杯形粉末制品的一体化生产系统及生产方法与流程

1.本发明涉及超硬材料金刚石合成技术领域，尤其涉及一种杯形粉末制品的一体化生产系统及生产方法。


背景技术：

2.粉末制品是将粉末通过液压机压制成型、烧结制成的，其中，杯体状的粉末制品是粉末制品中最为重要的种类之一。目前，杯体粉末制品的压制方法包括压制成型、人工翻面、装盘、装车等工序，其中，翻面前通过送料盒把产品推到模具腔体前端，操作者用钩子把产品刮到送料托板前端，人工拿起产品并翻面后码放在专用盘中，待一盒装满人工再装入专用车上。该方法存在以下几点缺陷：1.员工用钩子把产品刮到送料托板前端，存在压手隐患；2.人工刮产品、翻面、摆盘、装车，劳动强度极大；3.液压机压制出的制品状态为杯底朝上，无法实现自动化码盘；4.一人只能操作一台设备，需耗费大量人力。
3.公开号为cn108994679a的中国发明专利说明书中公开了一种环状薄壁粉末制品的一体化生产流程及其生产系统，该方法能够实现环状薄壁粉末制品的压制成型、铣磨、转运和码盘整个过程的自动化，但是由于压制成型后的粉末制品本身较脆弱，被自动码盘机的抓取机械手抓取时容易导致产品碎裂；此外，杯形粉末制品不需要铣磨，码盘后还需要送入烘干窑进行烘干，该方法不适用于杯形粉末制品。


技术实现要素：

4.本发明所解决的技术问题是提供一种杯形粉末制品的一体化生产系统及生产方法，从而大大降低了人工劳动强度，解决了杯形粉末制品生产的自动化程度低，码盘时产品容易碎裂的问题。
5.本发明的技术方案如下：本发明公开了一种杯形粉末制品的一体化生产系统，包括用于将产品压制成杯形的压制成型机构、用于将压制成型的产品翻面的自动翻面机构、用于将翻面后的产品码盘的自动码盘机构、用于将码盘后的产品装车的自动装车机构、用于将翻面后的产品转运至自动码盘机构的产品转运机构、可编程控制器与烘干窑；自动码盘机构的专用盘暂存台台面与自动装车机构的满盘暂存台台面高度相同或基本相同；可编程控制器分别与压制成型机构、自动翻面机构、自动装车机构和产品转运机构电气连接并控制其动作。
6.进一步地，压制成型机构包括多台液压机、位于液压机滑块下方并与滑块固定连接的用于压制产品的压头，设置在压头正下方的模腔，与油缸连接用于把物料送入模腔的送料盒，滑块下端面固定安装有推板气缸，推板气缸前端安装第一推板，推板气缸安装位置保证推板气缸活塞杆伸出时第一推板把产品推入翻斗仓内；自动翻面机构包括翻斗仓、转动轴和旋转气缸，翻斗仓的后端固定连接转动轴的一端，其前端固定连接旋转气缸的缸体，转动轴和缸体均置于翻斗仓支架上，转动轴的另一端通过轴承和轴承套固定在翻斗仓支架上。
7.进一步地，自动码盘机构包括支架、码盘轨道、专用盘暂存台、可以在前后、上下、左右方向上运动的运动机构、与运动机构连接的第一横梁，第一横梁下方安装有负压吸盘固定板，负压吸盘固定板的下方固定安装有多个真空负压吸盘，真空负压吸盘通过吸管连接至真空发生器，专用盘暂存台上放置有产品专用盘；产品转运机构包括第一传送带、与自动码盘机构的产品入口连接的第二传送带和倾斜设置且前端低后端高的滑道，滑道的后端连接第一传送带的前端，滑道的前端连接第二传送带的后端，滑道上设置有用于剔除碎裂不良品的废料漏料孔；在第一传送带上方位于相邻的两台液压机之间的位置设置有产品分隔装置，产品分隔装置包括分隔气缸和u形活动棒，u形活动棒设置在分隔气缸的运动部件上。
8.进一步地，自动装车机构包括专用盘移动机构、产品专用车和用于限定产品专用车位置的限位装置；专用盘移动机构包括专用盘暂存装置、抓盘机械手装置、用于放置产品专用盘的托盘架、用于将放置在托盘架上的产品专用盘推出的推出装置、分别通过联轴器连接至第一电机、第二电机和第三电机的第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠；分别用于固定第一电机、第二电机、第三电机的第一支架、第二支架和第三支架；所述第一丝杠轴向垂直与地面，在其上设置有可沿第一丝杠上下滑动的第一丝杠螺母；第三丝杠轴向垂直与第一丝杠且随第一丝杠螺母上下运动，在第三丝杠上设置有可沿第三丝杠滑动的第三丝杠螺母；第二丝杠轴向垂直与第一丝杠和第三丝杠组成的平面且其上设置有第二丝杠螺母；第二支架和托盘架均与所述第三丝杠螺母固定连接；第一支架底端固定在地面上，第三支架与第一丝杠螺母固定连接，所述推出装置包括第二推板和推杆。
9.进一步地，第一支架、第二支架和第三支架上分别设有平行于第一丝杠的第一直线导轨、平行于第二丝杠的第二直线导轨和平行于第三丝杠的第三直线导轨，所述第一丝杠螺母、第二丝杠螺母和第三丝杠螺母上分别固定有第一滑块、第二滑块与第三滑块；第一滑块、第二滑块与第三滑块分别可沿第一直线导轨、第二直线导轨和第三直线导轨滑动。
10.进一步地，限位装置包括防止产品专用车前后移动的限位轨道以及防止产品专用车左右移动的电磁铁；专用盘暂存装置包括第二专用盘暂存台和暂存台支架；抓盘机械手装置包括抓盘支架，抓盘小车和机械手臂，抓盘支架的横梁上设置有直线导轨，抓盘小车可沿直线导轨前后运动；机械手臂的一端固定连接抓盘小车，另一端固定连接升降气缸，升降气缸的活塞杆轴向垂直地面且固定连接夹爪横梁，所述夹爪横梁的两端分别设置有夹紧气缸，夹紧气缸的活塞杆可以在水平方向上前后运动且其上连接有夹爪；所述可编程控制器分别与所述旋转气缸、抓盘机械手装置、推板气缸、第一电机、第二电机、第三电机以及分隔气缸相连接，用于控制其动作。
11.本发明还公开了一种杯形粉末制品的一体化生产方法，包括以下步骤：（1）采用液压机将产品压制成杯形；（2）将压制成型的产品送入翻斗舱内进行翻面并将压制成型的产品送到产品转运机构上；（3）将翻面后的产品通过产品转运机构送入自动码盘机构进行自动码盘；（4）将码盘后的产品装入专用车；（5）将码盘后的产品送入烘干窑进行烘干。
12.进一步地，步骤（2）具体包括以下过程：
（2.1）液压机将产品压制成型后，液压机的滑块上升回到上限位置，顶出装置将压制成型的产品从模腔里顶上来；（2.2）送料机构把产品推到模腔右边的指定位置同时将物料送入模腔内部；（2.3）送料机构归位，液压机的滑块开始向下运动，压制下一批产品，滑块到下限位时下一批产品被压制成型，同时推出机构把压制成型的产品推到翻斗仓内；（2.4）旋转气缸带动翻斗仓顺时针旋转合适的角度，使压制成型的产品顺着翻斗仓滑到产品转运机构上；（2.5）旋转气缸带动翻斗仓逆时针旋转回到原来位置。
13.进一步地，液压机有多台，在相邻的液压机之间设置有产品分隔装置，在任意一台液压机将产品压制成型的时刻，该台液压机后方距离最近的产品分隔装置动作，阻止后方的压制成型的产品往前方继续运输。
14.进一步地，步骤（3）中的自动码盘机构通过负压吸盘抓取产品进行自动码盘，具体包括以下过程：（3.1）产品依次进入自动码盘机轨道，自动码盘机对进入轨道的产品数量进行计数；（3.2）当轨道上装满产品后，负压吸盘移动至轨道上方，此时，负压吸盘上并排设置的多组吸盘依次与产品一一位置对应，每组吸盘分别位于产品的中心上方；（3.3）负压吸盘下降，每组吸盘与负压发生器配合将夹持的产品转运至产品专用盘内进行码盘。
15.步骤（4）具体包括以下过程：（4.1）将专用车推到指定位置处，（4.2）通过抓盘机械手抓取产品专用盘至自动装车机的托盘架上；（4.3）利用伺服电机和丝杠带动托盘架做上下和前后运动，使产品专用盘移动至与专用车的车厢相对应位置；（4.4）利用伺服电机和丝杠把产品专用盘推进专用车车厢内。
16.本发明的有益效果为：本发明公开的杯形粉末制品的一体化生产流程通过将压制成型和自动翻面、自动码盘、自动装车等工序集成为一体化的连续生产流程，实现产品的一体化生产，不仅降低了员工劳动强度，解决了杯形粉末制品生产的自动化程度低，产品容易碎裂的问题，而且提高了安全性。
17.通过设置自动翻面机构对产品进行翻面，使得杯形粉末制品变为杯口朝上，以便于自动码盘机构的真空吸盘对产品进行吸取。
18.通过在产品转运机构上设置有漏料孔，以便将碎裂的不良品剔除，降低了次品率。
19.通过负压吸盘抓取产品进行自动码盘，避免了杯形粉末制品发生碎裂的情况。
20.通过设置限位轨道和电磁铁，使得产品专用车在装车时，车身不会在前后和左右方向上晃动。
附图说明
21.图1为杯形粉末制品一体化生产系统的主视图；
图2为杯形粉末制品一体化生产系统的俯视图；图3为自动码盘机构的吸附装置示意图；图4为自动装车机构的主视图；图5为自动装车机构的左视图；图6为自动装车机构的俯视图。
具体实施方式
22.如图1图2所示，一种杯形粉末制品的一体化生产系统，包括用于将产品压制成杯形的压制成型机构、用于将压制成型的产品翻面的自动翻面机构、用于将翻面后的产品码盘的自动码盘机构19、用于将码盘后的产品装车的自动装车机构17、用于将翻面后的产品转运至自动码盘机构的产品转运机构、可编程控制器与烘干窑；自动码盘机构的专用盘暂存台14的台面与自动装车机构的满盘暂存台11的台面连接并持平，专用盘暂存台14和满盘暂存台11的上均设置有辊道，以便专用盘暂存台上装满产品的产品专用盘输送到满盘暂存台11上进行自动装车。压制成型机构包括多台液压机1、滑块2、用于压制产品的压头28、设置在压头正下方的模腔23，与油缸连接的送料盒。在液压机的滑块2下端面固定设置有推板气缸，推板气缸的活塞杆上安装有第一推板3，推板气缸安装位置保证气缸活塞杆伸出时推出板能够把产品推入翻斗仓内。自动翻面机构包括翻斗仓4、转动轴24和旋转气缸6，翻斗仓的后端固定连接转动轴24的一端，其前端固定连接旋转气缸6的转动部件，转动轴24和旋转气缸6的缸体均置于翻斗仓支架上，转动轴24的另一端通过轴承和轴承座固定在翻斗仓支架上。旋转气缸6的转动部件带动翻斗仓4转动。自动码盘机构19包括码盘轨道、专用盘暂存台、可以在前后、上下、左右方向上运动的运动机构、与运动机构连接的第一横梁20，如图3所示，第一横梁20下表面固定安装有多个真空负压吸盘21，在码盘机支架上71上固定安装有真空发生器18，真空负压吸盘21通过连接管连接至真空发生器18的入气口，真空发生器18的出气口通过连接管连接至阀组70，阀组70连接有电磁阀72，电磁阀72与气源连接；电磁阀的控制端连接至可编程控制器；在专用盘暂存台上放置有产品专用盘12。本发明公开的自动码盘机构只是在现有技术上做了改进，将机械手替换为了第一横梁，在其上固定安装了多个真空负压吸盘并将真空负压吸盘连接至真空发生器。自动码盘机构的其他部分均为现有技术，因此不再赘述其结构。产品转运机构包括第一传送带5、与自动码盘机构的码盘轨道连接的第二传送带10和倾斜设置且前端低后端高的滑道9，滑道9的后端连接第一传送带的前端，滑道9的前端连接第二传送带的后端，所述滑道上设置有用于剔除碎裂不良品的废料漏料孔；在第一传送带上方位于相邻的两台液压机1之间的位置设置有产品分隔装置，产品分隔装置包括分隔气缸8和u形活动棒7，分隔气缸8设置于传送带上方，u形活动棒7设置在分隔气缸8的活塞杆上。
23.如图4-图6所示，自动装车机构包括专用盘移动机构、产品专用车50和用于限定产品专用车位置的限位装置。产品专用车50设置有多层车厢，每层车厢内可放置2个产品专用盘12。专用盘移动机构包括专用盘暂存装置、抓盘机械手装置、用于放置产品专用盘的托盘架41、推出装置、分别通过联轴器69连接至第一电机28、第二电机30和第三电机29的第一丝杠13、第二丝杠27和第三丝杠15。第一丝杠13轴向垂直于地面，在其上设置有第一丝杠螺母37；第三丝杠15轴向垂直于第一丝杠13且其上设置有第三丝杠螺母31；第二丝杠27轴向垂
直于第一丝杠和第三丝杠组成的平面且其上设置有第二丝杠螺母38；第一电机28、第二电机30和第三电机29分别固定安装在第一支架60、第二支架61和第三支架62上。为了保障螺母沿着丝杠滑动时不会发生旋转，在第一支架60、第二支架61和第三支架62上分别设有平行于第一丝杠13的第一直线导轨66、平行于第二丝杠27的第二直线导轨67和平行于第三丝杠15的第三直线导轨68，第一丝杠螺母37、第二丝杠螺母38和第三丝杠螺母31上分别固定有第一滑块63、第二滑块64与第三滑块65；第一滑块63、第二滑块64与第三滑块65分别可沿第一直线导轨66、第二直线导轨67和第三直线导轨68滑动。托盘架41和第二支架61与第三丝杠螺母固定连接；第三支架62与第一丝杠螺母37固定连接，第一支架60的底部固定在地面上。第一丝杠13、第二丝杠27和第三丝杠15未与电机连接的一端通过轴承和轴承座分别固定在第一支架60、第二支架61和第三支架62上。推出装置包括第二推板42和推杆43，推杆43一端固定在第二丝杠螺母38上，另一端固定连接有第二推板42。限位装置包括防止产品专用车前后移动的电磁铁45以及防止产品专用车左右移动的限位轨道46；专用盘暂存装置包括满盘暂存台47和暂存台支架48；抓盘机械手装置包括抓盘支架40，抓盘小车49和机械手臂39，抓盘支架40的横梁上设置有直线导轨，抓盘小车49可沿直线导轨前后运动；机械手臂39的一端固定连接抓盘小车49，另一端固定连接升降气缸32，升降气缸32的活塞杆轴向垂直地面且固定连接夹爪横梁34，夹爪横梁34的两端分别设置有夹紧气缸35，夹紧气缸35的活塞杆可以在水平方向上前后运动且其上连接有夹爪36；可编程控制器分别与旋转气缸、抓盘小车、升降气缸、夹紧气缸、推板气缸、第一电机、第二电机、第三电机以及分隔气缸相连接，用于控制其动作。通过设置第一支架60、第二支架61、和第三支架62用来固定电机，将第一丝杠13、第二丝杠27和第三丝杠15未与电机连接的一端通过轴承和轴承座分别固定在支架上，使得自动装车机构的工作更加稳定可靠。
24.杯形粉末制品的一体化生产系统的工作过程为：首先，采用液压机将产品压制成杯形。然后将压制成型的产品送入翻斗舱内进行翻面并将压制成型的产品送到产品转运机构上；接着，将翻面后的产品通过产品转运机构送入自动码盘机构进行自动码盘；将码盘后的产品装入专用车；最后将码盘后的产品送入烘干窑进行烘干。
25.采用液压机将产品压制成杯形为现有技术，因此不再对其压制方法做详细说明。
26.将压制成型的产品送入翻斗舱内进行翻面并将压制成型的产品送到产品转运机构上具体包括以下过程：（2.1）液压机将产品压制成型后，液压机的滑块上升回到上限位置，顶出装置将压制成型的产品从模腔里顶上来；（2.2）送料机构把产品推到模腔右边的指定位置同时将物料送入模腔内部；（2.3）送料机构归位，液压机的滑块开始向下运动，压制下一批产品，滑块到下限位时下一批产品被压制成型，同时推板气缸动作，推板气缸的活塞杆带动第一推板3动作，把压制成型的产品推到翻斗仓内；（2.4）旋转气缸6带动翻斗仓顺时针旋转合适的角度如220度，使压制成型的产品顺着翻斗仓滑到第一传送带上；（2.5）旋转气缸6带动翻斗仓逆时针旋转回到初始位置。
27.压制成型的产品依次首先在第一传送带5的带动下向前运动；经过滑道9时，碎裂的不良品会通过漏料孔掉出。到达滑道前端后沿着第二传送带10进入自动码盘机构的码盘
轨道。
28.自动码盘机构对产品进行自动码盘具体包括以下过程：（3.1）产品依次进入自动码盘机轨道，自动码盘机对进入轨道的产品数量进行计数；（3.2）当轨道上装满产品后，负压吸盘移动至轨道上方，此时，负压吸盘上并排设置的多组吸盘依次与产品一一位置对应，每组吸盘分别位于产品的中心上方；（3.3）负压吸盘下降至杯形粉末制品杯口位置，可编程控制器打开电磁阀，阀组被打开，真空发生器开始工作，使吸盘内产生负压从而吸住产品，然后将吸附的产品转运至产品专用盘内进行码盘。
29.自动装车机构对码盘后的产品进行自动装车具体包括以下过程：（4.1）将专用车50推到指定位置处，接通电磁铁45的电源，对产品专用车产生一个吸力，防止产品专用车左右移动。
30.（4.2）通过抓盘机械手抓取产品专用盘至自动装车机构的托盘架41上；该过程为：首先抓盘小车49带动机械手臂39前后运动，使夹爪横梁34运动至产品专用盘的正上方，然后升降气缸32动作，在活塞杆的带动下，夹爪横梁34向下运动到产品专用盘的位置；接着夹紧气缸动作，在夹紧气缸活塞杆的带动下，两端的夹爪36抓取专用盘；然后升降气缸32的活塞杆向上运动至初始位置，抓盘小车49带动机械手臂39向前运动至托盘架41的正上方，通过升降气缸和夹紧气缸的动作，将产品专用盘放置在托盘架41上。
31.（4.3）利用第一丝杠13和第一电机28带动第一丝杠螺母37上下运动，使托盘架运动至指定车厢的高度，同时第三丝杠15和第三电机29带动第三丝杠螺母31前后运动，使托盘架运动至与指定车厢相对应的位置。
32.（4.4）第二丝杠27和第二电机30动作，带动第二丝杠螺母38左右运动，从而带动第二推板42左右运动，将专用盘推进专用车车厢内。
33.杯形粉末制品的一体化生产方法已在杯形粉末制品的一体化生产系统的工作过程中记载，因此不在赘述。
34.最后应说明的是：在本发明的描述中，是将压制成型的产品前进的方向定义为前方，其相反方向定义为后方，将面向前方时左手边的方向定义为左方；需要理解的是，术语
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前”、“后”、上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。