1.本发明涉及汽车零部件自动化装配技术领域，具体而言，涉及一种单工位石墨印刷机自动上下料装置。


背景技术：

2.汽车零部件内燃机活塞石墨层印刷是内燃机活塞生产制造过程中的重要技术环节，若石墨印刷不一致或印刷质量不合格，会增大活塞的磨损，润滑不好，严重时会产生干摩擦，导致拉缸，对内燃机造成损坏。因此石墨层印刷的一致性尤为重要。相关技术中，对于单工位石墨印刷机的上下料为人工上下料，或者通过上料夹爪完成上料工序之后再将印刷之后的活塞通过下料夹爪进行下料工序，存在以下技术缺陷：
3.(1)活塞的正反方向容易混淆，从而导致石墨层因数不一致，严重影响活塞的质量。
4.(2)手动上下料会触碰到印刷完成后的石墨，造成印刷不合格。
5.(3)通过上料夹爪完成上料工序之后再将印刷之后的活塞通过下料夹爪进行下料工序，生产节拍较慢，大大影响了生产效率。
6.(4)需要的操作人员较多，存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

7.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
8.为此，本发明的目的在于提供一种单工位石墨印刷机自动上下料装置，通过在活塞输送上料料道部分设计活塞防反调整机构以及活塞正反识别检测开关，利用活塞正反识别检测开关对活塞正反进行检测，利用活塞防反调整机构对放反的活塞进行180度调整，使得活塞位置保持相对一致性，从而确保活塞石墨印刷的一致性，进而保障活塞的质量。通过印刷机上下料部分的独特设计，使得上料机械手、下料机械手同时工作，大大提高了生产节拍，提高了生产效率。
9.为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种单工位石墨印刷机自动上下料装置，包括：依次配合连接设置的活塞输送上料料道部分、印刷机上下料部分、印刷机部分、活塞输送下料料道部分、活塞摆料部分，所述活塞输送上料料道部分包括：链板式型材框架料道；多个活塞托盘，通过连接块固定安装在所述链板式型材框架料道的中间链板上，相邻的两个所述活塞托盘等距设置；活塞防反调整机构，安装在所述链板式型材框架料道的中部上方；活塞正反识别检测开关，安装在所述链板式型材框架料道的一侧，所述活塞正反识别检测开关朝向所述链板式型材框架料道，所述活塞正反识别检测开关与所述活塞防反调整机构相连接，所述活塞正反识别检测开关设置在所述活塞防反调整机构的前方，所述活塞托盘经所述活塞正反识别检测开关之后输送至所述活塞防反调整机构的下方。
10.本方案中，通过依次配合连接设置的活塞输送上料料道部分、印刷机上下料部分、印刷机部分、活塞输送下料料道部分、活塞摆料部分，实现了活塞石墨印刷的自动化操作。
利用活塞正反识别检测开关对活塞正反进行检测，利用活塞防反调整机构对放反的活塞进行180度调整，使得活塞位置保持相对一致性，从而确保活塞石墨印刷的一致性，进而保障活塞的质量。在电机的带动下，链板式型材框架料道带动活塞托盘转动，通过活塞正反识别检测开关识别活塞特征，如果活塞放置正确，则不需要活塞防反调整机构进行调整，如果活塞反向放置，则活塞防反调整机构会将活塞抓取后旋转180
°
，放在活塞托盘上，确保石墨印刷时活塞位置保持一致性。相邻的两个活塞托盘之间等距设置，便于控制，也便于加快生产节拍。
11.另外，由轻型铝型材搭建防护外壳，侧面安装防护门，方便调整维修，正面开放，安装安全光幕，防止设备动作时操作者将手臂或头部伸入到动作区域对其造成伤害。
12.优选地，所述活塞防反调整机构包括：门型支架，架设所述链板式型材框架料道上；升降气缸，安装在所述门型支架的下方；旋转气缸，安装在所述升降气缸的伸缩杆上；手爪机构，安装在所述旋转气缸的旋转杆上，所述手爪机构与活塞结构相适应且左右对称设计。
13.本方案中，活塞防反调整机构包括门型支架、升降气缸、旋转气缸、手爪机构等，通过门型支架的设置便于将整个活塞防反调整机构架设在链板式型材框架料道上，便于实现活塞放置方向的调整，在活塞反向放置的时候，当活塞转动到调整位，也即门型支架正下方时，升降气缸伸出，手爪机构抓紧活塞，升降气缸缩回后，旋转气缸旋转180度，升降气缸伸出，手爪机构松开活塞，之后升降气缸缩回原位，从而实现活塞放置方向的调整，手爪机构与活塞结构相适应且左右对称设计，这样旋转气缸进行180度旋转后不需要复位，下次直接进行旋转即可，方便快捷，大大提高了生产效率。
14.优选地，所述活塞正反识别检测开关包括：万向调整支架，固定安装在所述链板式型材框架料道的外侧；光电开关，安装在所述万向调整支架上，通过所述万向调整支架根据活塞结构调整所述光电开关的检测位置和检测距离。
15.本方案中，光电开关安装在万向调整支架上，根据不同的活塞结构，调整光电开关的检测位置和检测距离，从而检测活塞中能够体现正反的特征部位，反馈光电开关信号，起到识别活塞正反的作用，方便快捷。
16.优选地，所述印刷机上下料部分包括：底座，所述印刷机部分固定在所述底座的一端；机械手支架，通过第一导轨滑块安装在所述底座上，所述第一导轨滑块安装在所述底座的另一端，所述机械手支架可沿着所述第一导轨滑块向所述印刷机部分的方向或者反方向移动；上下料机械手安装底座，通过第二导轨滑块安装在所述机械手支架上，所述第二导轨滑块的滑动方向与所述第一导轨滑块的滑动方向相垂直；推动气缸，固定安装在所述机械手支架的顶部，所述推动气缸的推拉杆与所述上下料机械手安装底座相连接；配合设置的上料机械手和下料机械手，安装在所述上下料机械手安装底座上。
17.本方案中，印刷机上下料部分包括底座、机械手支架、上下料机械手安装底座、推动气缸、配合设置的上料机械手和下料机械手等，印刷机部分固定在底座的一端，而机械手支架通过第一导轨滑块安装在底座的另一端，便于调整上料机械手和下料机械手相对于印刷机部分的位置，上下料机械手安装底座通过第二导轨滑块安装在机械手支架上，第二导轨滑块的滑动方向与第一导轨滑块的滑动方向相垂直，从而能够调整上料机械手和下料机械手相对于印刷机部分的x向、y向调整。在机械手支架顶部固定安装的推动气缸，其推拉杆
与上下料机械手安装底座相连接，能够推动上料机械手和下料机械手沿着第二导轨滑块移动，实现了自动化控制调节。
18.优选地，所述上料机械手包括：第一安装支架，固定安装在所述上下料机械手安装底座的一端，所述第一安装支架与所述上下料机械手安装底座相垂直；第一旋转电缸，固定安装在所述第一安装支架的顶部；第一伸出电缸，固定安装在所述第一旋转电缸的旋转杆上，所述第一伸出电缸在所述第一旋转电缸的带动下进行旋转运动；第一机械爪，安装在所述第一伸出电缸的伸出杆上，所述第一机械爪与所述活塞输送上料料道部分配合设置。
19.本方案中，上料机械手包括第一安装支架、第一旋转电缸、第一伸出电缸、第一机械爪等，当推动气缸在原位时，上料机械手处于活塞输送上料料道部分的下料位，第一伸出气缸伸出后，第一机械爪抓紧活塞，然后第一伸出气缸缩回，第一旋转电缸旋转90度，推动气缸伸出，上料机械手处于印刷机部分上料位，第一机械爪松开活塞，将活塞放置到印刷机部分，方便可靠，能够实现完全自动化控制，且生产效率较高。
20.优选地，所述下料机械手包括：第二安装支架，固定安装在所述上下料机械手安装底座的另一端，所述第二安装支架与所述上下料机械手安装底座相垂直，所述第二安装支架与所述第一安装支架之间通过稳固横杆相连接；第二旋转电缸，固定安装在所述所述第二安装支架的顶部；第二伸出电缸，固定安装在所述第二旋转电缸的旋转杆上，所述第二伸出电缸在所述第二旋转电缸的带动下进行旋转运动；第二机械爪，安装在所述第二伸出电缸的伸出杆上，所述第二机械爪与所述活塞输送下料料道部分配合设置。
21.本方案中，下料机械手包括第二安装支架、第二旋转电缸、第二伸出电缸、第二机械爪等，当推动气缸在原位时，下料机械手位于印刷机部分的活塞印刷位，第二伸出电缸伸出后，第二机械爪抓紧活塞，然后第二伸出电缸缩回，第二旋转电缸旋转90度，推动气缸伸出，下料机械手处于活塞输送下料料到部分，第二机械爪松开活塞，将活塞放置到印刷机部分，方便可靠，能够实现完全自动化控制，且生产效率较高。
22.优选地，所述第一安装支架和所述第二安装支架之间的相对距离等于所述推动气缸的行程。
23.本方案中，通过设计推动气缸，实现上料机械手、下料机械手的共同运动，而推动气缸的行程等于第一安装支架和第二安装支架之间的相对距离，保证了上料机械手和下料机械手可同时完成各部分动作，提高了生产节拍，大大提高了生产效率。
24.优选地，所述第一旋转电缸和所述第二旋转电缸对称设置，所述第一机械爪和所述第二机械爪的朝向呈90度夹角。
25.本方案中，通过第一旋转电缸和第二旋转电缸对称设置，第一机械爪和第二机械爪的朝向呈90度夹角，进一步保证了上料机械手、下料机械手可同时工作，大大提高了生产节拍，提高了生产效率。
26.优选地，所述第一旋转电缸、所述第二旋转电缸均为90度旋转电缸。
27.优选地，所述活塞摆料部分包括门型框架和安装在所述门型框架上的摆料机械手，所述活塞输送下料料道部分穿过所述门型框架内部，所述门型框架内部放置连续炉部分或者固化炉部分，所述连续炉部分或者固化炉部分与所述活塞输送下料料道部分相邻设置。
28.本发明提出的一种单工位石墨印刷机自动上下料装置具有以下有益技术效果：
29.(1)本发明提出的单工位石墨印刷机自动上下料装置在活塞输送上料料道部分设计活塞防反调整机构以及活塞正反识别检测开关，利用活塞正反识别检测开关对活塞正反进行检测，利用活塞防反调整机构对放反的活塞进行180度调整，使得活塞位置保持相对一致性，从而确保活塞石墨印刷的一致性，进而保障活塞的质量。
30.(2)本发明提出的单工位石墨印刷机自动上下料装置在印刷机上下料部分通过推动气缸对上料机械手和下料机械手进行同步运动控制，设计上料机械手和下料机械手的安装位置，保证了上料机械手和下料机械手同时工作，大大提高了生产节拍，提高了生产效率。
31.(3)本发明提出的单工位石墨印刷机自动上下料装置替代了人工上下料，不但减少了操作人数，降低了劳动强度，保障了操作人员的安全，而且，大大提高了生产效率，提高了活塞印刷质量。
32.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
33.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
34.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种单工位石墨印刷机自动上下料装置的结构示意图；
35.图2示出了图1中单工位石墨印刷机自动上下料装置的活塞输送上料料道部分的结构示意图；
36.图3示出了图1中单工位石墨印刷机自动上下料装置的印刷机上下料部分的结构示意图；
37.图4示出了图1中单工位石墨印刷机自动上下料装置的活塞正反识别检测开关的结构示意图，
38.其中，图1至图4中附图标记与部件之间的对应关系为：
39.10活塞输送上料料道部分，102链板式型材框架料道，104活塞托盘，106活塞防反调整机构，1062门型支架，1064升降气缸，1066旋转气缸，1068手爪机构，108活塞正反识别检测开关，1082万向调整支架，1084光电开关，20印刷机上下料部分，202底座，204机械手支架，206第一导轨滑块，208上下料机械手安装底座，210第二导轨滑块，212推动气缸，214上料机械手，2142第一安装支架，2144第一旋转电缸，2146第一伸出电缸，2148第一机械爪，216下料机械手，2162第二安装支架，2164第二旋转电缸，2166第二伸出电缸，2168第二机械爪，218稳固横杆，30印刷机部分，40活塞输送下料料道部分，50活塞摆料部分，502门型框架，504摆料机械手，60连续炉部分或者固化炉部分，70活塞清洗机部分。
具体实施方式
40.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
42.下面结合图1至图4对根据本发明的实施例的一种单工位石墨印刷机自动上下料装置进行具体说明。
43.如图1至图4所示，根据本发明的实施例的一种单工位石墨印刷机自动上下料装置包括：活塞输送上料料道部分10、印刷机上下料部分20、印刷机部分30、活塞输送下料料道部分40、活塞摆料部分50，活塞输送上料料道部分10靠近活塞清洗机部分70设置，活塞摆料部分50包括门型框架502和安装在门型框架502上的摆料机械手504，活塞输送下料料道部分40穿过门型框架502内部，门型框架502内部放置连续炉部分或者固化炉部分60，连续炉部分或者固化炉部分60与活塞输送下料料道部分40相邻设置。活塞输送上料料道部分10包括：链板式型材框架料道102、多个活塞托盘104、活塞防反调整机构106、活塞正反识别检测开关108等。多个活塞托盘104通过连接块固定安装在链板式型材框架料道102的中间链板上，相邻的两个活塞托盘104等距设置，便于生产节拍的控制。在链板式型材框架料道102的中部上方安装活塞防反调整机构106，可以实现在活塞输送上料行进过程中对活塞放置位置进行调整。在链板式型材框架料道102的一侧安装活塞正反识别检测开关108，活塞正反识别检测开关108朝向链板式型材框架料道102，活塞正反识别检测开关108与活塞防反调整机构106相连接，活塞正反识别检测开关108设置在活塞防反调整机构106的前方，活塞托盘104经活塞正反识别检测开关108之后输送至活塞防反调整机构106的下方。在电机的带动下，链板式型材框架料道102带动活塞托盘104转动，通过活塞正反识别检测开关108识别活塞特征，如果活塞放置正确，则不需要活塞防反调整机构106进行调整，如果活塞反向放置，则活塞防反调整机构106会将活塞抓取后旋转180
°
，放在活塞托盘104上，确保石墨印刷时活塞位置保持一致性。相邻的两个活塞托盘104之间等距设置，便于控制，也便于加快生产节拍。
44.进一步地，如图2所示，活塞防反调整机构106包括门型支架1062、升降气缸1064、旋转气缸1066、手爪机构1068等，门型支架1062架设在链板式型材框架料道102上，在门型支架1062的下方安装升降气缸1064，而旋转气缸1066安装在升降气缸1064的伸缩杆上，手爪机构1068安装在旋转气缸1066的旋转杆上，手爪机构1068与活塞结构相适应且左右对称设计。在活塞反向放置的时候，当活塞转动到调整位，也即门型支架1062正下方时，升降气缸1064伸出，手爪机构1068抓紧活塞，升降气缸1064缩回后，旋转气缸1066旋转180度，升降气缸1064伸出，手爪机构1068松开活塞，之后升降气缸1064缩回原位，从而实现活塞放置方向的调整，手爪机构1068与活塞结构相适应且左右对称设计，这样旋转气缸1066进行180度旋转后不需要复位，下次直接进行旋转即可，方便快捷，大大提高了生产效率。
45.进一步地，如图4所示，活塞正反识别检测开关108包括：固定安装在链板式型材框架料道102外侧的万向调整支架1082、安装在万向调整支架1082上的光电开关1084，万向调整支架1082根据活塞结构调整光电开关1084的检测位置和检测距离，从而检测活塞中能够体现正反的特征部位，反馈光电开关信号，起到识别活塞正反的作用，方便快捷。
46.进一步地，如图1和图3所示，印刷机上下料部分20包括底座202、机械手支架204、上下料机械手216安装底座208、推动气缸212、上料机械手214和下料机械手216等。印刷机
部分30固定在底座202的一端，第一导轨滑块206安装在底座202的另一端，机械手支架204通过第一导轨滑块206安装在底座202上，机械手支架204可以沿着第一导轨滑块206朝向印刷机部分30移动或者背离印刷机部分30移动。上下料机械手216手安装底座202则通过第二导轨滑块210安装在机械手支架204上，第二导轨滑块210的滑动方向与第一导轨滑块206的滑动方向相垂直，能够实现上料机械手214、下料机械手216相对于印刷机部分30的x、y方向移动和调整。在机械手支架204的顶部固定安装推动气缸212，推动气缸212的推拉杆与上下料机械手216安装底座208相连接，推动上料机械手214和下料机械手216沿着第二导轨滑块210运动，从而实现了上料机械手214和下料机械手216的同步运动，有利于实现了自动化控制调节，以及有利于实现上料机械手214和下料机械手216同时工作。
47.如图3所示，上料机械手214包括第一安装支架2142、第一旋转电缸2144、第一伸出电缸2146、第一机械爪2148等；下料机械手216包括第二安装支架2162、第二旋转电缸2164、第二伸出电缸2166、第二机械爪2168等。第一安装支架2142固定安装在上下料机械手216安装底座208的一端，第一安装支架2142与上下料机械手216安装底座208相垂直，在第一安装支架2142的顶部固定安装第一旋转电缸2144，在第一旋转电缸2144的旋转杆上固定安装第一伸出电缸2146，第一伸出电缸2146在第一旋转电缸2144的带动下进行旋转运动，在第一伸出电缸2146的伸出杆上安装第一机械爪2148，第一机械爪2148与活塞输送上料料道部分10配合设置。第二安装支架2162固定安装在上下料机械手216安装底座208的另一端，第二安装支架2162与上下料机械手216安装底座208相垂直，第二安装支架2162与第一安装支架2142之间通过稳固横杆218相连接，在第二安装支架2162的顶部固定安装第二旋转电缸2164，在第二旋转电缸2164的旋转杆上固定安装第二伸出电缸2166，第二伸出电缸2166在第二旋转电缸2164的带动下进行旋转运动，在第二伸出电缸2166的伸出杆上安装第二机械爪2168，第二机械爪2168与活塞输送下料料道部分40配合设置。第一安装支架2142与第二安装支架2162之间的相对距离等于推动气缸212的行程。保证了上料机械手214和下料机械手216可同时完成各部分动作，提高了生产节拍，大大提高了生产效率。
48.进一步地，如图3所示，第一旋转电缸2144和第二旋转电缸2164对称设置，第一机械爪2148和第二机械爪2168的朝向呈90度夹角。进一步保证了上料机械手214、下料机械手216可同时工作，大大提高了生产节拍，提高了生产效率。
49.另外，第一旋转电缸2144、第二旋转电缸2164均为90度旋转电缸，便于操作，可控性和稳定性强。
50.本发明提出的一种单工位石墨印刷机自动上下料装置的工作过程如下：
51.操作人员将清洗完成后的活塞直接放置在活塞输送上料料道部分10的活塞托盘104上，随着链板式型材框架料道102前进，在经过活塞正反识别检测开关108时，通过活塞正反识别检测开关108识别活塞的正反，若活塞反向放置，则在活塞转动到调整位，也即活塞防反调整机构106下方时，升降气缸1064伸出，手爪机构1068抓紧活塞，升降气缸1064缩回后，旋转气缸1066旋转180
°
，升降气缸1064伸出，手爪机构1068松开活塞，然后升降气缸1064缩回原位。驱动气缸在原位时，上料机械手214和下料机械手216分别处于活塞输送上料料道部分10的下料位、印刷机部分30的活塞印刷位，上料机械手214中的第一伸出电缸2146伸出通过第一机械爪2148抓取活塞输送上料料道部分10的下料位上的活塞，同时，下料机械手216中的第二伸出电缸2166伸出通过第二机械爪2168抓取印刷机部分30的活塞印
刷位上印刷完成的活塞；上料机械手214中的第一伸出电缸2146以及下料机械手216中的第二伸出电缸2166退回；上料机械手214中的第一旋转电缸2144按规定方向旋转到位，同时，下料机械手216中的第二旋转电缸2164按规定方向旋转到位，同时，驱动气缸伸出；上料机械手214中的第一伸出电缸2146伸出，第一机械爪2148松开将活塞放置在印刷机部分30的上料位，同时，下料机械手216中的第二伸出电缸2166伸出，第二机械爪2168松开将活塞放置到活塞输送下料料道部分40的上料位；驱动气缸、上料机械手214、下料机械手216退回原位，如此循环动作。活塞输送下料料道部分40中的活塞输送至活塞摆料部分50下方时，由活塞摆料部分50输送至连续炉部分或者固化炉部分60。
52.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
54.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
55.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。