棒材分离上料机的制作方法

1.本实用新型属于棒材上料技术、具体涉及一种棒材分离上料机。


背景技术：

2.在有物料搬运领域，有以下几种控制技术和概念：
3.可编程逻辑控制器(plc)，是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
4.伺服电机(servo motor)，是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
5.平面直角坐标系，是在同一个平面上互相垂直且有公共原点的两条数轴构成平面直角坐标系，简称直角坐标系(rectangular coordinates)。通常，两条数轴分别置于水平位置与垂直位置，取向右与向上的方向分别为两条数轴的正方向。水平的数轴叫做x轴(x-axis)或横轴，垂直的数轴叫做y轴(y-axis)或纵轴，x轴y轴统称为坐标轴，它们的公共原点o称为直角坐标系的原点(origin)，以点o为原点的平面直角坐标系记作平面直角坐标系xoy。
6.当前，有些铝棒挤压加工企业针对铝棒上料的使用情况，普遍分为以下几种形式：
7.1、将铝棒从运输料盘将上解开捆包带，人工一根一根的将从料盘吊到生产线上，需要专人上料，占用行车，效率低下。
8.2、将铝棒从运输料盘整理成标准的摆放顺序，利用重力，铝棒从高处滚到地处实现上棒。由于滚动范围有限，导致铝棒经常与两侧导向边缘摩擦卡住，需要人工干预才能滑到生产线入口。
9.上述两种方式均不能直接从原料框上料，对于各种铝棒料盘摆放适应性差，需要专人手动逐个将铝棒摆放到适当的上料位置，浪费人工，效率低下。


技术实现要素：

10.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种棒材分离上料机及其控制方法，能够实现从原料框直接进行自动上料，安全可靠且稳定，提高生产效率，节约人力成本。
11.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：
12.一方面，一种棒材分离上料机，包括原料框，还包括：
13.x轴向伺服机构，包括布置于原料框两侧的水平轨道、布置于水平轨道上的支撑
架、驱动支撑架沿水平轨道上移动的x轴向伺服电机；
14.y轴向伺服机构，包括布置于支撑架上的纵向轨道、驱动夹持机构沿纵向轨道上移动的y轴向伺服电机；
15.夹持机构，包括成对设于纵向轨道上的定位抓和夹持抓、分别控制定位抓和夹持抓动作的定位气缸和夹持气缸；
16.plc控制器，分别与x轴向伺服电机、y轴向伺服电机、定位气缸、夹持气缸相电连接。
17.另一方面，一种棒材分离上料机的控制方法，包括以下步骤：
18.a.确定原料框中各个棒材的平面x轴和y轴坐标位置并设置到plc控制器上；
19.b.以最上层起始位置的棒材，确定为第一只要抓取上料的棒材，并通过计算获得同层的各个棒材坐标位置及下层各个棒材的位置；
20.c.通过plc控制器控制x、y轴向伺服电机驱动夹持机构移至待抓取的棒材的坐标位置，控制定位气缸驱动伸出定位抓对待抓取的棒材一端进行定位，再控制夹持气缸驱动伸出夹持抓对待抓取的棒材另一端进行夹持；
21.d.通过plc控制器控制x、y轴向伺服电机驱动夹持机构移至设定投料点进行投料；
22.e.重复步骤c～d，根据相应坐标对其余棒材进行依次抓取并投料。
23.在步骤c中：所述同层的各个棒材坐标位置由第一只要抓取上料的棒材坐标位置与已知棒材直径相计算获得；所述下层各个棒材的位置由相邻层棒材的水平错位偏差与已知棒材直径相计算获得。
24.在步骤c～e中，通过plc控制器对各伺服机构的驱动位置进行监控，对异常情况进行相应的报警提示。
25.采用本实用新型的棒材分离上料机及其控制方法，具有以下优点：
26.1、将要抓取的棒材分布在二维坐标上，可方便精确定位，有序抓取上料；
27.2、设置简单，设定原料框第一只棒材的位置，即可根据棒材在料框中的相对位置计算出所有其他棒材的位置；
28.3、通过plc控制器自动控制，无人看管，自动运行，使人工从体力劳动中解放出来，提高生产效率，节约人力成本。
附图说明
29.图1为本实用新型的棒材分离上料机的立体示意图；
30.图2为本实用新型的棒材分离上料机的侧视图；
31.图3为本实用新型的棒材分离上料机的正视图。
具体实施方式
32.本实用新型的棒材分离上料机如图1-图3所示，包括原料框1，原料框1(或原料盘等)，还包括：
33.x轴向伺服机构，包括布置于原料框1两侧的水平轨道2、布置于水平轨道2上的门框形支撑架3、驱动支撑架3沿水平轨道2上移动的x轴向伺服电机4；
34.y轴向伺服机构，包括布置于支撑架3上的纵向轨道5、驱动夹持机构沿纵向轨道5
上移动的y轴向伺服电机6；
35.夹持机构，包括成对设于纵向轨道5上的定位抓7和夹持抓8、分别控制定位抓7和夹持抓8动作的定位气缸9和夹持气缸10；
36.plc控制器，分别与x轴向伺服电机4、y轴向伺服电机6、定位气缸9、夹持气缸10相电连接。
37.上述的棒材分离上料机的控制方法，包括以下步骤：
38.a.首先，确定原料框1中各个棒材11的平面x轴和y轴坐标位置并设置到plc控制器上；
39.b.其次，以最上层起始位置的棒材11，确定为第一只要抓取上料的棒材11，并通过第一只棒材11坐标位置与相邻两根棒材11的已知直径相加，计算出其同层的各个棒材11坐标位置，再通过上下层相邻棒材11的水平错位偏差和上下直径相加，可计算获得其余各层各个棒材11的坐标位置；
40.c.然后，通过plc控制器控制x、y轴向伺服电机6驱动夹持机构移至待抓取的棒材11的坐标位置，其中，x轴向伺服机构用作水平定位，y轴伺服机构用作垂直高度定位，当到达待抓取的棒材11的坐标位置后，控制定位气缸9驱动伸出定位抓7对待抓取的棒材11一端进行抓取定位，再控制夹持气缸10驱动伸出夹持抓8对待抓取的棒材11另一端进行夹持，通过定位抓7与夹持抓8从两端夹持住棒材11；
41.d.通过plc控制器控制x、y轴向伺服电机6驱动夹持机构移至设定投料点，通过控制定位气缸9与定位气缸9缩回，用以进行投料；
42.e.重复步骤c～d，根据相应坐标对其余棒材11进行依次抓取并投料。
43.在上述步骤c～e过程中，还可通过plc控制器对各伺服机构的驱动位置进行监控，一旦发生异常情况，可及时进行相应的如声光等报警提示，方便维护人员进行维修和故障修复。
44.采用本实用新型的棒材11分离上料机，对于操作人员来说，只需要一次设置好第一根棒材11的坐标位置，通过人机界面输入，plc就会自动计算出整个料框所有棒材11的坐标位置，无需人工计算，而且数据被plc保存，以后也可以无需再次设定，一劳永逸。当然，根据棒材11在运输原料框1或盘上的摆放方式不同，根据本实用新型的控制方法原理，可以相应设计出几种抓取方式以适应不同原料框1提供的棒材11进行上料，改变抓取路径和抓取位置，完全由程序控制，非常灵活适应性强。另外，投料点的坐标也可根据实际需求进行灵活设置，完全能够满足诸如铝、镁、铜等棒材11的搬运与移栽的自动作业需求。
45.但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。