CN101456125B - 一种用于混流装配线的自动供料装置 - Google Patents

Abstract

一种用于混流装配线的自动供料装置，包括轴、转盘、光栅、光电检测器、控制器和电机。轴的底端连接电机，轴的中部至下而上固定有光栅、转盘，电机与控制器相接，控制器还与贴近光栅的光电检测器相接。转盘上开有至少两个扇形料槽，料槽与光栅扇区的数量和位置相对应，并且料槽编号与光栅扇区光电编码相对应。本发明通过准确识别和定位料槽，自动将正确的物料所送至工人手边，降低了混流装配出错率。

Description

一种用于混流装配线的自动供料装置

技术领域

本发明涉及物料供应技术领域，具体涉及一种用于混流装配线的自动供料装置。

背景技术

混流装配线用于混流装配同一类型的多种产品，其装配工位上的通用零件往往体积小、数量多，并存在数量较多的差异件(即外形、尺寸相似的零件)。这些差异件外形相似，不易人工辨别。产品切换时工人若不熟悉各种产品的装配工艺，或错误分辨差异件，则极易装错零件。

申请号200510021316.X的发明专利文件“包装和提供小零件的装置和方法”提供了一种将小零件方便而顺利地提供给装配线操作者的分配技术，小零件按照装配顺序被固定在一个带子上，该带子被指引记号或在带子上冲出的孔分割为等间隔的指引区，小零件被拾取的工具从带子上取下，安装于待装配的物体上。这种带子的分配方式提高了装配线的效率，但是该装置只能与专用小零件装配线配合使用，不适合于大零件装配线，也不适用于用于装配同一类型的多种产品混流装配线。

申请号97125482.6的发明专利文件“零件供应设备”提供了一种能连续向自动装配线供应体积庞大的制件的零件供应设备，该设备主要包括基座、外架、内架，外架和内架之间形成长方形通路，位于长方形通路中的多个平台，可沿长方形通路移动，另有一机械手用于将拾取平台上的制件输送至传输机系统。该设备虽然能够应用于大零件装配线，但是其体积庞大，不能区别差异件，只能与专用装配线配合使用，通用性不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于混流装配线的自动供料装置，能自动供给正确的物料至工人手边，降低了混流装配出错率。

一种用于混流装配线的自动供料装置，包括轴、转盘、光栅、光电检测器、控制器和电机；

轴的底端连接电机，轴的中部至下而上固定有光栅、转盘，电机与控制器相接，控制器还与贴近光栅的光电检测器相接；

转盘上开有至少两个扇形料槽，料槽与光栅扇区的数量和位置相对应，并且料槽编号与光栅扇区光电编码相对应。

本发明的技术效果体现在以下几方面：

1.混流装配线工位上往往没有足够的空间摆放所有承载通用零件的料槽。针对这个问题的常见解决办法是将通用零件分类摆放在分层装置上供工人取料，其缺点是料槽占用空间比较大，工人越层取料很不方便。本装置利用转盘式结构将所有差异件分类置于同一层面，不仅便于工人取料，而且节省了料槽空间。

2.所有料槽均置于同一层面，且外形、容积相同，工人很难识别不同的料槽，容易从错误的料槽中取料。本装置采用料槽识别技术，利用控制器识别光电编码，参照预先配置在控制器里的《料槽编号与光栅扇区光电编码对应关系表》识别料槽，并将待装配零件所在的料槽转到工人手边，便于工人取料。

3.转盘转动时，若料槽无法精确定位，工人也无法判断停在手边的料槽是否就是当前待装配零件所在的料槽。本发明在工作中，为方便工人操作，将每次用于装配的零件所在料槽定位于工人手边。转盘和光栅随电机转动，当控制器检测到当前所需的料槽正好转到位于工人手边的定位处，则停止驱动电机，转盘停止转动，此时设在料槽边的发光二极管发光，提示工人对料槽内的待装配零件进行操作。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

图2为光栅与转盘对应关系示意图，图2a为光栅结构示意图，图2b为转盘结构示意图。

图3为本发明工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，底座5带有滚轮，以便工人移动装置。底座5上固定有光电检测器14、控制器3和电机4。光电检测器14位于光栅6旁，由发光二极管7和光敏二极管8组成。控制器3与电机4相连，分析判断从总线12传来的混流装配线在制品信息，运算电机4转动角度，发送脉冲信号驱动电机4。控制器3中预先配置了工位零件信息，包括所有待装配零件的名称、尺寸、数量、其所在料槽的编号以及所有待装配零件组成的装配序列。电机4与轴2底端相连，可与轴2同速转动。轴2中部固定有转盘1、光栅6。控制面板13位于轴2顶端，轴2内部的数据线将控制面板13与控制器3相连。控制面板上共有绿色、红色两个按钮，红色按钮是自动供料装置的电源开关。转盘1内有八个料槽，料槽与料槽间用隔板分开，每个料槽边沿均有发光二极管9作标识。转盘1底部中心和光栅6表面中心均有圆孔，轴2穿孔而过。转盘1与光栅6可与轴2同速转动。轴2的长度可伸缩，使转盘的位置可升高或降低，以便身高不同的工人取料。本发明通过总线12获取在制品信息。当电源线11连接电源，控制面板13上的红色按钮按下(表示电源开启)时，本发明才能工作。

如图2所示，将转盘1内每个料槽所在的扇区沿轴2轴线方向投影于转盘1下方的一个垂直于轴2的圆板。轴2轴线经过该圆板圆心。圆板被投影划分为八个扇区，再以圆板表面中心为圆心绘制半径不同的同心圆，在每个扇区里沿同心圆的圆周线划出数量、位置不同的弧形孔，就形成了光栅6。各料槽所在扇区与光栅扇区的位置、编号一一对应。料槽1a对应光栅扇区6a，料槽1b对应光栅扇区6b，依此类推。

为方便工人操作，将每次用于装配的零件所在料槽定位于工人手边，本发明工作中在工人手边处虚拟了一个0号扇区，用于定位当前料槽。0号扇区的圆心点位于轴2的轴线上，圆心角为45°，将光电检测器14沿轴2的轴线在零号扇区上投影，得到的投影图正好沿0号扇区的中心线对称分布。每当转盘1停止转动时，位于0号扇区的料槽可称为当前料槽。在工位旁摆放本装置时，可将0号扇区定位在工人手边，便于工人从当前料槽中取料。电机4旋转时，转盘1、光栅6与电机4同速旋转。发光二极管7发出的光信号透过光栅6，光敏二极管8接收到光信号，将光信号转化成脉冲信号。由于各光栅扇区上弧形孔的数量和位置各不相同，脉冲信号也各不相同。控制器3可识别不同的脉冲信号，实时确定当前接受光电检测的光栅扇区的光电编码(以下将“光栅扇区的光电编码”简称为“光电编码”)，并参照预先配置在控制器3内的表1确定当前位于0号扇区的料槽编号。如表1所示，光电编码由3个二进制代码组成，若光敏二极管8能够接收到发光二极管7发出的透过弧形孔的光信号，则用二进制代码“1”表示此状态；若不能接受到光信号，则用二进制代码“0”表示此状态。

表1料槽编号与光栅扇区光电编码对应关系表

表2在制品型号与料槽编号对应关系表

图3为本发明工作流程示意图。在工位上，每个料槽承载一种型号在制品的所有通用零件。例如，装配N型号在制品需要3个A零件，2个B零件和3个C零件。这些零件均置于料槽1g中。料槽1g中设有隔板，将A、B、C三类零件分隔开。载有一件N型号在制品(以下简称该在制品为“WIP”)的装配线托盘到达一个使用本发明的工位(以下简称该工位为“W工位”)以后，控制器3读取、分析和判断通过总线12传来的WIP型号信息，根据《在制品型号与料槽编号对应关系表》(如表2所示)确定在W工位WIP的待装配零件所在的料槽(本文简称该料槽为“装配料槽”)为料槽1g。工人单击操作面板13上的绿色按钮。控制器3接收到绿色按钮消息后获取光电检测器14测得的光电编码，根据表1分析判断当前料槽的编号。若当前料槽是料槽1g，则转盘1不转动；若当前料槽不是料槽1g，则分析算得料槽1g转到0号扇区位置的最佳旋转方向，然后驱动电机4带轴2、光栅6和转盘1一起匀速旋转。转盘旋转的过程中，当任一料槽经过0号扇区位置时，光电检测器14测得光电编码，并将该光电编码发送给控制器3。控制器3根据表1判断该光电编码是否与料槽1g编号相匹配。若两者相匹配，则控制器3停止驱动电机4，电机4和转盘1同时停止旋转。此时，起始料槽位于0号扇区位置，即当前料槽。控制器3发送亮灯指令给位于料槽1g边沿的发光二极管9，工人可根据发亮的发光二极管9的提示拾取位于手边的当前料槽中的零件用于装配；若两者不匹配，则控制器3继续驱动电机4带轴2、光栅6和转盘1一起匀速旋转，直至光电检测器14测得的光电编码与料槽1g编号相匹配，料槽1g成为当前料槽。装配完WIP后，工人可单击控制面板13上的绿色按钮，控制器3将熄灭当前料槽的发光二极管9。保存WIP在W工位的装配历史信息以便日后质量追溯，并在内存中清除WIP的相关信息，准备获取下一件在制品的信息。

下面详细描述一个实施例，该实施例用于某发动机装配线的SB210工位。该工位工人需要为铸铁发动机油底壳装配尺寸分别为M7×20、M7×35和M7×90的三种螺栓，为铸铝发动机装配尺寸分别为M7×25、M7×40、M7×95的三种螺栓。以上六种螺栓直径一样，长短不一，差异并不明显。工人在装配六种螺栓时容易装错，影响发动机的装配质量。在本实施例中，将M7×20螺栓、M7×35螺栓和M7×90螺栓放在料槽1c中，M7×25螺栓、M7×40螺栓和M7×95螺栓放在料槽1d中，参见图2和表1，可知每种螺栓所在的料槽。

载有一台铸铁发动机在制品(以下将该在制品简称为“EWIP”)的装配线托盘到达SB210工位以后，控制器3读取、分析和判断通过总线12传来的EWIP信息，确定装配EWIP所需的零件为一件M7×20螺栓、一件M7×35螺栓和一件M7×90螺栓。工人单击操作面板13上的绿色按钮。控制器3接收到绿色按钮消息后获取光电检测器14测得的光电编码，根据表1确定当前料槽的编号。若当前料槽是料槽1c，则转盘无需旋转；若当前料槽不是料槽1c，则分析算得料槽1c转到0号扇区位置的最佳旋转方向为顺时针方向，然后驱动电机4带轴2、光栅6和转盘1一起匀速旋转，直至光电检测器14测得的光电编码与料槽1c编号相匹配，料槽1c成为当前料槽。装配完EWIP后，工人可单击控制面板13上的绿色按钮，当前料槽的发光二极管9熄灭。控制器3保存EWIP的装配历史信息以便日后质量追溯，并在内存中清除EWIP的相关信息，准备获取下一件在制品的信息。

本发明制造成本不高，可在工位间移动，在差异件较多且零件体积小的工位可灵活配置，有利于降低混流装配出错率，提高混流装配质量，并降低劳动成本。

Claims (5)

1.一种用于混流装配线的自动供料装置，其特征在于，包括轴、转盘、光栅、光电检测器、控制器和电机；

轴的底端连接电机，轴的中部至下而上固定有光栅、转盘，电机与控制器相接，控制器还与贴近光栅的光电检测器相接；光栅为一圆板，该圆板垂直于轴且轴的轴线经过该圆板圆心，圆板均分为两个以上的扇区，以圆板表面中心为圆心绘制半径不同的同心圆，每个扇区内沿不同半径的同心圆的圆周线划出数量、位置不同的弧形孔；转盘上开有至少两个扇形料槽，料槽与光栅扇区的数量和位置相对应；光信号透过光栅，光电检测器接收到光信号，将光信号转化成脉冲信号传送给控制器，由于各光栅扇区上弧形孔的数量和位置各不相同，脉冲信号也各不相同，控制器识别脉冲信号，确定当前接受光电检测的光栅扇区的光电编码，依据该光电编码获知其对应的料槽。

2.根据权利要求1所述的一种用于混流装配线的自动供料装置，其特征在于，装置还包括与控制器相接的控制面板，用于向控制器发送操作指令。

3.根据权利要求1所述的一种用于混流装配线的自动供料装置，其特征在于，所述料槽的边沿设有与控制器相接的发光二极管。

4.根据权利要求1所述的一种用于混流装配线的自动供料装置，其特征在于，所述料槽内设有隔板。

5.根据权利要求1所述的一种用于混流装配线的自动供料装置，其特征在于，所述轴的长度可调节。

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