CN110077784B - 步进上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种步进上料装置包括：推料机构、限位机构、以及定位机构。推料机构承载物料且推料机构的动作方向与物料预设的上料方向一致；限位机构设置于推料机构的动作方向上以限制物料前进的位置，且当推料机构带动物料沿预设的上料方向前进一个节距时，物料被限位机构所阻挡；定位机构在物料被限位机构限位后将物料压紧固定，且定位机构的动作方向与推料机构的动作方向垂直。上述步进上料装置，利用推料机构和限位机构实现物料的步进上料，并且配合定位机构以实现对物料的加工定位，既满足了步进式上料需求，又满足了物料的加工定位的需求。

Description

步进上料装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种步进上料装置。

背景技术

在产品加工工艺中，为了节省物料和简化加工流程，有时候会选择在同一块物料上进行分段式加工。相应地，在上料时，就需要实现物料的步进式送料，当物料每前进一个节距就停顿一次，等待加工设备对物料的前端进行加工以得到一个产品。接着，将前一个产品与剩余的物料分离后，剩余的物料继续前进一个节距，加工设备接着加工下一个产品，如此循环作业，直至物料被用完。并且，该加工工艺还要求，物料在加工时能够被固定，防止物料在加工过程中出现晃动而影响加工的精度。基于上述的要求，需要研发一种步进上料装置，在实现步进式上料的同时，还能实现物料的加工定位。

发明内容

基于此，本发明提供一种步进上料装置，利用推料机构和限位机构实现物料的步进上料，并且配合定位机构以实现对物料的加工定位，既满足了步进式上料需求，又满足了物料的加工定位的需求。

一种步进上料装置，包括：

推料机构；推料机构承载物料，且推料机构的动作方向与物料预设的上料方向一致；

限位机构；限位机构设置于推料机构的动作方向上以限制物料前进的位置，且当推料机构带动物料沿预设的上料方向前进一个节距时，物料被限位机构所阻挡；以及

定位机构；定位机构在物料被限位机构限位后将物料压紧固定，且定位机构的动作方向与推料机构的动作方向垂直。

上述步进上料装置，工作时，将物料装夹在推料机构上，然后推料机构带动物料沿预设的上料方向移动，当推料机构带动物料沿预设的上料方向前进一个节距时，物料被限位机构所阻挡，从而实现物料的步进上料。并且，当物料被限位机构限位后，定位机构对物料施加垂直于物料的预设的上料方向的作用力以将物料压紧固定，使得物料在加工时不产生晃动，并且该作用力使得定位机构与物料的表面之间产生锁定物料在预设的上料方向上的位置的摩擦力，即当物料完成一个节距的上料并且被定位机构压紧固定时，加工设备便可以对物料进行加工处理以等到一个产品。通过上述设计，利用推料机构和限位机构实现物料的步进上料，并且配合定位机构以实现对物料的加工定位，既满足了步进式上料需求，又满足了物料的加工定位的需求。

在其中一个实施例中，推料机构包括：载物台和连接载物台的第一驱动器；载物台承载物料；第一驱动器带动载物台移动以使得物料沿预设的上料方向移动。通过第一驱动器带动载物台移动的方式，简易地实现物料沿预设的上料方向的移动。

在其中一个实施例中，第一驱动器包括：连接载物台的交叉型伸缩臂和连接交叉型伸缩臂的第一气缸；交叉型伸缩臂沿物料预设的上料方向设置；第一气缸的设置方向与物料预设的上料方向交叉或者垂直；第一气缸带动交叉型伸缩臂伸缩以驱动载物台沿预设的上料方向移动。若第一气缸沿物料预设的上料方向设置，则会增大该步进上料装置在物料的预设的上料方向上的尺寸，不利于压缩该步进上料装置的尺寸。因此，将第一气缸设置为与物料预设的上料方向交叉或者垂直，在通过交叉型伸缩臂进行传动，而交叉型伸缩臂的动作稳定性好和可压缩形变的能力强，可以减少该步进上料装置在物料的预设的上料方向上的尺寸，有利于压缩该步进上料装置的尺寸。此外，在推料时，让第一气缸保持持续输出的状态，只要利用限位机构实现物料每次前进的距离的限制，并且利用定位机构作为抱紧刹车结构，实现对第一气缸每次动作的幅度限制和锁定，相比于利用伺服电机控制的方式，其可以简化控制系统的复杂程度。

在其中一个实施例中，第一驱动器包括：连接载物台的第二气缸；第二气缸沿物料预设的上料方向设置。沿物料预设的上料方向设置的第二气缸推动载物台动作，其结构简单快捷。并且，在推料时，让第二气缸保持持续输出的状态，只要利用限位机构实现物料每次前进的距离的限制，并且利用定位机构作为抱紧刹车结构，实现对第二气缸每次动作的幅度限制和锁定，相比于利用伺服电机控制的方式，其可以简化控制系统的复杂程度。

在其中一个实施例中，限位机构设有抵接物料的凸柱；凸柱的位置和伸长量均为可调设置。通过调整凸柱的位置可以对物料的步进的节距大小进行调节。而通过对凸柱的伸长量的调节，可以让限位机构能够匹配不同厚度的物料。

在其中一个实施例中，限位机构为可活动设置，且当定位机构将物料压紧固定后，限位机构与物料分离。当定位机构将物料压紧固定后，即物料定位完毕，此时，可以将限位机构与物料分离，避免对物料的加工区域造成遮挡或者妨碍加工设备的作业。

在其中一个实施例中，定位机构包括：定位件和连接定位件的第二驱动器；第二驱动器带动定位件将物料压紧固定。通过第二驱动器带动定位件移动的方式，可以快速地实现物料的压紧固定。

在其中一个实施例中，定位机构还包括：基准块；基准块抵靠物料以作为物料定位的参照基准。当定位件挤压物料时，基准块可以供物料抵靠并且作为物料定位的参照基准，提高物料定位的精度，并且有利于让物料在加工的过程中保持稳定，减少晃动，提高加工的精度。

在其中一个实施例中，第二驱动器与限位机构连接以驱动限位机构动作，且限位机构在定位件将物料压紧固定前与物料保持接触以维持对物料的限制作用，当定位件将物料夹紧后，限位机构与物料分离。为了减少驱动器的数量，可以将限位机构共用定位机构中的第二驱动器，并且限位机构在定位件将物料压紧固定前与物料保持接触以维持对物料的限制作用，当定位件将物料夹紧后，限位机构与物料分离，从而确保步进上料的节距的精度。

在其中一个实施例中，第二驱动器包括：连接定位件的杠杆和连接杠杆的第三气缸；杠杆的一端铰接定位件，杠杆的相对的另一端铰接第三气缸；第三气缸带动杠杆摆动以驱动定位件动作。利用杠杆作为第三气缸与定位件之间的传动件，可以使得第三气缸的安装方向更为灵活，有利于减少因为第三气缸的安装方向而导致指定的方向的尺寸增大，有利于压缩该步进上料装置的尺寸。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的步进上料装置的示意图；

图2为图1所示的步进上料装置的后视视角的示意图；

图3为图1所示的步进上料装置中的推料机构的示意图；

图4为图3所示的推料机构中的驱动组件的示意图；

图5为图4所示的驱动组件的后视视角的示意图；

图6为图1所示的步进上料装置中的限位机构与定位机构的组合示意图；

图7为图6所示的限位机构与定位机构的后视视角的组合示意图；

图8为图6所示的限位机构与定位机构的俯视视角的组合示意图；

图9为图6所示的限位机构与定位机构的联动结构的示意图；

图10为图1所示的步进上料装置的工作状态示意图；

图11为图10所示的步进上料装置中所推送的物料的示意图；

图12为图10所示的步进上料装置与四轴驱动设备结合的使用状态。

附图中各标号的含义为：

100-步进上料装置；

10-推料机构，11-载物台，111-定位杆，12-第一驱动器，121-交叉型伸缩臂，122-第一气缸；

20-限位机构，21-凸柱；

30-定位机构，31-基准块，321-第一定位件，322-第二定位件，323-第三定位件，331-第一定位气缸，332-第二定位气缸，333-第三定位气缸，341-第一杠杆，342-第二杠杆，343-传动杆，344-第三杠杆；

40-机架，41-导柱；

200-物料；

300-四轴驱动设备。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1至图12所示，其为本发明的一种实施例的步进上料装置100。

如图1和图2所示，该步进上料装置100包括：推料机构10、限位机构20、以及定位机构30。其中，推料机构10承载物料200，且推料机构10的动作方向与物料200预设的上料方向一致。限位机构20设置于推料机构10的动作方向上以限制物料200前进的位置，且当推料机构10带动物料200沿预设的上料方向前进一个节距时，物料200被限位机构20所阻挡。定位机构30在物料200被限位机构20限位后将物料200压紧固定，且定位机构30的动作方向与推料机构10的动作方向垂直。

下文，对上述的推料机构10、限位机构20、以及定位机构30作进一步的说明。

如图3所示，在本实施例中，推料机构10包括：载物台11和连接载物台11的第一驱动器12。载物台11承载物料200。第一驱动器12带动载物台11移动以使得物料200沿预设的上料方向移动。通过第一驱动器12带动载物台11移动的方式，简易地实现物料200沿预设的上料方向的移动。

进一步地，如图3所示，在本实施例中，该载物台11设有多根沿物料200的上料方向设置的定位杆111。多个定位杆111之间构成限制物料200的定位槽，该定位槽可以收容物料200的尾端，并且定位杆111的外侧面可以抵靠在物料200的外侧面，对物料200起到一定的限位作用。

对于第一驱动器12，可以有多种实现方式。

例如，如图3至图5所示，在本实施例中，第一驱动器12包括：连接载物台11的交叉型伸缩臂121和连接交叉型伸缩臂121的第一气缸122。交叉型伸缩臂121沿物料200预设的上料方向设置。第一气缸122的设置方向与物料200预设的上料方向交叉或者垂直。第一气缸122带动交叉型伸缩臂121伸缩以驱动载物台11沿预设的上料方向移动。若第一气缸122沿物料200预设的上料方向设置，则会增大该步进上料装置100在物料200的预设的上料方向上的尺寸，不利于压缩该步进上料装置100的尺寸。因此，将第一气缸122设置为与物料200预设的上料方向交叉或者垂直，在通过交叉型伸缩臂121进行传动，而交叉型伸缩臂121的动作稳定性好和可压缩形变的能力强，可以减少该步进上料装置100在物料200的预设的上料方向上的尺寸，有利于压缩该步进上料装置100的尺寸。此外，在推料时，让第一气缸122保持持续输出的状态，只要利用限位机构20实现物料200每次前进的距离的限制，并且利用定位机构30作为抱紧刹车结构，实现对第一气缸122每次动作的幅度限制和锁定，相比于利用伺服电机控制的方式，其可以简化控制系统的复杂程度。

进一步地，如图5所示，在本实施例中，第一气缸122的设置方向与物料200预设的上料方向交叉，第一气缸122的活塞杆的端部铰接在交叉型伸缩臂121上的两个交叉铰接的连杆之间的铰接点，当第一气缸122伸出时，带动交叉型伸缩臂121伸长。并且交叉型伸缩臂121的宽度方向上的一端的位置固定，另一端为可滑动设置，在交叉型伸缩臂121伸长的同时，交叉型伸缩臂121的宽度方向上的一端向另一端滑动收拢，在此过程中，第一气缸122的倾斜角度也随之自行调整。可以理解地，在其他实施例中，也可以将第一气缸122垂直于物料200的预设的上料方向设置，即第一气缸122沿图5所示的水平方向设置，将第一气缸122的活塞杆的端部连接在交叉型伸缩臂121的宽度方向上的可滑动的一端，也能带动交叉型伸缩臂121的伸缩。

在上述的第一驱动器12的设置方式的基础上，可以理解，在其他实施例中，也可以利用气缸的活塞杆直接连接载物台11以驱动载物台11动作。例如，第一驱动器12包括：连接载物台11的第二气缸。第二气缸沿物料200预设的上料方向设置。沿物料200预设的上料方向设置的第二气缸推动载物台11动作，其结构简单快捷。并且，在推料时，让第二气缸保持持续输出的状态，只要利用限位机构20实现物料200每次前进的距离的限制，并且利用定位机构30作为抱紧刹车结构，实现对第二气缸每次动作的幅度限制和锁定，相比于利用伺服电机控制的方式，其可以简化控制系统的复杂程度。这种设置的缺点就在于，第二气缸需要占用较多在物料200的上料方向的空间，因此，不利于压缩步进上料装置100在该方向上的尺寸。

此外，如图1所示，在本实施例中，该步进上料装置100还可以包括：机架40。该机架40分别连接推料机构10、限位机构20、以及定位机构30。机架40上设有沿物料200预设的上料方向设置的导柱41，该导柱41限制推料机构10的活动方向以提高推料机构10的动作精度。例如，该导柱41穿设于上述的推料机构10中的载物台11上。

如图2所示，在本实施例中，限位机构20位于物料200的前进方向上，当物料200前进到预设的位置时，限位机构20会抵压在物料200的前端。

进一步地，限位机构20设有抵接物料200的凸柱21。凸柱21的位置和伸长量均为可调设置。通过调整凸柱21的位置可以对物料200的步进的节距大小进行调节。而通过对凸柱21的伸长量的调节，可以让限位机构20能够匹配不同厚度的物料200。

此外，对于限位机构20的设置，根据物料200的加工区域的不同，可以将限位机构20设计为固定设置，又或者活动设置。

例如，在一些实施例中，若限位机构20不会对物料200的加工区域起到遮挡或者妨碍加工设备的作业，则可以将限位机构20设计为固定设置，例如，固定的定位销或者上述的凸柱21。

又例如，在本实施例中，限位机构20会对物料200的加工区域起到遮挡或者妨碍了加工设备的作业。因此，在本实施例中，该限位机构20为可活动设置，且当定位机构30将物料200压紧固定后，限位机构20与物料200分离。当定位机构30将物料200压紧固定后，即物料200定位完毕，此时，可以将限位机构20与物料200分离，避免对物料200的加工区域造成遮挡或者妨碍加工设备的作业。

如图6至图9所示，在本实施例中，定位机构30包括：定位件和连接定位件的第二驱动器。第二驱动器带动定位件将物料200压紧固定。通过第二驱动器带动定位件移动的方式，可以快速地实现物料200的压紧固定。

进一步地，如图6和图8所示，定位机构30还可以包括：基准块31。基准块31抵靠物料200以作为物料200定位的参照基准。当定位件挤压物料200时，基准块31可以供物料200抵靠并且作为物料200定位的参照基准，提高物料200定位的精度，并且有利于让物料200在加工的过程中保持稳定，减少晃动，提高加工的精度。

进一步地，如图7和图9所示，可以将第二驱动器与限位机构20连接以驱动限位机构20动作，且限位机构20在定位件将物料200压紧固定前与物料200保持接触以维持对物料200的限制作用，当定位件将物料200夹紧后，限位机构20与物料200分离。为了减少驱动器的数量，可以将限位机构20共用定位机构30中的第二驱动器，并且限位机构20在定位件将物料200压紧固定前与物料200保持接触以维持对物料200的限制作用，当定位件将物料200夹紧后，限位机构20与物料200分离，从而确保步进上料的节距的精度。

此外，第二驱动器可以包括：连接定位件的杠杆和连接杠杆的第三气缸。杠杆的一端铰接定位件，杠杆的相对的另一端铰接第三气缸。第三气缸带动杠杆摆动以驱动定位件动作。利用杠杆作为第三气缸与定位件之间的传动件，可以使得第三气缸的安装方向更为灵活，有利于减少因为第三气缸的安装方向而导致指定的方向的尺寸增大，有利于压缩该步进上料装置100的尺寸。

鉴于定位机构30的具体实现方式有多种，并且还可以与限位机构20实现联动。因此，在本实施例中，提供了一种在本实施例中所采用的实现方式。

如图6至图9所示，在本实施例中，定位件的数量为三个，其分别为第一定位件321、第二定位件322、以及第三定位件323。而第三气缸则有三个，其分别为第一定位气缸331、第二定位气缸332、以及第三定位气缸333。其中，第一定位件321与第二定位件322相对设置且压紧在物料200的相对的两个外侧，第三定位件323则压紧在物料200的另一个外侧。第一定位气缸331连接第一定位件321，第二定位气缸332连接第二定位件322。第三定位气缸333分别连接第三定位件323和限位机构20。

进一步地，如图7、图8、以及图9所示的，第一定位气缸331的活塞杆连接第一定位件321，通过第一定位气缸331直接带动第一定位件321动作。第二定位气缸332利用第一杠杆341带动第二定位件322动作。第三定位气缸333利用第二杠杆342带动第三定位件323动作，而第二杠杆342在通过一根传动杆343与连接限位机构20的第三杠杆344连接，使得第三定位件323与限位机构20实现反向动作，即当第三定位件323前伸时，限位机构20后退。

此外，为了确保限位件在脱离物料200时，保持物料200当前的位置，即保持节距不发生偏差，先通过第一定位件321和第二定位件322将物料200夹紧固定后，再将限位机构20撤离，在限位机构20撤离的同时，第三定位件323朝向物料200移动。此处，可以在第一定位气缸331的活塞杆和第二定位气缸332的活塞杆上设置位置传感器，当第一定位气缸331的活塞杆和第二定位气缸332的活塞杆的行程达到预设的位置时，位置传感器发送启动信号给第三定位气缸333。

可以理解地，在其他实施例中，也可以为限位机构20设置单独的气缸。

上述步进上料装置100，如图10和图11所示，工作时，将物料200装夹在推料机构10上，然后推料机构10带动物料200沿预设的上料方向移动，当推料机构10带动物料200沿预设的上料方向前进一个节距时(例如物料200前进一个节距D)，物料200被限位机构20所阻挡，从而实现物料200的步进上料。并且，当物料200被限位机构20限位后，定位机构30对物料200施加垂直于物料200的预设的上料方向的作用力以将物料200压紧固定，并且该作用力使得定位机构30与物料200的表面之间产生锁定物料200在预设的上料方向上的位置的摩擦力，(例如，如图10和图11所示，在本实施例中，通过定位机构30对物料200施加垂直于物料200的预设的上料方向的挤压力，并且该挤压力使得定位机构30与物料200之间产生在物料200的预设的上料方向上的摩擦力，在锁定物料200的位置的同时，也起到锁定物料200在预设的上料方向上的位置的作用)，使得物料200在加工时不产生晃动，即当物料200完成一个节距的上料并且被定位机构30压紧固定时，加工设备便可以对物料200进行加工处理以等到一个产品。通过上述设计，利用推料机构10和限位机构20实现物料200的步进上料，并且配合定位机构30以实现对物料200的加工定位，既满足了步进式上料需求，又满足了物料200的加工定位的需求。

此外，如图12所示，考虑到物料200加工时可能需要结合到四轴驱动设备300使用，因此，压缩步进上料装置100的尺寸，使之在空间尺寸上能够符合四轴驱动设备300的转动尺寸需求(例如控制在150mm内)，能够为物料200的加工提供便利性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种步进上料装置，其特征在于：包括：

推料机构；所述推料机构承载物料，且所述推料机构的动作方向与物料预设的上料方向一致；

限位机构；所述限位机构设置于所述推料机构的动作方向上以限制物料前进的位置，且当所述推料机构带动物料沿预设的上料方向前进一个节距时，物料被所述限位机构所阻挡，所述限位机构包括传动杆、第三杠杆和凸柱；以及

定位机构；所述定位机构在物料被所述限位机构限位后将物料压紧固定，且所述定位机构的动作方向与所述推料机构的动作方向垂直；

所述定位机构包括：定位件、基准块和连接所述定位件的第二驱动器；所述第二驱动器带动所述定位件将物料压紧固定，所述基准块抵靠物料以作为物料定位的参照基准；所述定位件包括第三定位件，所述第二驱动器包括第三定位气缸和第二杠杆，所述传动杆同时跟所述第二杠杆和所述第三杠杆转动连接，所述凸柱与所述第三杠杆连接；

所述第三定位气缸通过所述第二杠杆带动所述第三定位件靠近或远离物料，所述第二杠杆通过所述传动杆、所述第三杠杆带动所述凸柱靠近或远离物料，所述第三定位件和所述凸柱反向动作。

2.根据权利要求1所述的步进上料装置，其特征在于，所述推料机构包括：载物台和连接所述载物台的第一驱动器；所述载物台承载物料；所述第一驱动器带动所述载物台移动以使得物料沿预设的上料方向移动。

3.根据权利要求2所述的步进上料装置，其特征在于，所述第一驱动器包括：连接所述载物台的交叉型伸缩臂和连接所述交叉型伸缩臂的第一气缸；所述交叉型伸缩臂沿物料预设的上料方向设置；所述第一气缸的设置方向与物料预设的上料方向交叉或者垂直；所述第一气缸带动所述交叉型伸缩臂伸缩以驱动所述载物台沿预设的上料方向移动。

4.根据权利要求2所述的步进上料装置，其特征在于，所述第一驱动器包括：连接所述载物台的第二气缸；所述第二气缸沿物料预设的上料方向设置。

5.根据权利要求1所述的步进上料装置，其特征在于，所述凸柱的位置和伸长量均为可调设置。

6.根据权利要求1所述的步进上料装置，其特征在于，所述定位件还包括第一定位件，所述第二驱动器还包括第一定位气缸，所述第一定位气缸能够驱动所述第一定位件将物料抵压在所述基准块上。

7.根据权利要求6所述的步进上料装置，其特征在于，所述定位件还包括第二定位件，所述第二驱动器还包括第二定位气缸和第一杠杆，所述第二定位件与所述第一定位件相对设置，所述第二定位气缸能够通过所述第一杠杆驱动所述第二定位件将物料抵压在所述基准块上。

8.根据权利要求7所述的步进上料装置，其特征在于，所述第一定位气缸的活塞杆和第二定位气缸的活塞杆上设置位置传感器，当第一定位气缸的活塞杆和第二定位气缸的活塞杆的行程达到预设的位置时，所述位置传感器发送启动信号给所述第三定位气缸。

9.根据权利要求1所述的步进上料装置，其特征在于，还包括机架，所述机架分别连接所述推料机构、限位机构和所述定位机构，所述机架上设置有有沿物料预设的上料方向设置的导柱，所述导柱穿设在所述推料机构的载物台上。

10.根据权利要求9所述的步进上料装置，其特征在于，还包括四轴驱动设备，所述四轴驱动设备设置在所述机架上。

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