專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)械零件自動(dòng)分揀機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械制造和自動(dòng)控制領(lǐng)域，用于集約式加工同類(lèi)型、多品種零件的制造行業(yè)，是一種對(duì)加工出的產(chǎn)品進(jìn)行混型集中傳輸和快速自動(dòng)識(shí)別分揀的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在同類(lèi)型、多品種機(jī)械零配件如汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)、水泵件、活塞，輪胎和鋼圈等的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)率，最大限度挖掘設(shè)備和車(chē)間潛力，通常采用數(shù)十條具有相同設(shè)備配置和一定的產(chǎn)品適應(yīng)性的生產(chǎn)線集中緊湊布置的模式來(lái)組織生產(chǎn)，由于品種規(guī)格和訂貨批次繁多，外形特征相似，給生產(chǎn)組織帶來(lái)很大困難，生產(chǎn)中需要用大量料筐作容器分類(lèi)暫存，等待整批加工完畢后，才能進(jìn)入后續(xù)非機(jī)加工工序如清洗、表面處理和包裝等，目前所有這些工作大都由手工完成。這一模式存在以下弊端一是成品容易混淆；二是料筐暫存，造成機(jī)加工成品大量積壓；三是各批零件完成時(shí)間參差不齊，給后續(xù)清洗、表面處理和包裝等非機(jī)加工工序生產(chǎn)節(jié)奏帶來(lái)混亂；四是不同產(chǎn)品的毛坯和成品搬運(yùn)工作量大，搬運(yùn)通道大量占用車(chē)間有效空間。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)這些問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于射頻識(shí)別技術(shù)的零件混型集中傳輸和自動(dòng)分揀的系統(tǒng)——機(jī)械零件自動(dòng)分揀機(jī)。該設(shè)備采用傳送掛鉤鏈將機(jī)加工生產(chǎn)線下線成品實(shí)時(shí)混型懸掛傳出，依次進(jìn)入后續(xù)處理區(qū)和分揀區(qū)，經(jīng)后續(xù)工序處理過(guò)的成品，本分揀系統(tǒng)對(duì)成品進(jìn)行自動(dòng)分揀，可解決成品積壓、中間周轉(zhuǎn)繁瑣、易混淆及后續(xù)工序與機(jī)加工工序生產(chǎn)節(jié)奏匹配問(wèn)題。
為描述方便，本發(fā)明將車(chē)間分為機(jī)加工區(qū)、工件后處理區(qū)和分揀區(qū)三個(gè)部分，如圖1所示。本發(fā)明由標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)掛鉤輸送懸鏈、觸發(fā)式掛鉤、與機(jī)加工線數(shù)量相等的讀卡檢測(cè)裝置和讀卡脫鉤裝置、工控機(jī)和直流電源等部分組成，如圖2所示。在機(jī)加工區(qū)，機(jī)加線出口朝內(nèi)，按兩列密集排列，用掛鉤懸鏈將各生產(chǎn)線成品出口、后處理區(qū)，以及分揀包裝區(qū)串連起來(lái)，在每個(gè)掛鉤上都固定一張IC隨掛鉤循環(huán)工作，在分揀機(jī)控制系統(tǒng)中，以IC卡本身的識(shí)別號(hào)作為對(duì)應(yīng)掛鉤的機(jī)器識(shí)別碼，該識(shí)別碼與掛鉤序號(hào)(人工識(shí)別號(hào))具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。機(jī)加工區(qū)的每條生產(chǎn)線均設(shè)有一個(gè)讀卡檢測(cè)裝置，位于各自的掛鉤懸鏈下游側(cè)；在分揀區(qū)，設(shè)有與生產(chǎn)線一一對(duì)應(yīng)的讀卡脫鉤裝置，即分揀出口，掛鉤懸鏈呈寬U形包繞分選區(qū)，脫鉤裝置向心布局。各讀卡檢測(cè)裝置和各讀卡脫鉤裝置都通過(guò)總線與工控機(jī)通訊，并由集中直流電源供電。在工控機(jī)內(nèi)設(shè)有掛鉤狀態(tài)信息表，表示各掛鉤的實(shí)際狀態(tài)，本發(fā)明掛鉤有0、1、2、3、……、K共K+1個(gè)狀態(tài)值，(K為生產(chǎn)線數(shù)量)，“0”表示空鉤，其余表示已掛零件，且零件是狀態(tài)值對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)線所掛。為描述方便，圖1和圖2是以36條生產(chǎn)線為例來(lái)說(shuō)明。工控機(jī)自動(dòng)將任一掛鉤進(jìn)入機(jī)加工區(qū)后第一次出現(xiàn)零件的生產(chǎn)線號(hào)，作為該鉤的狀態(tài)值，并保持至工件脫鉤釋放，脫鉤后，系統(tǒng)自動(dòng)將其狀態(tài)值清零。如第1個(gè)掛鉤對(duì)應(yīng)第1張IC卡，如果掛第7號(hào)線零件，則該掛鉤狀態(tài)值為7，在分揀區(qū)的第7通道執(zhí)行脫鉤，脫鉤后狀態(tài)值變?yōu)?。若某一掛鉤狀態(tài)值為“非零”，則在其經(jīng)過(guò)后續(xù)生產(chǎn)線時(shí)，盡管也檢測(cè)到“有”，控制系統(tǒng)仍保留原狀態(tài)值，直至脫鉤。工控機(jī)高速掃描各生產(chǎn)線的讀卡檢測(cè)裝置和讀卡脫鉤裝置的上傳信息，從中捕捉上鉤和脫鉤信息，并實(shí)時(shí)刷新掛鉤信息表中的內(nèi)容。
在機(jī)加工區(qū)，各生產(chǎn)線成品在各自的終檢工位人工上鉤，直接掛上任一經(jīng)過(guò)的空鉤上，各線對(duì)應(yīng)的讀卡檢測(cè)裝置位于各自終檢工位的下游側(cè)，逐一讀出經(jīng)過(guò)的掛鉤的識(shí)別號(hào)(卡號(hào))，并同時(shí)檢測(cè)該鉤上有無(wú)零件，如果在某一掛鉤上檢測(cè)到零件，讀卡檢測(cè)裝置將自己的生產(chǎn)線號(hào)和掛鉤識(shí)別號(hào)，經(jīng)總線上傳給工控機(jī)，工控機(jī)查詢掛鉤狀態(tài)信息表，判斷最新檢測(cè)到的零件是否為最新上鉤，從而確定是否改寫(xiě)該掛鉤的狀態(tài)值。
在分選區(qū)，載運(yùn)著不同工件的懸鏈掛鉤依次經(jīng)過(guò)各分選出口，讀卡脫鉤裝置逐鉤讀取卡號(hào)上傳工控機(jī)，若某一讀卡脫鉤裝置的當(dāng)前鉤狀態(tài)值正是它所對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)線號(hào)，則工控機(jī)向它下達(dá)脫鉤指令，讀卡脫鉤裝置即時(shí)動(dòng)作，觸碰掛鉤扳機(jī)，釋放工件；若不是，則不動(dòng)作，從而完成零件的分揀?？刂葡到y(tǒng)還具有顯示、計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)功能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果主要表現(xiàn)在以下方面1、工件直接懸掛傳送至各脫鉤裝置中，且掛鉤懸鏈呈寬U形包繞分選區(qū)，脫鉤裝置向心布局，物流通暢，節(jié)省空間。
2、分選控制系統(tǒng)在工控機(jī)上設(shè)置實(shí)時(shí)掛鉤狀態(tài)信息表，在每條生產(chǎn)線的懸鏈下游側(cè)設(shè)讀卡檢測(cè)裝置，由工控機(jī)自動(dòng)識(shí)別工件的出處，一方面使工件上鉤操作簡(jiǎn)單，直掛工件，無(wú)需任何其他附加操作，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，避免人為操作失誤，另一方面由于對(duì)IC卡本身的識(shí)別號(hào)只進(jìn)行讀操作，不進(jìn)行寫(xiě)操作，不僅加快了系統(tǒng)識(shí)別速度，而且充分利用IC卡的海量讀卡壽命次數(shù)，大大延長(zhǎng)了IC卡的使用壽命，實(shí)現(xiàn)了快速分揀。
3、采用單輪導(dǎo)向棘輪觸發(fā)式掛鉤，具有承重范圍寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、脫鉤迅速、脫鉤作用力小，不影響掛鉤懸鏈正常工作等優(yōu)點(diǎn)。
4、采用帶緩沖、自動(dòng)復(fù)位的工件軟著陸裝置，使工件脫鉤下落平穩(wěn)，避免工件表面和機(jī)件損傷。
5、脫鉤裝置帶斜坡形工件緩存架暫存工件，容許各分揀出口短時(shí)間無(wú)人看守，便于包裝人員對(duì)工件進(jìn)行分時(shí)集中處理，一人看管多通道，節(jié)省人力，提高了工作效率。


圖1分揀機(jī)平面布置圖；圖2分揀機(jī)控制系統(tǒng)圖；圖3觸發(fā)式掛鉤圖；圖4掛鉤棘輪結(jié)構(gòu)圖；圖5讀卡檢測(cè)裝置圖；圖6讀卡檢測(cè)裝置安裝位置圖；圖7讀卡脫鉤裝置側(cè)視圖；圖8雙聯(lián)讀卡脫鉤裝置正視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的觸發(fā)式掛鉤、讀卡檢測(cè)裝置和讀卡脫鉤裝置的組成和功能作進(jìn)一步介紹。
1、觸發(fā)式掛鉤觸發(fā)式掛鉤是工件運(yùn)載工具，如圖3所示，它具有承載鎖定和解鎖釋放兩個(gè)工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)工件的載運(yùn)和脫鉤釋放。它等間隔地懸掛在懸鏈鏈板上，隨懸鏈作勻速移動(dòng)。由IC卡1、導(dǎo)向軸承2、鉤體3、觸發(fā)棘輪4和動(dòng)桿5組成。鉤體3呈“Z”字形狀，上部與懸鏈鏈板柱銷(xiāo)連接，并固定一IC卡；中部裝一導(dǎo)向軸承2，防止讀卡和脫鉤時(shí)掛鉤晃動(dòng)；下部固接觸發(fā)棘輪4。觸發(fā)棘輪4結(jié)構(gòu)如圖4所示，由扳機(jī)6、棘爪銷(xiāo)7、棘爪復(fù)位扭簧8、棘爪9、棘輪軸10、活動(dòng)輪11、擋塊12、活動(dòng)輪復(fù)位扭簧13和棘輪體14組成。棘輪體與鉤體3固連；活動(dòng)輪11與動(dòng)桿5固連，通棘輪軸與棘輪體鉸接，并由復(fù)位扭簧13沿逆時(shí)鐘方向靠上固定于棘輪體14上的擋塊12；棘爪9通過(guò)棘爪銷(xiāo)7鉸支于棘輪體左邊，并由棘爪復(fù)位扭簧8作用緊靠活動(dòng)輪沿上的棘齒，鎖定活動(dòng)輪(動(dòng)桿)，扳機(jī)6與棘爪9固連，水平向右觸碰扳機(jī)6，解除動(dòng)桿鎖定，在自重作用下工件脫鉤?？浙^時(shí)，兩復(fù)位扭簧使動(dòng)桿處于承載鎖定狀態(tài)，掛件后，棘爪承受工件負(fù)荷；脫鉤時(shí)由脫鉤執(zhí)行氣缸或電磁鐵觸碰扳機(jī)，釋放工件，工件脫落后，由棘輪復(fù)位扭簧使動(dòng)桿自動(dòng)復(fù)位。為適應(yīng)各種形狀的零件，動(dòng)桿形態(tài)可采用桿狀、托板或托盤(pán)狀，根據(jù)分揀零件形狀來(lái)確定，當(dāng)分揀零件上有穿掛孔時(shí)，動(dòng)桿采用桿狀，當(dāng)無(wú)穿掛孔時(shí)，動(dòng)桿則采用托板或托盤(pán)狀。
2、讀卡檢測(cè)裝置本裝置具有讀卡、零件檢測(cè)、計(jì)數(shù)、顯示和通訊功能。由讀卡天線16、讀卡檢測(cè)控制器17、雙路光電檢測(cè)傳感器18～21(件18和19為發(fā)射器，件20和21為接收器)，導(dǎo)向軌道22和支架23等部分組成，如圖5所示。支架23是讀卡檢測(cè)裝置的基體，由掛鉤懸鏈24的C型軌道支承和定位；導(dǎo)向軌道22約束掛鉤，使讀卡和零件檢測(cè)工作可靠；光電檢測(cè)傳感器，由光線發(fā)射和接收兩部分組成，當(dāng)零件35由掛鉤15承載從兩者中間經(jīng)過(guò)時(shí)，因光線被遮斷而被檢測(cè)到。根據(jù)工件尺寸變化的需要，可設(shè)兩路傳感器并聯(lián)使用。每條生產(chǎn)線均設(shè)有一個(gè)讀卡檢測(cè)裝置，分別位于各自掛件工位的下游側(cè)，如圖6所示，第k條機(jī)加工線掛件工位37的下游側(cè)(右)，設(shè)第k個(gè)讀卡檢測(cè)裝置38，其上游側(cè)(左)設(shè)的是第k-1條生產(chǎn)線的讀卡檢測(cè)裝置，以此類(lèi)推。
讀卡檢測(cè)裝置通過(guò)逐鉤讀卡和零件檢測(cè)，向工控機(jī)提供各掛鉤“有”或“無(wú)”零件的信息，以便工控機(jī)確定各掛鉤的狀態(tài)值，且實(shí)時(shí)顯示工件型號(hào)和上鉤數(shù)量。
3、讀卡脫鉤裝置本脫鉤裝置由脫鉤執(zhí)行、工件軟著陸機(jī)構(gòu)和工件緩存架三部分組成，具有讀卡、計(jì)數(shù)顯示、脫鉤、脫鉤零件軟著陸、零件緩存和通訊等功能。
如圖7所示，脫鉤執(zhí)行部分有讀卡天線25、導(dǎo)向軌道31、氣缸或電磁鐵26、機(jī)架27和讀卡脫鉤控制器32組成，當(dāng)工控機(jī)發(fā)現(xiàn)某承載掛鉤正處在它所掛工件的分揀口位置，就發(fā)信給該處的控制器32命令氣缸或電磁鐵26動(dòng)作，觸碰掛鉤15上的扳機(jī)，釋放工件，并實(shí)時(shí)顯示工件型號(hào)和下鉤數(shù)量。
工件軟著陸機(jī)構(gòu)的作用是使脫鉤工件平穩(wěn)落下，并將工件導(dǎo)入緩存架，它由斗形托架33、復(fù)位彈簧28和緩沖器30組成，斗形托架33鉸支在機(jī)架27上，由復(fù)位彈簧28沿逆時(shí)鐘方向拉至承接工件角度，緩沖器23一頭鉸支于機(jī)架27上，另一頭鉸支于斗形托架，機(jī)架27安裝在基礎(chǔ)件29上。脫鉤落入斗形托架內(nèi)的工件自重使斗形托架克服復(fù)位彈簧28拉力沿順時(shí)針?lè)较蚍拢瑢⒐ぜ?dǎo)入工件緩存架34，翻下過(guò)程中，緩沖器能使斗形托架平緩落下，避免了沖擊。緩存架34由斜坡滾道和水平滾道兩段組成，水平段接包裝臺(tái)36，斜坡段低端接水平段，高端與工件軟著陸裝置中的斗形托架33間歇對(duì)接，其作用是承接并暫存下鉤工件，以便成批集中進(jìn)行包裝處理，先后脫鉤的工件依次沿斜坡滾道34滑下，并在斜坡滾道和水平滾道內(nèi)排隊(duì)暫存，圖8所示為雙聯(lián)脫鉤裝置的正視圖。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械零部件自動(dòng)分揀機(jī)，包括標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)輸送懸鏈，其特征在于由觸發(fā)式掛鉤、與機(jī)加工線數(shù)量相等的讀卡檢測(cè)裝置、讀卡脫鉤裝置、工控機(jī)和直流電源組成，掛鉤懸鏈將各生產(chǎn)線成品出口、后續(xù)處理區(qū)，以及分揀包裝區(qū)串連起來(lái)，在每個(gè)掛鉤上固定一張IC卡隨掛鉤循環(huán)工作，IC卡本身的識(shí)別號(hào)作為掛鉤識(shí)別碼，每條生產(chǎn)線的掛鉤懸鏈下游側(cè)設(shè)有一個(gè)讀卡檢測(cè)裝置；零件分揀區(qū)設(shè)有與生產(chǎn)線一一對(duì)應(yīng)的讀卡脫鉤裝置，工件直接混型懸掛傳送至各脫鉤裝置中，且掛鉤懸鏈呈寬U形包繞零件分揀區(qū)，脫鉤裝置向心布局；在工控機(jī)中設(shè)置實(shí)時(shí)掛鉤狀態(tài)信息表，以狀態(tài)值表示各掛鉤的實(shí)際狀態(tài)，掛鉤的狀態(tài)值為生產(chǎn)線序號(hào)和“0”中的一個(gè)，“0”表示空鉤狀態(tài)，其余表示已掛零件，且零件為其狀態(tài)值所對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)線制造，工控機(jī)自動(dòng)將各掛鉤進(jìn)入機(jī)加工區(qū)后第一次出現(xiàn)零件的生產(chǎn)線號(hào)，作為該鉤的狀態(tài)值，并保持至工件脫鉤釋放，脫鉤后，系統(tǒng)自動(dòng)將其狀態(tài)值清零，工控機(jī)根據(jù)讀卡檢測(cè)裝置和讀卡脫鉤裝置上傳的信息，實(shí)時(shí)刷新掛鉤狀態(tài)信息表，下達(dá)脫鉤指令，實(shí)現(xiàn)零件分揀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)分揀機(jī)，其特征在于所述的觸發(fā)式掛鉤采用單輪導(dǎo)向、棘輪觸發(fā)式脫鉤結(jié)構(gòu)，由IC卡(1)、導(dǎo)向軸承(2)、呈“Z”字形狀的鉤體(3)、觸發(fā)棘輪(4)和動(dòng)桿(5)組成，鉤體(3)上部與懸鏈鏈板銷(xiāo)連接，并固定一IC卡，中部裝有導(dǎo)向軸承(2)，下部固接觸發(fā)棘輪(4)，觸發(fā)棘輪(4)由扳機(jī)(6)、棘爪銷(xiāo)(7)、棘爪復(fù)位扭簧(8)、棘爪(9)、棘輪軸(10)、活動(dòng)輪(11)、擋塊(12)、活動(dòng)輪復(fù)位扭簧(13)和棘輪體(14)組成，棘輪體(14)與鉤體固連(3)，活動(dòng)輪(11)上固連動(dòng)桿(5)，它通過(guò)棘輪軸(10)與棘輪體(14)鉸接，并由復(fù)位扭簧(13)沿逆時(shí)鐘方向靠上固定于棘輪體(14)上的擋塊(12)；棘爪(9)通過(guò)棘爪銷(xiāo)(7)鉸支于棘輪體左邊，并由棘爪復(fù)位扭簧(8)作用緊靠活動(dòng)輪沿上的棘齒，扳機(jī)(6)與棘爪(9)固連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)分揀機(jī)，其特征在于所述的觸發(fā)式掛鉤的動(dòng)桿(5)形狀為桿狀、托板或托盤(pán)狀，當(dāng)分揀零件上有穿掛孔時(shí)，動(dòng)桿采用桿狀，當(dāng)無(wú)穿掛孔時(shí)，動(dòng)桿為托板或托盤(pán)狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)分揀機(jī)，其特征在于所述的脫鉤裝置中設(shè)有由斗形托架(33)、復(fù)位彈簧(28)和緩沖器(30)組成的工件軟著陸機(jī)構(gòu)，斗形托架(33)鉸支在機(jī)架(27)上，緩沖器(30)一頭鉸支于機(jī)架(27)，另一頭鉸支于斗形托架(33)；所述的脫鉤裝置中設(shè)有緩存架(34)，緩存架由斜坡滾道和水平滾道兩段組成，水平段接包裝臺(tái)，斜坡段低端接水平段，高端與工件軟著陸裝置中的斗形托架33間歇對(duì)接。
全文摘要
一種對(duì)多品種零件進(jìn)行混型集中懸掛傳送、自動(dòng)識(shí)別和分揀的設(shè)備，包括觸發(fā)式掛鉤、讀卡檢測(cè)裝置、讀卡脫鉤裝置和工控機(jī)等，掛鉤懸鏈將生產(chǎn)線成品出口、后處理區(qū)和分揀包裝區(qū)串連起來(lái)，每個(gè)掛鉤上固定一張IC卡，以IC識(shí)別號(hào)作為掛鉤識(shí)別碼。該機(jī)能自動(dòng)識(shí)別工件，承重范圍寬、下鉤零件軟著陸，工件無(wú)磨損，實(shí)現(xiàn)了零件快速分揀。
文檔編號(hào)B07C5/00GK1853803SQ20051003147
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者賀地求, 廖平, 龔天軍 申請(qǐng)人:中南大學(xué)