一种摆料机技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种摆放工件用的摆料机。
背景技术
在零件加工过程中通常需要将零件按照一定的规则和顺序摆放，如
确认单个工件放置时的上端和下端和/或将多个工件按照一定的顺利摆
放在存料盘上。目前的摆放方式是利用人工手动摆料方式，这种摆料方
式存在下面几个问题：(1)摆料耗时多、效率低、人工成本大；(2)
刚刚完成加工的工件虽然经过初步冷却，但是余温仍可能将员工的手烫
伤，并且在摆放的时候存在撞伤零件表面的可能，而且人手与工件接触
会将汗水遗留在工件上，造成零件生锈；(3)在摆放过程中如果需要
人工取样，则取样的时间间隔不同，可能影响取样判断结果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种摆料机。为实现上
述发明目的，本发明所提供的技术方案如下：
一种自动摆料机，包括导向装置100、输送装置200、工件接收以
及正反确认装置300、工件正反调整装置400、工件取放装置500、料盘
存放装置600以及控制器C，其控制导向装置100、输送装置200、工
件接收以及正反确认装置300、工件正反调整装置400、工件取放装置
500、料盘存放装置600，其中：
导向装置100为漏斗形，其沿竖直方向设置并且由上到下逐渐收缩，
导向装置100的下端部的直径大于工件的最大径向尺寸并且小于工件的
最大轴向尺寸；
输送装置200包括第一横向导轨210和第一驱动机构，第一横向导
轨210的第一端211位于导向装置100正下方并且第一横向导轨210的
第二端212延伸接近工件正反调整装置400；
工件接收以及正反确认装置300安装于第一横向导轨210上并且在
第一驱动机构作用下沿第一横向导轨210移动，工件接收以及正反确认
装置300包括具有与工件的外形相配合的凹口的接收部310、下部320
以及设置于下部320的侧壁上的传感器330，传感器330将检测信号传
送至控制器，控制器基于检测信号向工件正反调整装置400输出控制信
号；
工件正反调整装置400基于控制器的控制信号对工件进行调整；
工件取放装置500包括设置于第一横向导轨210上方的纵向导轨
510、安装于纵向导轨510上可沿竖直方向伸缩的伸缩机构520、安装于
伸缩机构底部的夹持部件530以及驱动伸缩机构沿纵向导轨510移动的
第二驱动机构540，纵向导轨510的第一端511邻近第一横向导轨210
的第二端212并且在纵向方向覆盖了料盘存放装置600的纵向长度以及
第一横向导轨210的纵向长度；
料盘存放装置600位于纵向导轨510下方并且位于第一横向导轨
210的一侧。
优选地，传感器的安装位置高于工件沿第一方向竖直放入凹口内时
的第一端面S1的位置并且低于工件沿第二方向竖直放入凹口内时的第
二端面S2的位置，第一方向与第二方向相反。
优选地，工件正反调整装置400包括沿竖直面安装的旋转气缸410
以及安装于旋转气缸410上的旋转夹爪420，旋转夹爪420夹持工件的
凸出部在竖直平面内旋转以实现工件的第一端和第二端的位置互换。
优选地，料盘存放装置600包括横向地分别设置于纵向导轨510的
两侧的空料盘放置机构610和满料盘放置机构620。
优选地，空料盘放置机构610和满料盘放置机构620的外围均设有
挡板630。
优选地，还包括料盘输送装置700，料盘输送装置700设置于料盘
存放装置600下方，其包括第二横向导轨710、可移动地安装于第二横
向导轨710上的支承机构720、设置于支承机构720顶端的用于承托料
盘的托板730以及驱动支承机构720横向运动的第三驱动机构740。
优选地，料盘输送装置700的支承机构720内部还设有升降机构，
升降机构在升降过程中带动托板730升降，空料盘放置机构610和满料
盘放置机构620包括纵向地设置在料盘两端的保持部件640或640’以及
容许料盘上下移动的开放空间650或650’，保持部件640或640’包括用
于承托料盘的基板641或641’以及驱动基板内外移动的驱动部件642或
642’，托板的面积小于料盘的底面积。
优选地，料盘输送装置700外侧设有取样盘放置部件800，取样盘
放置部件800与支承机构720连接并与其同步移动。
优选地，摆料机还包括振动器900，振动器900连接于导向装置100
上。
优选地，摆料机还包括进料装置1000，进料装置1000位于导向装
置100开口的上方，进料装置的底部设有可移动的封口板，工件在封口
板打开时移动至导向装置100内。
如上所述，本发明所述的摆料机具有以下有益效果：实现自动摆料，
提高生产效率，降低人工成本；避免了手动摆料腐蚀工件的问题；各个
装置均由控制器自动控制，操作精准，取样测试结果更准确。
附图说明
图1示出了本发明的摆料机所摆放的示例性工件的示意图；
图2示出了根据一个实施例的本发明的摆料机的俯视图；
图3示出了根据一个实施例的本发明的摆料机的主视图；
图4示出了根据一个实施例的本发明的摆料机的左视图；
图5示出了工件沿第一方向放入工件接收以及正反确认装置的示意
图；
图6示出了工件沿第二方向放入工件接收以及正反确认装置的示意
图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员
根据本说明书所披露的内容可以容易地了解本发明的其他优点与功效。
本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书
中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神的
前提下进行各种修饰或改变。
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方
式说明本发明的基本构想，附图中仅示出与本发明中有关的组件而非按
照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型
态、数量及比例可随意改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。
图1示出了适用于本发明的摆料机的工件的示意图，该工件具有中
间凸出部分、分别位于中间凸出部分两侧的较短的第一端和较长的第二
端。工件在轴向方向A的尺寸大于其沿径向方向的尺寸。
参照图2-4，其示出了根据本发明的一个实施例的摆料机的示意图，
包括导向装置100、输送装置200、工件接收以及正反确认装置300、工
件正反调整装置400、工件取放装置500、料盘存放装置600以及控制
器。
其中，导向装置100为漏斗形，例如但不限于Y形漏斗，其沿竖直
方向设置并且由上到下逐渐收缩，导向装置100的下端部的直径大于工
件的最大径向尺寸并且小于工件的最大轴向尺寸。
输送装置200包括第一横向导轨210和第一驱动机构(未示出)，
第一横向导轨210的第一端211位于导向装置100正下方并且第一横向
导轨210的第二端212延伸接近工件正反调整装置400。
工件接收以及正反确认装置300安装于第一横向导轨210上并且在
第一驱动机构作用下沿第一横向导轨210移动，工件接收以及正反确认
装置300的具体结构将结合图5和图6详细描述。
工件正反调整装置400基于控制器C的控制信号对工件进行调整。
工件取放装置500包括设置于第一横向导轨210上方的纵向导轨
510、安装于纵向导轨510上可沿竖直方向伸缩的伸缩机构520、安装于
伸缩机构底部的夹持部件530以及驱动伸缩机构沿纵向导轨510移动的
第二驱动机构540，纵向导轨510的第一端511邻近第一横向导轨210
的第二端212并且在纵向方向覆盖了料盘存放装置600的纵向长度以及
第一横向导轨210的纵向长度。
料盘存放装置600位于纵向导轨510下方并且位于第一横向导轨
210的一侧。
参照图5和图6，其显示了工件接收以及正反确认装置300的示意
图，工件接收以及正反确认装置300包括接收部310、下部320以及设
置于下部320的侧壁上的传感器330。工件接收以及正反确认装置300
具有与工件的外形相配合的凹口，凹口包括位于接收部310上的直径较
大的部分和位于下部320上的直径较小的部分。传感器330的安装位置
高于工件沿第一方向竖直放入凹口内时的第一端面S1的位置并且低于
工件沿第二方向竖直放入凹口内时的第二端面S2的位置。传感器330
可以是光电传感器、红外传感器等。当工件较短的第一端放入凹口接收
部310内时，工件的下端不会遮挡传感器前方的位置，因此传感器内的
信号不会发生变化，由此判断工件的较短的第一端位于下方；相反，当
工件较长的第二端放入凹口接收部310内时，工件的下端遮挡了传感器
的前方位置，因此传感器内信号发生变化，由此判断工件较长的第二端
位于下方。
上述驱动机构可以选用气动装置(例如气缸)、电动驱动机构(例
如电机)等。工件正反调整装置400包括沿竖直面安装的旋转气缸410
以及安装于旋转气缸410上的旋转夹爪420，旋转夹爪420夹持工件的
凸出部在竖直平面内旋转以实现工件的第一端和第二端的位置互换。
在这种实施方式中，工件首先放置于导向装置100内，由于导向装
置100的尺寸限制，工件只能以沿A轴方向进入导向装置100的底部，
并从导向装置100的底部滑出，落入下方的工件接收以及正反确认装置
300。工件接收以及正反确认装置300的传感器330检测工件的正反，
工件的正反可以基于工件两端长度不同所造成其放入接收以及正反确
认装置300内时底部的高度不同来确认。确认完毕后，传感器330向控
制器C发送信号，控制器C控制工件正反调整装置400的旋转夹爪420
加持住工件在竖直平面内旋转180°，实现工件上下两端的对换。之后，
工件取放装置500的伸缩机构520带动夹持部件530一起移动至工件上
方，伸缩机构520向下移动，夹持部件530夹紧工件并向上收缩，伸缩
机构520沿纵向导轨510移动至料盘上方，伸缩机构520向下移动至工
件与料盘接触，夹持部件530释放工件，伸缩机构520向上移动，完成
一次摆料程序。
在本发明的另一优选实施例中，如图2和图3所示，料盘存放装置
600包括横向地分别设置于纵向导轨510的两侧的空料盘放置机构610
和满料盘放置机构620。空料盘放置机构610和满料盘放置机构620的
外围均设有挡板630，挡板630分别设置在邻近料盘放置位置的四个角
处，挡板630可以是弯角形挡板。在料盘存放装置600下方设置有料盘
输送装置700，其包括第二横向导轨710、可移动地安装于第二横向导
轨710上的支承机构720、设置于支承机构720顶端的托板730以及驱
动支承机构720横向运动的第三驱动机构740，托板730用于承托料盘。
料盘输送装置700的支承机构720内部还设有升降机构(未示出)，升
降机构在升降过程中带动托板730升降，空料盘放置机构610和满料盘
放置机构620包括纵向地设置在料盘两端的保持部件640或640’以及容
许料盘上下移动的开放空间650或650’，保持部件640或640’包括用于
承托料盘的基板641或641’以及驱动基板内外移动的驱动部件642或
642’。托板730的面积小于料盘的底面积以确保托板730能够在料盘下
方自由移动而不受基板的限制。
利用这种实施方式中可以实现料盘的自动移动、更换和输送。当需
要一个新的空料盘时，料盘输送装置700移动至空料盘放置机构610正
下方，此时，多个料盘叠放在保持部件640的基板641上，料盘输送装
置700移动到位后，升降机构上升，顶起上方的空料盘。控制器C控制
驱动部件642向外移动，将基板641移动至外侧，控制器C控制升降机
构下降至倒数第二层空料盘的底面略高于基板641，控制器C控制驱动
部件642向内移动，基板641插入倒数第二层空料盘的下部，升降机构
继续下降，将最下层的空料盘与其他空料盘分离。之后，支承机构720
沿第二横向导轨710横向移动，使得料盘最前排存料口与夹持部件530
的横向位置对齐。
一般情况下，一个料盘上可以按例如10X10的矩阵或其他形式的矩
阵设有多个存料口(即工件放置的位置)。工件的纵向填充依靠夹持部
件530的纵向运动来实现，工件的横向填充依靠支承机构720的横向移
动来实现。当整个料盘都放满工件后，支承机构720带动托板730上的
满料盘横向移动至满料盘放置机构620下方，到位后，升降机构向上顶
起满料盘，托板730上的满料盘与之前放置的满料盘的底部接触，从而
托起多层满料盘，控制器C控制驱动部件642’向外移动，将基板641’
移动至外侧，控制器C控制升降机构上升至最下层满料盘的底面略高于
基板641’，控制器C控制驱动部件642’向内移动，基板641’插入最下
层满料盘的下部，升降机构下降，满料盘放置到位。
工件在摆放过程中也可以取样检测，如图1所示，料盘输送装置700
外侧设有取样盘放置部件800，取样盘放置部件800与支承机构720连
接并与其同步移动，夹持部件530根据控制器C内预设的规则进行取样，
并放置于取样盘中。在一个实施例中，本发明所适用的工件是高压共轨
柴油发动机电控喷油器用电磁阀阀体。由于其加工周期为6个一组，因
此设定其取样规则为连续夹取6个工件放入取样盘中。
在本发明的一个优选实施例中，如图1所示摆料机还包括进料装置
1000，进料装置1000位于导向装置100开口的上方，进料装置1000的
底部设有可移动的封口板，工件在封口板打开时移动至导向装置100内。
摆料机还包括振动器900，振动器900连接于导向装置100上，振动器
900振动使导向装置100内的工件振动，促进工件进入导向装置100。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详
细，但并不能因此而理解为对本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。