運動機構433、水平運動機構434以及傾斜角度調節機構435 ;所述水平運動機構434包括水平設置在鋪料平臺48上的位于分料斗492 —個開口下方的第一絲杠螺母機構以及驅動第一絲杠螺母機構的步進電機；所述上下運動機構433包括豎直設置在第一絲杠螺母機構滑塊上的第二絲杠螺母機構以及驅動第二絲杠螺母機構的步進電機；所述傾斜角度調節機構435包括一個支座483，支座483上設有一個通過后下部安裝在支座483上的鋪料斗432 ;鋪料斗432前下部固設有一個鋪料振動電機431 ;所述支座483后端上部鉸支設在第二絲杠螺母機構的滑塊上；所述傾斜角度調節機構435還包括一個固定設在第二絲杠螺母機構的滑塊下部的推進氣缸482 ;所述推進氣缸482的活動端向前與支座483后端下方相接觸。支座483后端下方與滑塊之間還設有一個螺釘481。螺釘481同樣可以在推進氣缸482收回時調節支座的傾斜角度。
[0026]所述的分料斗在分料旋轉氣缸的驅動下，可分別正反方向旋轉一個角度分別向鋪料裝置I和鋪料裝置II中的鋪料斗中下料；阻擋氣缸用于對分料斗進行限位，使分料斗可以向一個特定的鋪料裝置中鋪料；所述的鋪料振動電機可加速下料速度和使下料均勻，鋪料振動電機固定在鋪料斗上，通過調節機構調節傾斜角度(即調節推進氣缸將其活動端收回，就可以使鋪料都向下旋轉相應的角度)，高頻振動會使磁粉緩慢均勻地往下流動，通過上下運動機構和水平運動機構相互協調的配合，磁粉就能均勻地逐層鋪在模具中。這種機構可使用一套自動稱量系統分別為兩套鋪料裝置分料。如圖14~16所示。
[0027]上下運動機構通過螺栓連接固定在水平運動機構的滑塊上，實現雙向運動；通過調節上下運動機構的位置，可以控制逐層下料的厚度及最后一次下料的高度，達到使磁粉在模具中均勻鋪料和料面平整的目的。
[0028]所述下模頂起清理機構41還包括安裝在整理平臺7上導槽457 —側的安裝支架416以及水平設置在安裝支架416上的活動方向與導槽457走向垂直且與升起氣缸412垂直相交的清掃氣缸414，清掃氣缸414的活動端設有可對下模齒321進行清理的清掃毛刷415 ;所述安裝支架416與直線氣缸451的行程相錯。
[0029]所述的清理毛刷安裝在清掃氣缸上，待取走磁棒后，在清掃氣缸來回運動清掃下模的模齒。如圖21所示。
[0030]下模32底面靠近兩個短邊的位置還開有以底面短中心線為對稱軸的一對平行于短邊的短槽324 ;所述短側模34底部沿短中心線開有垂直貫通底部凸起341的且與下模32底部長槽323相貫通的底槽343 ;模具整理工作臺4還包括模腔清理裝置42 ;所述模腔清理裝置42包括位于整理平臺47下部的頂起氣缸421 ;頂起氣缸421的活動端向上正對導槽長孔的中前部；頂起氣缸421的活動端設有一個下模限制塊422 ;所述下模限制塊422的頂部設有與下模32下部長槽323和短凹槽324相對應的銷釘以及與短側模底槽343相配的鍵；還包括通過水平設置的伸縮氣缸424相向設置在導槽457中前部兩側的一對第二開模電磁鐵425 ;其中位于導槽457 —側的伸縮氣缸425安裝在豎直設置在整理平臺47上的下模升降氣缸423的活動端上；所述導槽457中前部的上方設有通過支柱429設在整理平臺47上的活動端向下的清理氣缸428 ;清理氣缸428活動端下方設有一個間距調節機構427 ；所述間距調節機構427包括一對水平相對設置的間距螺桿滑塊；所述間距調節螺桿滑塊的活動端各豎直設有一個與下模長側邊進行清理的清理氈布426。
[0031]第二開模電磁鐵將長側模吸開更寬的距離，下模限制塊安裝在頂起氣缸上，用于固定被頂起的模具脫離導槽后的相對位置；頂起氣缸將模具拖出導槽，下模限制塊同時將下模以及短側模頂起并使模具相對固定。間距調節機構可依據不同的產品種類實現調節清理氈布的間距。
[0032]第二開模電磁鐵安裝在伸縮氣缸上，通過氣缸的伸縮實現長側模的閉合與打開。伸縮氣缸需安裝在下模升降氣缸上，用于避免與工位進給機構動作時的干涉；下模升降氣缸和伸縮氣缸控制第二開模電磁鐵將長側模吸開單側5mm的距離，清理氣缸帶動清理氈布上下移動，清理模具的內腔。如圖19所示。
[0033]所述整理上模機構44還包括豎直設在稱量平臺9下方的一對位于上模升降氣缸441兩側的清理支架446，清理支架446的中部通過相向設置的一對水平支架448設有一對水平設置的對上模31長側壁進行清理的上模側壁清理毛刷443 ;其中一個清理支架446的下端水平固定有一個上模清掃氣缸447 ;上模清掃氣缸447的活動端設有一個豎直朝上的上模模齒清理毛刷444。
[0034]所述的上模升降氣缸向上運動，在運動過程中上模側壁清理毛刷清理上模的四個側壁；上模模齒清理毛刷由上模清掃氣缸帶動來回清刷上模的下表面模齒。如圖17所示。
[0035]另一個清理支架446的下端設有一組出口朝向吸盤442的脫模劑噴嘴445。脫模劑噴嘴按照程序設定向上模的模齒噴灑一定量的脫模劑，促進剩余磁粉的清理。
[0036]每個手爪氣缸22缸體的底部還設有一個前端位于手爪21下部的支撐底板24。一般在各個工位均設置有一個導槽，模具被放入導槽內以便于定位，所述的支撐底板安裝在手爪氣缸下面，支撐底板就可以伸入模具的下方，用于保證在抓取模具時在垂直方向上限制模具的位置。
[0037]所述取棒電磁鐵465是通過一個高度調節機構464安裝在取棒升降氣缸463的活動端的。所述的高度調節機構可根據產品種類不同調節取棒電磁鐵的高度，保證吸取時合適的間隙。
[0038]所述爪手凸起21呈梯形凸起結構211，端部尖角處圓弧倒角；長側模33和短側模34內側面上部邊緣均開有圓弧倒角；所述推爪455與固定于動板454上的小彈簧459相連接。
[0039]簡而言之，本實用新型的工作過程可以概括為如下:
[0040]I)機器人工作站正常運行下，壓力機中有一套模具正在壓鑄成型，鋪料機構正在為一套模具鋪料，另一套空置，整理工作臺的兩個工位上均有模具；
[0041]2)通過下模頂起清理機構和取出磁棒裝置對第一工位壓鑄好的模具進行下棒作業和清理下模上表面作業；[0042]3)通過下模頂起清理機構，模腔清理裝置在第二工位上對出料后的模具進行側壁清理作業；
[0043]4)機器人將第二工位的模具移至空置的鋪料工位上并開始鋪料作業；
[0044]5)工位進給機構將第一工位的模具送至第二工位并返回；
[0045]6)機器人抓取完成鋪料作業的模具；
[0046]7)機器人抓取完成鋪料作業的模具裝入上模；
[0047]8)機器人從壓力機中取出完成壓制作業的模具，旋轉180度，送入待壓制作業的模具；
[0048]9)壓力機開始壓制；
[0049]10)機器人抓取已完成壓制作業的模具在整理上模機構工位分離上模；
[0050]11)機器人將已分離上模的模具放置在整理工作臺的第一工位上；
[0051]12)按照上述2)至11)步驟循環。
[0052]各個氣缸、振動電機、步進電機均通過電氣控制系統進行控制；所述電氣控制系統包括供電電源，PLC,輸入模塊,輸出模塊,位控模塊,繼電器以及驅動器；PLC由供電電源為其供電，接收從輸入模塊輸入的相關的檢測信號，經過PLC處理，把輸出信號經由輸出模塊輸出，發送給位控模塊和繼電器，以便驅動驅動器或電磁閥工作，進而控制各個氣缸以及步進電機工作；所述的連接方法以及控制過程均為本領域常規的控制技術；所述的機器人的工作過程以及各個氣缸以及步進電機、振動電機的控制均通過相應的軟件來實現；本領域技術人員通過閱讀本實用新型所述的結構以及工作過程，就可以很容易的實現各部件的連接與控制，并很容易的編寫出相應的軟件并知曉各部件的操縱方法。
[0053]輸入模塊輸入的相關的檢測信號包括磁性開關檢測各個氣缸缸桿位置的信號，自動稱量系統和壓力機的啟動和停止信號，步進電機運動極限位置檢測信號，模具在相關工位上有無的檢測信號和急停信號。
[0054]鋪料裝置I完成對模具的鋪料任務后，機器人可以對其進行相應的后續處理，與此同時鋪料裝置II進行對另一個空模具的鋪料工作，縮短了鋪料等待時間，提高了生產效率。
[0055]壓力機對模具進行壓鑄工作時，機器人的雙機械手，其中一個機械手抓取著鋪好磁粉的模具，當壓鑄工作完成后，空置的機械手爪抓取壓鑄好的模具移出壓力機，然后機器人的雙機械手旋轉180°，再把鋪好磁粉的模具放入壓力機進行壓鑄。
[0056]由于采用了上述的技術方案，本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和積極效果:選用標準工業機器人組成一種用于磁性材料壓鑄成型的機器人工作站系統，在稱量、壓鑄、整理上模、清理側模、清理下模、取磁棒、分合上模等工序上實現了全自動作業。采用可分離型模具保證了各工序順利實現自動化，機器人采用雙機械手，快速完成從壓力機中取出和放入模具。雙鋪料機構交替完成對兩套模具的鋪料作業，減少了機器人等待時間，提高了生產效率，最大程度的減少了粉塵對操作者的傷害，提高了產品質量，生產節拍達到28秒。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0057]圖1是機器人系統的主視結構示意圖。[0058]圖2是機器人系統的俯視結構示意圖。
[0059]圖3是機械手的主視結構示意圖。
[0060]圖4是機械手的俯視結構示意圖。
[0061]圖5是機械手的局部放大結構示意圖。
[0062]圖6是模具的俯視結構示意圖。
[0063]圖7是模具的主剖結構示意視圖。
[0064]圖8下模底部結構示意圖。
[0065]圖9長側模的內側面結構示意圖。
[0066]圖10長側模的俯視結構示意圖。
[0067]圖11短側模的內側面結構示意圖。
[0068]圖12是模具整理工作臺的俯視結構示意圖。
[0069]圖13是模具整理工作臺的主視結構示意圖。
[0070]圖14是鋪料機構主視結構放大示意圖。
[0071]圖15是鋪料機構側視結構示意圖。
[0072]圖16鋪料斗的安裝結構示意圖。
[0073]圖17是整理上模機構結構示意圖。
[0074]圖18是工位進給機構結構示意圖。
[0075]圖19是模腔清理裝置結構示意圖。
[0076]圖20是取出磁棒裝置結構示意圖。
[0077]圖21下模頂起清理機構的結構示意圖。
[0078]圖22機器人系統所述各組成部分的結構框圖。
[0079]1-機器人，2-機械手，3-模具，4-模具整理工作臺，5-自動稱量系統，6_壓力機，7_碼箱，8-電氣控制系統，9-稱量平臺，10-機器人控制柜，11-旋轉臂，12-液壓站，21-手爪，22-手爪氣缸，23-氣缸安裝板，211-手爪凸起，24-支撐底板，
[0080]31-上模，32-下模，33-長側模，34-短側模，311-上模齒，321-下模齒，322-第一卡槽，323-長槽，324-短槽，331-外側面凹槽，332-上凹槽，333-豎直凹槽，341-底部凸起，342-搭翼板，底槽-343，
[0081]41 -下模頂起清理機構，42-模腔清理裝置，43-鋪料機構，44-整理上模機構，45-工位進給機構，46-取出磁棒裝置，47-整理平臺，48-鋪料平臺，411-第一開模電磁鐵，412-升起氣缸，413-下模定位塊，414-清掃氣缸，415-清掃毛刷，416-安裝支架，
[0082]421-頂起氣缸，422-下模限制塊，423-下模升降氣缸，424-伸縮氣缸，425-第二開模電磁鐵，426-清理氈布，427-間距調節機構，428-清理氣缸，429-支柱，
[0083]431-鋪料振動電機，432-鋪料斗，433-上下運動機構，434-水平運動機構，435-傾斜角度調節機構，436-分料機構，
[0084]441-上模升降氣缸，442-吸盤，443-上模側壁清理毛刷，444-上模模齒清理毛刷，445-脫模劑噴嘴，446-清理支架，447-上模清掃氣缸，448-水平支架，
[0085]451-直線氣缸，452-缸推，453-開模電磁鐵，454-動板，455-推爪，456-銷軸，457-導槽，458-擋銷，459-小彈簧，
[0086]461-旋轉氣缸，462-擺動臂，463-取棒升降氣缸，464-高度調節機構，465-取棒電磁鐵，466-限位氣缸，
[0087]481-螺釘，482-推進氣缸，483-支座，491-旋轉氣缸，492-分料斗，493-阻擋氣缸。
【具體實施方式】
[0088]—種用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構，包括分料機構436 ;所述分料機構436包括固定在稱量平臺9下方且位于自動稱量系統5出料口下方的分料斗492。
[0089]所述鋪料機構43還包括兩套設在鋪料平臺48上的鋪料裝置；所述分料斗492的兩側都設有開口，分料斗492的中部通過分料旋轉氣缸491安裝在稱量平臺9的下方位于自動稱量系統5出料口下方的位置；稱量平臺9的下部固定有對分料斗492限位的阻擋氣缸493 ;所述鋪料裝置包括上下運動機構433、水平運動機構434以及傾斜角度調節機構435 ;所述水平運動機構434包括水平設置在鋪料平臺48上的位于分料斗492 —個開口下方的第一絲杠螺母機構以及驅動第一絲杠螺母機構的步進電機；所述上下運動機構433包括豎直設置在第一絲杠螺母機構滑塊上的第二絲杠螺母機構以及驅動第二絲杠螺母機構的步進電機；所述傾斜角度調節機構435包括一個支座483，支座483上設有一個通過后下部安裝在支座483上的鋪料斗432 ;鋪料斗432前下部固設有一個鋪料振動電機431 ;所述支座483后端上部鉸支設在第二絲杠螺母機構的滑塊上；所述傾斜角度調節機構435還包括一個固定設在第二絲杠螺母機構的滑塊下部的推進氣缸482 ;所述推進氣缸482的活動端向前與支座483后端下方相接觸。支座483后端下方與滑塊之間還設有一個螺釘481。螺釘481同樣可以在推進氣缸482收回時調節支座的傾斜角度。
[0090]機器人工作站開始運行前，進行相應的準備工作，需要在兩個鋪料機構43工位各放一個未放置上模31的空置模具3，在模腔清理裝置42工位和壓力機6壓制工位各放置一個放好上模31的未鋪料的空置模具3。各工位上均設有與模具3相配的導槽，以便于模具的取放。
[0091]機器人工作站開始運行，自動稱量系統5工作，稱取已設定量的磁粉，然后放料至鋪料機構43中，鋪料機構43對未放置上模31的空置模具3進行鋪料。
[0092]機器人I開始動作，運動至壓力機6壓制工位，執行末端的機械手2-1進行抓取已放置在此工位的放好上模31的未鋪料的空置模具3，然后夾取著模具3運動至整理上模機構44的工位，上模升降氣缸441帶動吸盤442貼合模具3的上模31上表面吸附，機器人夾持著沒有上模31模具3移開，運動至下模頂起清理機構41工位(即第一工位)，把該模具3放置在該工位。
[0093]機器人運動至鋪料裝置I工位，執行末端的機械手2-1夾取鋪好磁粉的模具，然后運動至整理上模機構44的工位，上模升降氣缸441帶動吸盤442吸附的上模31向下運動把吸附的上模31蓋在模具3上，然后運動至壓力機6壓制工位，釋放模具，壓力機6開始對模具3進行壓鑄。
[0094]機器人運動至模腔清理裝置42工位，夾取著放置在該工位的模具3運動至整理上模機構44的工位，上模升降氣缸441帶動吸盤442貼合模具3的上模31上表面吸附，機器人夾持著沒有上模31模具3移開，運動至鋪料裝置I工位，把此模具31放置在該工位。
[0095]機器人I運動至鋪料裝置II工位，執行末端的機械手2-1I夾取鋪好磁粉的模具，然后運動至整理上模機構44的工位，上模升降氣缸441帶動吸盤442吸附的上模31蓋在模具上，機器人I然后運動至壓力機6壓制工位，執行末端的機械手2-1夾取在靜壓機系統6中的模具，移出，然后機器人I執行末端旋轉180°，機械手2-1I把夾取的模具3放在壓力機6工位，壓力機6開始對模具進行壓鑄。
[0096]機器人I的執行末端的機械手2-1夾取著從靜壓機系統6中的模具運動至整理上模機構44的工位，上模升降氣缸441帶動吸盤442貼合模具3的上模31上表面吸附，機器人I夾取著裝有壓鑄成型磁棒的沒有上模31的模具3運動至理下模機構41工位，把模具放置在該工位。氣缸頂起下模，操作人員操縱取出磁棒裝置46取走磁棒，然后摁動按鈕，對下模進行清理工作，待機器人I取走在模腔清理裝置42工位的模具3后，工位進給機構45動作把該模具送至模腔清理裝置42工位(即第二工位)。
[0097]機器人I運動至模腔清理裝置42工位夾取在該工位的模具3運動至鋪料裝置II工位，把模具放置在該工位進行鋪料。
[0098]機器人I運動至鋪料裝置I工位，執行末端的機械手2-1夾取鋪好磁粉的模具，然后運動至整理上模機構44的工位，上模升降氣缸441帶動吸盤442將吸附的上模31蓋在模具上，然后運動至壓力機6壓制工位，執行末端的機械手2-1I夾取在靜壓機系統6中的模具，移出，然后機器人I執行末端旋轉180°，機械手2-1把夾取的模具3放在壓力機6工位，壓力機6開始對模具進行壓鑄。
[0099]機器人I的執行末端的機械手2-1I夾取著從靜壓機系統6中的模具運動至整理上模機構44的工位，吸盤442貼合模具3的上模31上表面吸附，機器人I夾取著裝有壓鑄成型磁棒的沒有上模31的模具3運動至理下模機構41工位，把模具放置在該工位。
[0100]機器人I運動至模腔清理裝置42工位夾取在該工位的模具3運動至鋪料裝置I工位，把模具放置在該工位進行鋪料。
[0101]如此循環。
[0102]所述機器人可米用安川電機(YASKAWA)公司生產的機器人(型號:M0T0MAN-HP20D);手爪氣缸22采用SMC公司生產的型號為MHZJ2-2?的手爪氣缸。
[0103]下面結合附圖，進一步闡釋本實用新型。
[0104]圖1和圖2以及圖22所不為一種用于磁性材料壓鑄成型的機器人工作站系統,機械手2固定在機器人I執行末端上，用于抓取模具3并實現其在不同工位間的轉換；電氣控制系統8分別與機器人控制柜7、自動稱量系統5、壓力機6通訊，用于實現整個工作站間的相互配合和協調作業；壓力機6用于壓鑄鋪好磁性材料的模具3，使磁性材料壓鑄成型為磁棒；所述的模具整理工作臺4用于實現把壓鑄好的磁棒從模具3中取出，并且對模具3的各部分進行清理和均勻鋪料；所述的自動稱量系統5固定于模具整理工作臺4正上方，用于自動稱取一定量的磁粉，并實現把磁粉從稱量機中順利地下放到鋪料斗中；所述的機器人控制柜10用于控制機器人I的運動和機械手爪2的動作；液壓站12用于為壓力機6提供動力。
[0105]圖3、圖4和圖5所不的是用于磁性材料壓鑄成型的機器人工作站系統中的雙機械手2，所述的機器人I執行末端法蘭盤與氣缸安裝板23的中部連接；所述的氣缸安裝板23兩端各固定一個手爪氣缸22 ;所述的手爪21通過螺栓連接固定在手爪氣缸22的執行端上，由手爪氣缸22驅動，實現手爪21的張開和閉合，實現抓取和釋放模具3 ;機械手為兩個，即機械手I和機械手II，兩個機械手對稱設置，當一個機械手取出壓力機中的模具后，另一個機械手將待壓鑄模具送入壓力機從而大大提高了生產效率；旋轉臂11帶動機械手2轉動，機械手通過一對手爪21夾取或放下一個模具3后，可以再旋轉180度，通過另一對手爪21夾取或放下另一個模具3 ;手爪21的手爪凸起211與模具3長側模33上的外側面凹槽331相配合，手爪氣缸22的執行端帶動手爪21收縮時，手爪凸起211就與外側面凹槽331夾緊卡住，機器人就可以將模具夾住移動；手爪氣缸22的執行端帶動手爪21張開時，手爪凸起211就與外側面凹槽331松開，模具3就被放下。
[0106]當機器人夾持模具3到達指定位置后上模升降氣缸441帶動吸盤442向下運動貼合上模上表面吸附，機器人夾持著模具移開；所述的上模模齒清理毛刷444由上模清掃氣缸447帶動來回清刷上模31的下表面；所述的上模升降氣缸441向上運動，在運動過程中上模側壁清理毛刷443清理上模31的四個側壁；所述的噴嘴445按照程序設定向上模31的模齒噴灑一定量的脫模劑。如圖17所示。
[0107]圖18所示的是用于磁性材料壓鑄成型的機器人工作站系統中的模具整理工作臺4的工位進給機構45，模具3在導槽457上的工位轉換是靠直線氣缸451的伸縮來實現的。當直線氣缸451伸出時由于擋銷458阻礙了推爪455向后轉動，帶動位于導槽457內的模具向前移動至下一個工位；直線氣缸451回縮時，推爪455由于受到模具3的阻礙會向前旋轉，小彈簧459由于彈性系數很小不會使模具向后移動，直至推爪455完全離開模具，在小彈簧459作用下，回到原位于擋銷458接觸，等待下一次的動作。
[0108]圖6?11是關于模具的結構示意圖，其中圖8可以看出下模底部的長槽323以及與之呈十字交叉的短槽324 ;下模定位塊413上的凸起通過長槽323將下模頂起；下模限制塊422上的銷釘通過十字交叉的長槽323和短槽324將下模頂起，銷釘十字交叉式的配合可以將下模固定，下模不會偏離原先的豎直位置；圖9為長側模的內側面結構示意圖，可以看出上凹槽332以及豎直凹槽333;圖10為長側模的俯視結構示意圖，可以清楚的看出外側面凹槽331，和豎直凹槽333 ;圖11為短側模的內側面結構示意圖，上部兩側為搭翼板342，下部中間開口為下模長槽貫通的底槽343 ;下模限制塊422上的鍵就通過該底槽343將短側模連同下模32頂起。
[0109]模具位于導槽的中后部時，開模電磁鐵453與第一開模電磁鐵411相配合,將兩個長側模33向兩側吸開一定距離，此時升起氣缸412帶動下模定位塊413向上運動，下模定位塊413凸起頂在模具3下模32的長槽323內，將下模32頂起至與長側模33平行，此時旋轉氣缸461帶動擺動臂462轉動至下模32的上方，取棒升降氣缸463帶動取棒電磁鐵465向下運動將下模32中的磁棒吸住，旋轉氣缸461帶動擺動臂462轉動轉回并將磁棒放置在專用的碼箱內；限位氣缸466升起后對擺動臂462限位，限位氣缸466收回，擺動臂462才可以在旋轉氣缸461的帶動下來回擺動。清掃氣缸414的活動端帶動清掃毛刷415來回運動，對取走磁棒的下模齒321進行清理，如圖20、21所示。
[0110]分料斗492可以在分料旋轉氣缸的驅動下向兩側轉動，阻擋氣缸493收回時，分料斗492的出料口對準一個鋪料機構的鋪料斗的進料口，將磁粉放入鋪料斗432內；支座483在推進氣缸482的帶動下向下轉動，鋪料斗432將出料口對準下方的模具，上下運動機構433和水平運動機構434配合運動，將料均勻鋪在模具內，鋪料振動電機431帶動鋪料斗432振動，控制每次下料的量，鋪料就更加均勻，如圖14、15、16所示。[0111]圖19為模腔清理裝置42的結構示意圖，去掉上模31的模具3被推爪455推到導槽457的中前部，頂起氣缸421帶動下模限制塊422向上運動，將下模32連同短側模34以及長側模33 —并頂起，導槽457中前部兩側的一對第二開模電磁鐵425在伸縮氣缸425的帶動下向兩側運動，將一對長側模新開較之前開模電磁鐵所吸開的更遠的距離，清理氈布426在清理氣缸428的帶動下上下運動，對下模32的兩個長側邊進行進行清理。間距調節機構427用于調整清理氈布426的間距，以便配合不同規格的模具3。
【權利要求】
1.一種用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構，其特征在于，包括分料機構(436);所述分料機構(436)包括固定在稱量平臺(9)下方且位于自動稱量系統(5)出料口下方的分料斗(492)。
2.如權利要求1所述的用于磁性材料壓鑄成型的機器人系統的鋪料機構，其特征在于，還包括兩套設在鋪料平臺(48)上的鋪料裝置；所述分料斗(492)的兩側都設有開口，分料斗(492)的中部通過分料旋轉氣缸(491)安裝在稱量平臺(9)的下方位于自動稱量系統(5)出料口下方的位置；稱量平臺(9)的下方還固定對分料斗(492)限位的阻擋氣缸(493);所述鋪料裝置包括上下運動機構(433)、水平運動機構(434)以及傾斜角度調節機構(435);所述水平運動機構(434 )包括水平設置在鋪料平臺(48 )上的位于分料斗(492 ) —個開口下方的第一絲杠螺母機構以及驅動第一絲杠螺母機構的步進電機；所述上下運動機構(433)包括豎直設置在第一絲杠螺母機構滑塊上的第二絲杠螺母機構以及驅動第二絲杠螺母機構的步進電機；所述傾斜角度調節機構(435)包括一個支座(483)，支座(483)上設有一個通過后下部安裝在支座(483 )上的鋪料斗(432 );鋪料斗(432 )前下部固設有一個鋪料振動電機(431);所述支座(483)后端上部鉸支設在第二絲杠螺母機構的滑塊上；所述傾斜角度調節機構(435)還包括一個固定設在第二絲杠螺母機構的滑塊下部的推進氣缸(482);所述推進氣缸(482 )的活動端向前與支座(483 )后端下方相接觸。
【文檔編號】H01F41/02GK203578765SQ201320762247
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】郗安民 申請人:山西中泰源工業自動化設備有限公司