一种杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备的制作方法

一种杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备
【技术领域】
1.本实用新型属于杠铃片组装压接设备技术领域，特别是涉及一种杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备。


背景技术：

2.杠铃是一种核心训练运动训练器材，也是举重所用器材。杠铃一般由杠铃杆(横杠)、杠铃片和卡箍三部分组成，在杠铃制作过程中，需要将多个杠铃片按照设定的数量压接在一起，然后再在外周包覆橡胶，形成一定单位重量的配重单元，可根据使用者的需求进行重量的增减。现有技术中对于杠铃片的组装压接还没有实现自动化生产，仅靠人工数数设定数量的杠铃片然后放置在压接治具上，通过压接机铆压在一起形成单个配重单元，然后人工取出，其效率极低，且容易出现叠片数量不准确，导致配重单元的质量不符合设计要求，造成报废。
3.因此，有必要提供一种新的杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备，可实现杠铃片的自动上料、自动铆压组装形成配重单元，且可确保配重单元的重量符合设计要求，大大提高了生产效率与产品质量。
5.本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备，其包括
6.一杠铃片供料单元，用于将堆叠状的杠铃片一片一片的分离出来；
7.一旋转盘，围绕所述旋转盘设置有杠铃片上料工位、杠铃片预压工位、铆压工位以及下料工位四个工位；
8.若干定位治具，等角度间隔设置在所述旋转盘上；
9.一预压紧装置；
10.一铆钉供料单元；
11.一铆钉搬运上料机构，将铆钉从所述铆钉供料单元中抓取到所述铆压工位处，并放置到杠铃片对应的铆压孔内；
12.一铆压装置；以及
13.一机器人搬运机构，重复将单片杠铃片从所述杠铃片供料单元上取出放置到所述杠铃片上料工位处的定位治具上，并在所述下料工位处将铆压好的堆叠状杠铃片整体取出同时进行称重检测。
14.进一步的，所述杠铃片供料单元包括供料小车、具有与所述供料小车对接的小车收容空间的供料机座、设置在所述供料机座上且将所述供料小车上的堆叠状杠铃片整体向上托举的顶升单元、位于所述供料机座上部的杠铃片定位单元、将最上层的杠铃片水平横
向推送至所述杠铃片定位单元上的分料单元、以及对所述供料小车进行定位锁紧的锁扣单元。
15.进一步的，所述预压紧装置包括第三气缸、受所述第三气缸驱动进行上下运动的预压块；所述预压块可采用硅胶块、或橡胶块、或塑胶块。
16.进一步的，所述铆钉供料单元包括振动盘、与所述振动盘输出端对接的供料流道、设置在所述供料流道下方的直振单元、将所述供料流道末端位置上平躺的铆钉夹持住并将其旋转至竖直状态的旋转夹持单元。
17.进一步的，所述旋转夹持单元包括第四气缸、受所述第四气缸驱动进行上下运动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板上的第五气缸、受所述第五气缸驱动进行旋转运动的第二支撑板、固定在所述第二支撑板上的第一夹爪气缸、受所述第一夹爪气缸驱动进行张开或夹持动作的第一夹爪。
18.进一步的，所述铆钉搬运上料机构包括第二电机、受所述第二电机驱动进行左右移动的第三支撑板、固定在所述第三支撑板上的第三电机、受所述第三电机驱动进行前后移动的第四支撑板、固定在所述第四支撑板上的第六气缸、受所述第六气缸驱动进行上下运动的第二夹爪气缸、受所述第二夹爪气缸驱动进行张开或夹持动作的第二夹爪。
19.进一步的，所述铆压装置包括第四电机、受所述第四电机驱动进行上下运动的铆压头、位于所述铆压工位上方且获取该位置处的杠铃片图像的视觉图像采集装置。
20.进一步的，所述机器人搬运机构包括机器人、设置在所述机器人活动末端的夹持模组。
21.进一步的，所述夹持模组包括固定支架、固定在所述固定支架上的第七气缸、受所述第七气缸驱动进行张开或夹持动作的杠铃片夹爪、固定在所述固定支架上的第八气缸、受所述第八气缸驱动进行上下运动的活动板、固定在所述活动板上的且顶持住杠铃片上表面的若干限位顶针、固定在所述固定支架下表面的一对称重磁吸模组。
22.进一步的，所述定位治具包括第二支撑底板、设置在所述第二支撑底板上的若干支撑定位柱、设置在所述第二支撑底板上且对杠铃片中部位置进行定位的中部定位支撑柱，所述支撑定位柱共同形成一个支撑平面，并通过顶部的定位pin针头插入至杠铃片对应的孔中实现精准定位。
23.与现有技术相比，本实用新型一种杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备的有益效果在于：实现了杠铃片的自动上料、自动叠片、铆钉自动供料上料、铆钉与杠铃片的自动装配以及自动铆压、配重单元的自动下料与自动称重检测等一系列自动化操作，大大提高了生产效率；同时，在下料过程中完成了配重单元的自动称重检测，保障了产品质量，有效的解决了人为误差导致的配重单元中杠铃片数量配置不准的问题；整体设备结构紧凑，空间占用小。
【附图说明】
24.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例中杠铃片供料单元的结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例中供料小车的结构示意图；
27.图4为本实用新型实施例中杠铃片供料单元的部分结构示意图；
28.图5为本实用新型实施例中分料单元与杠铃片定位单元的结构示意图；
29.图6为本实用新型实施例的部分结构示意图；
30.图7为本实用新型实施例中铆钉供料单元的部分结构示意图；
31.图8为本实用新型实施例中铆钉搬运上料机构的结构示意图；
32.图9为本实用新型实施例中夹持模组的结构示意图；
33.图中数字表示：
34.100杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备；101杠铃片；
35.1杠铃片供料单元，11供料小车，111小车底板，112行走轮，113推手，114弹夹治具，1141支撑底板，1142限位导向杆，1143活动托板，115缓冲防撞块，116快速夹钳，12供料机座，121辅助导入滚轮，122支撑滚轮组，13顶升单元，131第一电机，132升降托板，14杠铃片定位单元，141承载底板，142限位挡块，15分料单元，151第二气缸，152分料推板，16锁扣单元，161第一气缸，162锁块；
36.2旋转盘；
37.3定位治具，31支撑底板，32支撑定位柱，33中部定位支撑柱，34定位pin针头；
38.4预压紧装置，41第三气缸，42预压块；
39.5铆钉供料单元，51振动盘，52供料流道，53阻挡板，54传感器，55避让缺口，56旋转夹持单元，561第四气缸，562第一支撑板，563第五气缸，564第二支撑板，565第一夹爪气缸，566第一夹爪；
40.6铆压装置，61第四电机，62铆压头，63视觉图像采集装置；
41.7机器人搬运机构，71机器人，72夹持模组，721固定支架，722第七气缸，723杠铃片夹爪，724第八气缸，725活动板，726限位顶针，727称重磁吸模组，7271称重传感器，7272电磁铁；
42.8铆钉搬运上料机构，81第二电机，82第三支撑板，83第三电机，84第四支撑板，85第六气缸，86第二夹爪气缸，87第二夹爪；
43.9收料单元。
【具体实施方式】
44.实施例一：
45.请参照图1
‑
图9，本实施例为杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备100，其包括杠铃片供料单元1、进行旋转运动的旋转盘2、等角度间隔设置在旋转盘2上的若干定位治具3、围绕旋转盘2设置的预压紧装置4、铆钉供料单元5、铆压装置6以及机器人搬运机构7。
46.本实施例围绕旋转盘2设置有杠铃片上料工位、杠铃片预压工位、铆压工位以及下料工位四个工位，旋转盘2上对应的设置有四个定位治具3，在所述铆压工位位置设置有将铆钉供料单元5输出端的铆钉抓取放置在定位治具3上的杠铃片对应位置的铆钉搬运上料机构8。
47.杠铃片供料单元1用于将堆叠状的杠铃片一片一片的分离出来，供机器人搬运机构7取走放置到旋转盘2上的定位治具3上。旋转盘2用于将定位治具3在各个工位之间进行流转；定位治具3用于定位支撑杠铃片；预压紧装置4用于将堆叠放置在定位治具3上的杠铃片压紧，防止上下层杠铃片之间未贴合；铆钉供料单元5用于将铆钉输送至所述铆压工位，
然后通过铆钉搬运上料机构8将铆钉放置到杠铃片对应的铆压孔中；铆压装置6用于将铆钉压入堆叠状杠铃片中，进而将杠铃片铆压成一个配重单元；机器人搬运机构7用于将单片杠铃片一片一片的抓取至所述杠铃片上料工位位置上的定位治具3上，然后将铆压成一个整体的配重单元从所述下料工位的定位治具3上取下然后放置到指定位置。
48.本实施例还设置有用于收集铆压后的配重单元的收料单元9。
49.杠铃片供料单元1包括供料小车11、具有与供料小车11对接的小车收容空间的供料机座12、设置在供料机座12上且将供料小车11上的堆叠状杠铃片整体向上托举的顶升单元13、位于供料机座12上部的杠铃片定位单元14、将最上层的杠铃片水平横向推送至杠铃片定位单元14上的分料单元15、以及对供料小车11进行定位锁紧的锁扣单元16。
50.供料小车11包括小车底板111、设置在小车底板111底部的行走轮112、设置在小车底板111上的推手113、可快换的设置在小车底板111上的若干弹夹治具114。小车底板111的前端设置有缓冲防撞块115，防止前端发生硬性碰撞。弹夹治具114通过快速夹钳116固定在小车底板111上，通过松开快速夹钳116，可将弹夹治具114取下，实现更换，以适用于不同形状的杠铃片。弹夹治具114包括第一支撑底板1141、固定设置在第一支撑底板1141上的若干限位导向杆1142、上下可活动的套设在限位导向杆1142上的活动托板1143。限位导向杆1142从杠铃片内部和/或外围限定杠铃片的位置，对杠铃片的上下运动提供导向，保障杠铃片上升过程中位置的稳定性。活动托板1143的两端伸出形成支托部，供顶升单元13托住实现顶升托举动作。
51.供料机座12上在所述小车收容空间的两侧设置有辅助导入滚轮121，减小供料机座12对供料小车11两侧的摩擦阻力。供料机座12上位于所述小车收容空间的底部设置有将供料小车11微微抬起的支撑滚轮组122，支撑滚轮组122包括若干形成一个支撑平面的滚珠。锁扣单元16包括第一气缸161、受第一气缸161驱动进行动作的锁块162，供料小车11的底部设置有与锁块162配合的锁扣部(图中未标识)。所述锁扣部可以采用缺口形式也可以采用挡块形式。锁块162可以通过上下运动伸入至所述锁扣部位置与其配合实现锁紧，也可以采用杠杆方式实现上下摆动进而运动至所述锁扣部位置与其配合实现锁紧。
52.顶升单元13包括第一电机131、受第一电机131驱动进行上下运动的且对称设置在供料小车11两侧的升降托板132。升降托板132通过托住活动托板1143的两端下表面，进而驱动活动托板1143进行上下运动。
53.杠铃片定位单元14包括承载底板141、位于承载底板141上的且对杠铃片的三个侧面进行定位的限位挡块142。分料单元15包括第二气缸151、受第二气缸151驱动进行水平运动的且将最上层杠铃片推送至承载底板141上并紧靠限位挡块142的分料推板152。
54.本实施例中杠铃片供料单元1共设置有三个，可用于同一种形状杠铃片的供料，也可以用于实现三种不同形状杠铃片的供料，可以根据配重设计需求灵活进行供料。每个杠铃片供料单元1中，可实现四组堆叠杠铃片的同时供料。
55.定位治具3包括第二支撑底板31、设置在所述第二支撑底板31上的若干支撑定位柱32、设置在所述第二支撑底板31上且对杠铃片中部位置进行定位的中部定位支撑柱33，所述支撑定位柱32共同形成一个支撑平面，并通过顶部的定位pin针头34插入至杠铃片对应的孔中实现精准定位。
56.预压紧装置4包括第三气缸41、受第三气缸41驱动进行上下运动的预压块42。预压
块42可采用硅胶块、或橡胶块、或塑胶块。
57.铆钉供料单元5包括振动盘51、与振动盘51输出端对接的供料流道52、设置在供料流道52下方的直振单元(图中未标识)、将供料流道52末端位置上平躺的铆钉夹持住并将其旋转至竖直状态的旋转夹持单元56，供料流道52的末端设置有一阻挡板53，阻挡住最前端的铆钉。供料流道52的末端还设置有检测末端是否有铆钉的传感器54。供料流道52的末端还形成有与末端铆钉位置对应的避让缺口55，供旋转夹持单元56中的夹爪伸入将铆钉夹走。旋转夹持单元56包括第四气缸561、受第四气缸561驱动进行上下运动的第一支撑板562、固定在第一支撑板562上的第五气缸563、受第五气缸563驱动进行旋转运动的第二支撑板564、固定在第二支撑板564上的第一夹爪气缸565、受第一夹爪气缸565驱动进行张开或夹持动作的第一夹爪566。
58.铆钉搬运上料机构8包括第二电机81、受第二电机81驱动进行左右移动的第三支撑板82、固定在第三支撑板82上的第三电机83、受第三电机83驱动进行前后移动的第四支撑板84、固定在第四支撑板84上的第六气缸85、受第六气缸85驱动进行上下运动的第二夹爪气缸86、受第二夹爪气缸86驱动进行张开或夹持动作的第二夹爪87。
59.铆压装置6包括第四电机61、受第四电机61驱动进行上下运动的铆压头62、位于所述铆压工位上方且获取该位置处的杠铃片图像的视觉图像采集装置63。
60.铆钉通过振动盘51有序的进入到供料流道52中，然后在所述直振单元的高频震动下，移动到供料流道52末端，被阻挡板53挡住，传感器54检测到铆钉到位后，旋转夹持单元56中的第一夹爪566旋转至水平位置夹住供料流道52末端的铆钉，然后再旋转90
°
呈竖直状态，此时，铆钉呈竖直状态；然后铆钉搬运上料机构8中的第二夹爪87移动至设定位置，将第一夹爪566上的铆钉夹持住然后移动至所述铆压工位上方，根据视觉图像采集装置63采集的杠铃片的图像，获取对应需要安装铆钉的位置，并将铆钉放入对应位置的铆压孔中，然后退出；铆压装置6中的第四电机61启动，驱动铆压头62下降将所有的铆钉一起压入至堆叠状的杠铃片中，将所有散片堆叠的杠铃片铆压成一个整体配重单元。
61.机器人搬运机构7包括机器人71、设置在机器人71活动末端的夹持模组72。夹持模组72包括固定支架721、固定在固定支架721上的第七气缸722、受第七气缸722驱动进行张开或夹持动作的杠铃片夹爪723、固定在固定支架721上的第八气缸724、受第八气缸724驱动进行上下运动的活动板725、固定在活动板725上的且顶持住杠铃片上表面的若干限位顶针726、固定在固定支架721下表面的一对称重磁吸模组727。称重磁吸模组727包括称重传感器7271、设置在重力传感器7271感应端的电磁铁7272。
62.在进行杠铃片上料时，通过第七气缸722驱动杠铃片夹爪723对称托住杠铃片的底部，然后通过限位顶针726向下顶持住杠铃片的上表面，将杠铃片固定限制在杠铃片夹爪723上；当移动至所述杠铃片上料工位时，杠铃片夹爪723松开，将杠铃片放置在定位治具3上；在进行下料时，通过称重磁吸模组727中的电磁铁7272通电，利用磁吸作用将铆接后的配重单元整体从所述下料工位处的定位治具3上吸附起来，同时，利用称重传感器7271对配重单元进行称重检测其重量，若检测不合格，则将其放置到废料箱中；若检测合格，则放置到收料单元9中。通过称重磁吸模组727可以保障生产出来的配重单元的重量严格符合设计要求，进而保障了产品质量。
63.本实施例杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备100的工作原理为：首先，杠铃片
呈堆叠状态放置在弹夹治具114上，一辆供料小车11上放满杠铃片后则被推送至供料机座12的小车收容空间内，然后锁紧固定；堆叠状的杠铃片通过顶升单元13逐步呈单片递升的形式向上移动，位于最上层的杠铃片则会被分料推板152横向水平推送出去，并进入到杠铃片定位单元14中进行精准的定位；到达杠铃片定位单元14中的杠铃片在进行精准定位后，被机器人搬运机构7中的杠铃片夹爪723夹持住放入到上料工位处的定位治具3上，重复上述杠铃片上料动作，直至定位治具3上的杠铃片达到设定数量；然后随着旋转盘2旋转至杠铃片预压工位，通过预压紧装置4将定位治具3上堆叠的杠铃片压紧，排除杠铃片之间的高度差空隙；然后旋转至铆压工位，同时，铆钉通过振动盘51输入到供料流道52末端，并通过旋转夹持单元56夹持出来旋转呈竖直状态，然后通过铆钉搬运上料机构8夹持竖直状态的铆钉上部，再根据杠铃片图像位置信息，对应系统中铆钉的放入位置，将铆钉放入对应的铆接孔中；然后通过铆压装置6中的铆压头62下压将铆钉一次性全部压入杠铃片中，将堆叠的杠铃片压接成一个整体形成一个配重单元；然后旋转至下料工位，通过机器人搬运机构7称重磁吸模组727将配重单元从定位治具3上吸附提起，同时对其重量进行称重检测，根据检测结果将配重单元放入到废料盒中或收料单元9中，在称重磁吸模组727断电后，为了防止配重单元粘附，第八气缸724可以驱动限位顶针726伸出将配重单元顶出，辅助下料。
64.本实施例杠铃片材全自动上料叠片压接一体设备100实现了杠铃片的自动上料、自动叠片、铆钉自动供料上料、铆钉与杠铃片的自动装配以及自动铆压、配重单元的自动下料与自动称重检测等一系列自动化操作，大大提高了生产效率；同时，在下料过程中完成了配重单元的自动称重检测，保障了产品质量，有效的解决了人为误差导致的配重单元中杠铃片数量配置不准的问题；整体设备结构紧凑，空间占用小。
65.以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。