CN104070635B - 带件注塑的自动控制方法及机器人搬运系统 - Google Patents

带件注塑的自动控制方法及机器人搬运系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了带件注塑的自动控制方法,是通过机器人搬运系统来完成带件注塑的自动控制,其中机器人手臂搬运系统通过垂吊的方式安装在注塑机的侧旁,并且通过气动控制系统和程序控制系统实现注塑机的预埋件的自动上料,以及注塑成品件的自动抓取和自动放置的工序,其中机器人手臂搬运系统设置有气缸控制的水平伸出机构、气缸控制的注塑成品件抓手机构,以及小气缸控制的预埋件压紧机构、小气缸控制的预埋件伸出压紧机构一起构成一抓取机构。还公开机器人搬运系统。本发明自动化程度高、生产效率高、通用性强,并可减轻人工操作的劳动强度,能实现注塑机的预埋件的自动上料,注塑成品件的自动抓取和自动放置的自动化系统。

Description

带件注塑的自动控制方法及机器人搬运系统
技术领域
[0001]本发明涉及带件注塑的自动控制技术领域,具体来说是一种带件注塑的自动控制方法及机器人手臂搬运系统的技术。
背景技术
[0002]随着社会的不断发展,人们对自身的索求不断提升,加上市场对加各行业要求的提高,现有生产工艺和生产方式已严重满足不了市场对产能的需求。原来是采用人工放置注塑机的预埋件和拿取注塑完成的注塑成品件,并且人员还要对注塑好后的注塑成品件进行检查,对合格件和不合格件进行分拣,这样的工作方式不能满足生产的要求,造成工作人员劳动强度高,如喇叭产品,随着市场的需求加大,需要采用2班制24小时生产,才勉强能够满足实际的产能需要,现今企业的人力成本又在不断的增加,此种生产模式对于企业的长远发展造成了较大的制约和人力成本的浪费,需要进行工艺改进和设备自动化的提升,减少人力成本的支出并减轻作业人员的劳动强度。
发明内容
[0003]本发明的目的是提供一种带件注塑的自动控制方法,自动化程度高、生产效率高、通用性强,并可减轻人工操作的劳动强度。
[0004]还提供一种带件注塑的自动控制的机器人搬运系统,结构简单、操作方便、能实现注塑机的预埋件的自动上料,注塑成品件的自动抓取和自动放置的自动化系统。
[0005]进一步的目的是实现注塑成品件的自动下料检测分拣。
[0006]本发明通过下述技术方案来实现:
[0007] —种带件注塑的自动控制方法,其特征在于所述带件注塑的自动控制方法是通过机器人搬运系统来完成带件注塑的自动控制,其中机器人搬运系统的机器人手臂搬运系统通过垂吊的方式安装在注塑机的侧旁,并且通过气动控制系统和程序控制系统实现注塑机注塑时所需要的预埋件的自动上料,注塑后所产生的水口料以及注塑成品件的自动抓取和自动放置的工序,其中机器人手臂搬运系统设置有气缸控制的水平伸出机构、气缸控制的注塑成品件抓手机构,以及小气缸控制的预埋件压紧机构、小气缸控制的预埋件伸出压紧机构,且一起构成一抓取机构,
[0008] I)整个抓取机构伸入注塑机里面,水平伸出机构上的气缸伸出,注塑成品件抓手机构在气缸控制下抓取注塑成品件和/或水口料;
[0009] 2)水平伸出机构上的气缸退回;
[0010] 3)整个抓取机构平移,并且将已经抓取好的预埋件正对模具腔中预埋件的放置槽;
[0011] 4)预埋件压紧机构的气缸动作,将预埋件放置到预埋件的放置槽中,预埋件放到位后预埋件伸出压紧机构的小气缸动作,顶住预埋件;
[0012] 5)整个抓取机构平移,此时在预埋件伸出压紧机构作用下,防止预埋件被带出,而且让感应器感应预埋件;
[0013] 6)预埋件检测完后整个抓取机构离开注塑机,这样完成预埋件自动上件,注塑成品件自动拿取搬运的工序。
[0014]所述带件注塑的自动控制方法还包括预埋件的自动排列定位工序和注塑成品件的自动下料检测分拣的工序,所述预埋件的自动排列定位工序包括:a)预埋件通过振动盘自动上料并经过排列机构自动排列好;b)通过预埋件抓取放置机构抓取步骤a)中的预埋件放置到二次定位机构上,所述注塑成品件的自动下料检测分拣的工序包括:通过设置注塑成品件压紧机构、合格件抓料机构、检测机构和不合格件抓料机构,所述抓取机构抓取的注塑成品件放置到工件支撑座上,并且经注塑成品件压紧机构后,由检测机构进行缺陷检测,检测合格的工件则放置到成品物料区内,检测的不合格工件则放置到另一料区内,检测的各机构主要通过气缸来控制位置。
[0015]所述二次定位机构通过设置定位机构和压紧机构,经定位机构的调整使预埋件的位置尺寸配合模具模腔内放置的位置精度要求,即所述定位机构调整好的预埋件的位置尺寸是和注塑机上的模具模腔中预埋件的放置的位置尺寸相一致,保证预埋件放置的稳定性,并且通过压紧装置设在定位机构上面保证预埋件定位的稳定性。
[0016] —种基于前述带件注塑的自动控制的机器人搬运系统,包括机器人手臂搬运系统、气动控制系统和程序控制系统,机器人手臂搬运系统包括抓取机构,抓取机构包括,安装支架、水平伸出机构、注塑成品件抓手机构、预埋件压紧机构和预埋件伸出压紧机构,安装支架安装在机器人手臂的伸缩臂上,所述注塑成品件抓手机构包括抓手气缸和至少两个抓手,注塑成品件抓手机构安装在一抓手气缸连接座上,抓手气缸连接座安装在水平伸出机构上且通过水平伸出机构的驱动做水平移动,注塑成品件抓手机构相应的做水平移动,抓手气缸连接座通过水平伸出机构固定在安装支架上,水平伸出机构包括水平位移气缸和中间连接架,水平位移气缸与抓手气缸连接座之间固定连接,水平位移气缸还通过中间连接架与安装支架固定连接。预埋件压紧机构和预埋件伸出压紧机构设置在注塑成品件抓手机构的抓手气缸的侧旁并且通过第二安装板固定在安装支架上,其中预埋件压紧机构设在第二安装板一侧的板面上,预埋件伸出压紧机构设置在第二安装板另一侧的板面上,所述预埋件压紧机构包括安装支板、第一压紧气缸、预埋件定位块、预埋件压块,安装支板固定在第二安装板上,预埋件定位块上设有预埋件定位部,如端子定位部,在预埋件压块上设有铰接销轴、压头部和连接部,第一压紧气缸的气缸接头与预埋件压块的连接部之间相铰接,第一压紧气缸固定在一安装支块上,安装支块上设有转轴,安装支板与预埋件定位块之间固定连接,安装支块与预埋件定位块之间通过其上的转轴转动连接,预埋件压块通过其上的铰接销轴与预埋件定位块之间铰接,第一压紧气缸动作,使预埋件压块转动,预埋件压块上的压头部将预埋件定位块上的预埋件定位部处的预埋件夹紧,如将预埋件定位块上的的端子夹紧,所述预埋件伸出压紧机构包括第二气缸、第一导块、第二导块、导块导杆和顶压导杆,顶压导杆连接在第二导块上,第二导块通过导块座固定在第二安装板上,导块导杆固定在第二气缸或者第二安装板上,第一导块与第二导块安装在导块导杆上,第一导块与第二导块之间固定有压缩弹簧且通过压缩弹簧相连接,第二气缸通过浮动接头与第一导块连接,第二气缸驱动第一导块与第二导块一起移动,第二导块带动顶压导杆移动实现对预埋件的压紧防止掉落的功能。顶压导杆受到两种控制,一是第二气缸的控制,二是压缩弹簧的控制,抓取机构在离开模具模腔时,防止预埋件被带出模腔,所述抓手气缸连接座通过水平伸出机构固定在安装支架上,水平伸出机构包括水平位移气缸和中间连接架,水平位移气缸与抓手气缸连接座之间固定连接,水平位移气缸还通过中间连接架与安装支架固定连接。预埋件压紧机构和预埋件伸出压紧机构设置在注塑成品件抓手机构的抓手气缸的侧旁并且通过第二安装板固定在安装支架上,其中预埋件压紧机构设在第二安装板一侧的板面上,预埋件伸出压紧机构设置第二安装板另一侧的板面上。
[0017]所述第二导块上设有检测预埋件是否还在模腔对应位置的检测开关或检测探头,所述注塑成品件抓手机构、预埋件压紧机构和预埋件伸出压紧机构均设有两套,抓手气缸座、安装支架均为长条形结构,两套注塑成品件抓手机构分别设在抓手气缸座的两端部,两套预埋件压紧机构和两套预埋件伸出压紧机构分别通过第二安装板设在安装支架的两端部。
[0018]所述机器人搬运系统还包括预埋件抓取放置机构,预埋件抓取放置机构包括搬运升降气缸、搬运旋转气缸和搬运连接架,搬运升降气缸与搬运连接架之间固定连接,搬运连接架安装在一平移机构上,搬运升降气缸的活塞杆与第一搬运连接块固定连接,搬运旋转气缸固定在第一搬运连接块上,搬运旋转气缸与第二搬运连接板连接,搬运旋转气缸驱动第二搬运连接板转动,第二搬运连接板上连接有一抓取机构,抓取机构包括抓取机构安装架、抓取气缸、定位块、压块,抓取机构安装架固定在第二搬运连接板上,定位块上设有端子定位部,在压块上设有铰接销轴、压头部和连接部,抓取气缸的气缸接头与压块的连接部之间相铰接,抓取气缸固定在第一安装块上,第一安装块上设有转轴,抓取机构安装架与定位块之间固定连接,第一安装块与定位块之间通过转轴转动连接,压块通过铰接销轴与定位块之间铰接,抓取气缸动作,使压块转动,压块上的压头部将定位块端子定位部处的端子夹紧,在搬运升降气缸、搬运旋转气缸的驱动下,所述第二搬运连接板上连接的抓取机构抓取的端子离开直线排列机构,并且在平移机构的带动下搬运到二次定位机构上。
[0019]所述平移机构包括支撑座、第一安装板、平移气缸、凸轮轴承随动器,在支撑座的顶部设有平行设置的直线导轨,第一安装板安装在两平行设置的直线导轨上,两平行设置的直线导轨的端部安装有缓冲器,气缸支撑座上,平移气缸通过一连接块与凸轮轴承随动器连接,凸轮轴承随动器安装在一随动器直线导轨上,前述随动器直线导轨位于前述两平行设置的直线导轨下方且相互平行,凸轮轴承随动器与一传动连接块连接,第一安装板的一端部设有导槽连接块,传动连接块上设有一导杆,导杆安装在导槽连接块的导槽内,导槽与两平行设置的直线导轨的长度方向垂直,第一安装板与搬运连接架之间固定连接。
[0020]所述机器人搬运系统还包括二次定位机构,二次定位机构包括二次定位机构基座、定位结构、压紧机构,二次定位机构基座的两端均安装定位结构与压紧机构,定位结构与压紧机构成对使用,压紧机构包括第一压紧气缸、定位压臂、压头,第一压紧气缸固定在二次定位机构基座上,第一压紧气缸通过一气缸接头与定位压臂的一端相铰接,压头设置在定位压臂的另一端,在定位压臂上还设有转动支点,定位结构包括定位座,定位座的结构与模具模腔的预埋件的放置位置尺寸一致,即定位结构为仿模腔的定位结构。
[0021]所述机器人搬运系统还包括注塑成品件检测分拣机构,注塑成品件检测分拣机构包括安装座、注塑成品件压紧机构、合格件抓料机构、检测机构和不合格件抓料机构,注塑成品件压紧机构安装在检测机构的一侧旁,不合格件抓料机构安装在检测机构的另一侧旁,检测机构的侧旁还设有工件支撑座,其中注塑成品件压紧机构、检测机构和不合格件抓料机构检测机构均设有两套以适应双注塑机的需要,双注塑机就是指两台并排设置的注塑机,机器人手臂搬运系统设在两台注塑机之间,亦即注塑成品件检测分拣机构也设在两台注塑机之间,前述注塑成品件压紧机构、合格件抓料机构、检测机构和不合格件抓料机构以及工件支撑座均安装在安装座上,检测机构用来判定工件是否合格。
[0022]所述注塑成品件压紧机构包括注塑成品件压紧气缸、注塑成品件压臂和注塑成品件压紧机构座,注塑成品件压臂的一端设有压紧注塑成品件的压头,另一端与一中间连接臂铰接,中间连接臂与注塑成品件压紧气缸的活塞杆的接头铰接,注塑成品件压紧气缸固定在注塑成品件压紧机构座上,注塑成品件压紧机构座上还铰接有一摇臂,而且摇臂还与注塑成品件压臂的中部相铰接,工件支撑座上设有与注塑成品件相配合设计的定位面和定位销柱,定位销柱设有两根或三根,防止注塑成品件转动,注塑成品件压臂在注塑成品件压紧气缸的作用下,其上的压头正好压在注塑成品件上防止注塑成品件沿着定位销柱的轴向方向移动,所述不合格件抓料机构包括第一抓臂、第一抓臂旋转气缸,第一抓臂的一端设有抓料机构,另一端安装在第一抓臂旋转气缸上,第一抓臂旋转气缸固定在一连接板上,或者与第一抓臂升降气缸连接,第一抓臂旋转气缸驱动第一抓臂转动到工件支撑座上抓取不合格件并且转动到不合格物料区放下不合格件,第一抓臂升降气缸驱动第一抓臂旋转气缸及第一抓臂上下往复移动以适应不同环境的需要,所述合格件抓料机构包括第二抓臂、第二抓臂旋转气缸,第二抓臂的一端设有一个或两个或两个以上的分抓料机构,另一端安装在第二抓臂旋转气缸上,第二抓臂旋转气缸连接在一连接板上或者与第二抓臂升降气缸连接,第二抓臂旋转气缸驱动第二抓臂转动到工件支撑座上抓取合格件并且转动到合格成品物料区放下合格件,所述检测机构包括检测气缸、缺陷检测头和检测支架,检测气缸与缺陷检测头连接,检测气缸固定在检测支架上,缺陷检测头在检测气缸的驱动下检测工件支撑上的注塑成品件是否存在缺陷并传输出结果出来,缺陷检测头包括检测探针、检测电导通性能的电路模块以及检测信号传输模块。
[0023]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0024] I)本发明结构简单、操作方便、能实现注塑机的预埋件的自动上料,注塑成品件的自动下料检测分拣,水口料的自动抓取和自动放置,自动化程度高、生产效率高、通用性强,并可减轻人工操作的劳动强度。在本发明中,预埋件通过振动盘自动上料排列机构自动排列好,通过预埋件抓取放置机构抓取放置到二次定位机构上,然后通过预埋件抓取机构即后面所述抓取机构26首先抓取二次定位机构上面的预埋件,去到注塑机模腔内,先把注塑好的成品件抓取出来,放置预先抓取的预埋件放置到模腔的位置,同一时间水口料自动抓取和自动放置装置把注塑机内的水口料抓取出来放置到废料区,然后机械手退出模腔,注塑机自动运行工作,退出来后的机械手把之前抓取的成品工件放置到成品件检测分拣机构中,检测合格的工件则放置到成品物料区内。机器人搬运系统安装在机器人的专用安装架上,保证了机器人运动过程的稳定性。通过上述的机构和动作,保证了产品质量的稳定性和减轻操作人员的劳动力。从而达到取代人工操作的目的。
[0025] 2)本发明中的二次定位机构,结构简单、操作方便、能实现预埋件的二次定位精度,该装置自动化程度高、生产效率高、通用性强,并可减轻人工操作的劳动强度。由于二次定位机构上的定位机构尺寸是和模具的尺寸一致,因此保证预埋件放置的稳定性。预埋件的定位机构可以调整尺寸配合模具的精度。预埋件的定位机构上面配置有压紧装置,保证定位的稳定性。
[0026] 3)本发明中的抓取机构,结构简单、操作方便、能实现预埋件自动上件,注塑成品件自动拿取搬运,该机构自动化程度高、生产效率高、通用性强,并可减轻人工操作的劳动强度。其中机械手搬运系统通过水平伸出机构上的成品件抓手机构把注塑好的成品件抓取出来,然后把安装支架上的预埋件压紧机构中已经抓取好的工件放置到注塑机上,同时机械手离开注塑机的同时,通过预埋件伸出压紧机构稳定端子的位置,从而达到取代人工放件的工序。本发明的抓取机构,能够自动放置预埋件如端子,而且有顶出机构保证放置端子的稳定性,采用机械的方式抓取预埋件,保证预埋件的抓取稳定性和精度。
[0027] 4)本发明中的注塑成品件检测分拣机构,结构简单、操作方便、能实现成品件的检测是否合格和自动分拣,该装置自动化程度高、生产效率高、通用性强,并可减轻人工操作的劳动强度。注塑机出来的成品件,放置在工件支撑座上,然后成品件压紧机构把工件压紧,通过检查机构来判定工件是否合格,如果工件合格,就通过合格件抓料机构把工件放置在合格的物料区内,如果工件是不合格的,就通过不合格件抓料机构把工件放置在不合格物料区内。以上的机构都安装在安装支架上,保证机械机构的精度和稳定性,从而达到取代人工检测工件的目的。本发明注塑成品件检测分拣机构由于工件放置好后,有压紧装置,保证工件的放置稳定;由于有自动检测的机构,通过气缸来控制位置,安全稳定可靠;由于工件的合格与不合格有机构进行区分放置,减少了人工的劳动强度。
附图说明
[0028]图1是本发明机器人搬运系统结构示意图;
[0029]图2是本发明中预埋件抓取放置机构的结构示意图;
[0030]图3是本发明中预埋件抓取放置机构的侧视图;
[0031 ]图4是本发明中二次定位机构的结构示意图;
[0032]图5是本发明中机器人手臂搬运系统的抓取机构结构示意图;
[0033]图6是本发明中预埋件伸出压紧机构的结构示意图;
[0034]图7是本发明中预埋件压紧机构的结构示意图;
[0035]图8是本发明中注塑成品件检测分拣机构的结构示意图。
具体实施方式
[0036]下面对本发明作进一步描述:
[0037]本发明带件注塑的自动控制方法,其中带件注塑中的带件品为预埋件,带件注塑后的产品为注塑成品件,前述预埋件一般为已经做好的产品,如金属五金件制成的接线端子,注塑成品件为注塑件,注塑机7在注塑时,预先将预埋件放入模腔内,然后合模进行注塑得到的产品,如喇叭产品,注塑好的喇叭产品,喇叭上的接线端子埋在喇叭本体内且通过塑胶的粘接力直接固定连接在一起,要求接线端子的电导通性能好。
[0038]下面以接线端子为预埋件,喇叭为需要注塑的产品为例,通过机器人搬运系统来完成带件注塑的自动控制,其中机器人搬运系统的机器人手臂通过垂吊的方式安装在注塑机7的侧旁,并且通过相应的气动控制系统和程序控制系统实现注塑机的预埋件的自动上料、水口料以及注塑成品件的自动抓取和自动放置,以及实现注塑成品件的自动下料检测分拣的工序,如图1,具体包括如下步骤:
[0039] I)预埋件通过振动盘自动上料并经过排列机构即振动盘自动上料排列机构I自动排列好。预埋件一般是以散乱的方式放置在物料框内,特别是像接线端子这样的五金件,因此需要通过振动盘自动上料,将接线端子分开,然后按顺序与要求进行输送,便于后续设备的抓取,接线端子由于有两个引脚和端子本体并且呈折弯状态即属于异形体结构,即为不规则结构,为了便于设备抓取,必须有序排列,故设置一直线排列机构,接线端子在直线排列机构上自动排列并且按要求输送进行一次定位。
[0040] 2)通过预埋件抓取放置机构2抓取步骤I)中的预埋件放置到二次定位机构3上,该二次定位机构通过其上的定位机构的调整使预埋件的位置尺寸配合模具模腔内放置的位置精度要求,并且通过其上的压紧装置压紧。在这过程当中,定位机构调整好的预埋件的位置尺寸是和注塑机上的模具模腔中预埋件的放置位置尺寸一致,保证预埋件放置的稳定性,通过压紧装置设在定位机构上面保证预埋件定位的稳定性。为了完成骤I)中的预埋件顺利到达二次定位机构上,需要对预埋件一次搬运,完成该搬运机构是预埋件抓取放置机构,该机构需要利用有限的空间进行搬运。
[0041]如图2、图3,该预埋件抓取放置机构2包括搬运升降气缸21、搬运旋转气缸22和搬运连接架23,搬运升降气缸21与搬运连接架23之间固定连接,搬运连接架23安装在一平移机构上,搬运升降气缸21的活塞杆与第一搬运连接块24固定连接,搬运旋转气缸22固定在第一搬运连接块24上,搬运旋转气缸22与第二搬运连接板25连接,搬运旋转气缸22驱动第二搬运连接板25转动,第二搬运连接板25上连接有一抓取机构26,抓取机构26包括抓取机构安装架261、抓取气缸262、定位块263、压块264,抓取机构安装架261固定在第二搬运连接板25上,定位块263上设有端子定位部,在压块264上设有铰接销轴2641、压头部2642和连接部2643,抓取气缸262的气缸接头与压块264的连接部之间相铰接,抓取气缸262固定在第一安装块265上,第一安装块265上设有转轴2651,抓取机构安装架261与定位块263之间固定连接,第一安装块265与定位块263之间通过转轴2651转动连接,压块264通过铰接销轴与定位块263之间铰接,抓取气缸262动作,使压块264转动,压块264上的压头部2642将定位块定位部处的预埋件如端子夹紧,在搬运升降气缸21、搬运旋转气缸22的驱动下,抓取机构抓取的预埋件离开直线排列机构,并且在平移机构的带动下搬运到二次定位机构3上。
[0042]平移机构包括支撑座、第一安装板、平移气缸、凸轮轴承随动器,在支撑座的顶部设有平行设置的直线导轨,第一安装板安装在两平行设置的直线导轨上,两平行设置的直线导轨的端部安装有缓冲器,气缸支撑座上,平移气缸通过一连接块与凸轮轴承随动器连接,凸轮轴承随动器安装在一随动器直线导轨上,前述随动器直线导轨位于前述两平行设置的直线导轨下方且相互平行,凸轮轴承随动器与一传动连接块连接,第一安装板的一端部设有导槽连接块,传动连接块上设有一导杆,导杆安装在导槽连接块的导槽内,导槽与两平行设置的直线导轨的长度方向垂直,第一安装板与搬运连接架之间固定连接。
[0043]预埋件抓取放置机构还可以是其它机构形式,总之,可以进行单个或两个或多个端子的抓取并进行搬运的机构即可。
[0044]如图4,二次定位机构3包括二次定位机构基座31、定位结构32、压紧机构,二次定位机构基座的两端均安装定位结构与压紧机构,定位结构与压紧机构成对使用,压紧机构包括第一压紧气缸33、定位压臂34、压头35,第一压紧气缸33固定在二次定位机构基座31上,第一压紧气缸33通过一气缸接头与定位压臂34的一端相铰接,压头35设置在定位压臂34的另一端,在定位压臂34上还设有转动支点,定位结构包括定位座,定位座的结构与模具模腔的预埋件的放置位置尺寸一致,即定位结构为仿模腔的定位结构。本发明中定位结构、压紧机构为端子定位结构、端子压紧机构,即是端子定位结构安装在二次定位机构基座上,保证端子定位结构的稳定和精度,端子放置在端子定位结构上,通过端子压紧机构保证端子的放置稳定性,让机器人手臂的抓取机构过来二次定位机构上抓取端子放置到注塑机中,从而达到取代人工放件的工序。由于二次定位机构上的端子定位机构的尺寸是和模具的尺寸一致,这样保证了端子放置的稳定性,另外端子的定位机构可以调整尺寸配合模具的精度,加上端子定位机构上面配置有端子压紧装置,因此可以保证端子定位的稳定性。
[0045] 3)机器人手臂搬运系统的抓取机构4首先抓取二次定位机构上面的预埋件,去到注塑机模腔内,其中预埋件抓取机构上设有预埋件压紧机构和预埋件伸出压紧机构,预埋件压紧机构用于抓取二次定位机构上面的预埋件,机器人手臂的注塑成品件抓手机构先把注塑好的注塑成品件抓取出来,然后预埋件压紧机构将预先抓取到的预埋件放置到模腔的位置,同时在机器人手臂离开注塑机时,通过预埋件伸出压紧机构稳定端子位置,防止端子被带出来。在该步骤中,注塑机模腔内需要先将已有的注塑件即注塑成品件抓取出来,有水口料的还要取出水口料,然后放置预埋件,预埋件要求放置的位置准确及稳定。机器人手臂的预埋件抓取机构抓取的预埋件由于在步骤2)中的二次定位机构上的定位机构的尺寸是和模具模腔的预埋件的放置尺寸一致,因此可以保证预埋件如端子放置的准确性与稳定性。由上述可知,机器人手臂的预埋件抓取机构需要完成的动作是一是自动抓取注塑成品件及水口料,二是自动放置预埋件,而且由顶出机构保证放置预埋件的稳定性,三是采用机械的方式抓取预埋件,保证预埋件的抓取稳定性和精度。
[0046]如图5,机器人手臂搬运系统的抓取机构4包括水平伸出机构41、注塑成品件抓手机构42、预埋件压紧机构43、预埋件伸出压紧机构44和安装支架45,
[0047]机器人手臂也称为机械手,通过水平伸出机构上的注塑成品件抓手机构把注塑好的注塑成品件抓取出来,然后把安装支架上的预埋件压紧机构中已经抓取好的预埋件如端子放置到注塑机上,同时机械手离开注塑机的同时,通过预埋件伸出压紧机构稳定预埋件的位置,从而达到取代人工放件的工序,这样操作起来非常方便,能实现预埋件自动上件,注塑成品件自动拿取搬运。通过该机器人手臂搬运系统的抓取机构也可以实现水口料的自动拿取搬运。
[0048] 4)机器人手臂退出注塑机模腔,注塑机自动运行工作即注塑。
[0049] 5)退出来后的机器人手臂把之前抓取的注塑成品件放置到注塑成品件检测分拣机构5中,检测合格的工件则放置到成品物料区内,检测的不合格工件则放置到另一料区内。在该步骤中,需要完成下列功能:一是工件即注塑成品件放置好后,有压紧装置,保证注塑成品件的放置稳定,二是有自动检测的机构,并且工件的合格与不合格由机构进行区分放置,从而减少人工的劳动强度。自动检测的机构主要通过气缸来控制位置,这样安全稳定可靠。
[0050]注塑成品件检测分拣机构5包括安装座、注塑成品件压紧机构、合格件抓料机构、检测机构和不合格件抓料机构和工件支撑座。注塑机出来的注塑成品件通过机械手放置在工件支撑座上,然后注塑成品件压紧机构把工件即注塑成品件压紧,通过检测机构来判定工件是否合格,如果工件合格,就通过合格件抓料机构把工件放置在合格的物料区内,如果工件是不合格的,就通过不合格件抓料机构把工件放置在不合格物料区内。各机构都安装在安装座上,保证机械机构的精度和稳定性,从而达到取代人工检测工件的目的。该机构能够保证注塑成品件的自动检测和自动分拣。
[0051]本发明带件注塑的自动控制的机器人搬运系统包括机器人手臂搬运系统以及相应的气动控制系统和程序控制系统,如图5-图7,机器人手臂搬运系统包括抓取机构4,抓取机构4包括前述安装支架45、水平伸出机构41、注塑成品件抓手机构42、预埋件压紧机构43和预埋件伸出压紧机构44,安装支架45安装在机器人手臂的伸缩臂上,伸缩臂安装在专用的安装架6上。
[0052] 注塑成品件抓手机构42包括抓手气缸421和至少两个抓手422,注塑成品件抓手机构安装在一抓手气缸连接座423上,抓手气缸连接座423安装在水平伸出机构41上且通过水平伸出机构41的驱动做水平移动,注塑成品件抓手机构42相应的做水平移动。注塑成品件抓手机构42的各抓手的一端与抓手气缸连接,各抓手的另一端设有垫块,前述抓手包括抓手臂,垫块设置在抓手臂的一端,抓手臂的另一端设有导向凸块,抓手气缸上设有导向槽,抓手臂上的导向凸块安装在抓手气缸的导向槽内,各抓手在抓手气缸的驱动下一起用于抓取注塑成品件。
[0053]抓手气缸连接座423通过水平伸出机构41固定在安装支架45上,水平伸出机构41包括水平位移气缸411和中间连接架412,水平位移气缸411与抓手气缸连接座423之间固定连接,水平位移气缸411还通过中间连接架412与安装支架45固定连接。预埋件压紧机构43和预埋件伸出压紧机构44设置在注塑成品件抓手机构42的抓手气缸的侧旁并且通过第二安装板46固定在安装支架上,其中预埋件压紧机构43设在第二安装板46—侧的板面上,预埋件伸出压紧机构44设置在第二安装板46另一侧的板面上。
[0054]如图7,预埋件压紧机构43包括安装支板431、第一压紧气缸432、预埋件定位块433、预埋件压块434,安装支板431固定在第二安装板46上,其中安装支板431与第二安装板46可以合而为一,预埋件定位块434上设有预埋件定位部,如端子定位部,在预埋件压块434上设有铰接销轴、压头部和连接部,第一压紧气缸432的气缸接头与预埋件压块434的连接部之间相铰接,第一压紧气缸432固定在一安装支块435上,安装支块435上设有转轴,安装支板435与预埋件定位块433之间连接,且安装支块435与预埋件定位块433之间通过其上的转轴转动连接,预埋件压块434通过其上的铰接销轴与预埋件定位块433之间铰接,第一压紧气缸432动作,使预埋件压块434转动,预埋件压块434上的压头部将预埋件定位块433上的预埋件定位部处的预埋件夹紧,如将预埋件定位块上的的端子夹紧。
[0055]前述预埋件伸出压紧机构44包括第二气缸441、第一导块442、第二导块443、导块导杆444和顶压导杆445,顶压导杆445连接在第二导块443上,第二导块443通过导块座446固定在第二安装板46上,导块导杆444固定在第二气缸或者第二安装板上,第一导块442与第二导块443安装在导块导杆444上,第一导块442与第二导块443之间固定有压缩弹簧447且通过压缩弹簧447相连接,第二气缸441通过浮动接头与第一导块442连接,第二气缸441驱动第一导块442与第二导块443—起移动,第二导块443带动顶压导杆445移动实现对预埋件的压紧防止掉落的功能。顶压导杆445受到两种控制,一是第二气缸441的控制,二是压缩弹簧447的控制,抓取机构在离开模具模腔时,防止预埋件被带出模腔。第二导块443上设有检测预埋件是否还在模腔对应位置的检测开关或检测探头,即光纤感应器448。
[0056]注塑成品件抓手机构42、预埋件压紧机构43和预埋件伸出压紧机构44均设有两套,抓手气缸连接座423、安装支架45均为长条形结构,两套注塑成品件抓手机构分别设在抓手气缸座的两端部,两套预埋件压紧机构和两套预埋件伸出压紧机构分别通过第二安装板设在安装支架的两端部。抓手气缸连接座也称为抓手气缸座。
[0057]本发明机器人搬运系统中的注塑成品件检测分拣机构5,包括安装座51、注塑成品件压紧机构52、合格件抓料机构53、检测机构54和不合格件抓料机构55,注塑成品件压紧机构安装在检测机构的一侧旁,不合格件抓料机构安装在检测机构的另一侧旁,检测机构的侧旁还设有工件支撑座,其中注塑成品件压紧机构、检测机构和不合格件抓料机构检测机构均设有两套以适应双注塑机的需要,双注塑机就是指两台并排设置的注塑机,机器人手臂搬运系统设在两台注塑机之间,亦即注塑成品件检测分拣机构也设在两台注塑机之间,前述注塑成品件压紧机构、合格件抓料机构、检测机构和不合格件抓料机构以及工件支撑座均安装在安装座上,检测机构用来判定工件是否合格。
[0058]注塑成品件压紧机构52包括注塑成品件压紧气缸521、注塑成品件压臂522和注塑成品件压紧机构座523,注塑成品件压臂的一端设有压紧注塑成品件的压头,另一端与一中间连接臂524铰接,中间连接臂与注塑成品件压紧气缸的活塞杆的接头铰接,注塑成品件压紧气缸固定在注塑成品件压紧机构座523上,注塑成品件压紧机构座上还铰接有一摇臂525,而且摇臂还与注塑成品件压臂的中部相铰接,工件支撑座56上设有与注塑成品件相配合设计的定位面和定位销柱,定位销柱设有两根或三根,防止注塑成品件转动,注塑成品件压臂在注塑成品件压紧气缸的作用下,其上的压头正好压在注塑成品件上防止注塑成品件沿着定位销柱的轴向方向移动。
[0059]不合格件抓料机构55包括第一抓臂551、第一抓臂旋转气缸552,第一抓臂的一端设有抓料机构,另一端安装在第一抓臂旋转气缸553上,第一抓臂旋转气缸固定在一连接板上,或者与第一抓臂升降气缸连接,第一抓臂旋转气缸驱动第一抓臂转动到工件支撑座上抓取不合格件并且转动到不合格物料区放下不合格件,第一抓臂升降气缸驱动第一抓臂旋转气缸及第一抓臂上下往复移动以适应不同环境的需要,如不合格物料区的位置、工件支撑座位置等。
[0060]合格件抓料机构53包括第二抓臂531、第二抓臂旋转气缸532,第二抓臂的一端设有一个或两个或两个以上的分抓料机构533,另一端安装在第二抓臂旋转气缸上,第二抓臂旋转气缸连接在一连接板上或者与第二抓臂升降气缸连接,第二抓臂旋转气缸驱动第二抓臂转动到工件支撑座上抓取合格件并且转动到合格成品物料区放下合格件,由于注塑成品件一般合格率较高,故只使用一套抓臂的驱动架构,而抓臂即第二抓臂的端部连接两个或两个以上的分抓臂,从而实现一次抓取两个或两个以上的合格注塑成品件。
[0061 ]检测机构54包括检测气缸541、缺陷检测头542和检测支架543,检测气缸541与缺陷检测头542连接,检测气缸541固定在检测支架543上,缺陷检测头542在检测气缸541的驱动下检测工件支撑上的注塑成品件是否存在缺陷并传输出结果出来。缺陷检测头542包括检测探针、检测电导通性能的电路模块以及检测信号传输模块。注塑成品件如喇叭,当检测机构检测到喇叭端子的电导通性能正常时,便传输出信号,经过控制系统的处理,发出控制指令给合格件抓料机构,第二抓臂升降气缸和/或第二抓臂旋转气缸动作,第二抓臂上的分抓料机构抓取合格件放到合格成品物料区内,并返回做好下一动作的准备;当检测机构检测到喇叭端子的电导通性能不正常时,便传输出信号,经过控制系统的处理,发出控制指令给不合格件抓料机构,第一抓臂升降气缸和/或第一抓臂旋转气缸动作,第一抓臂上的抓料机构抓取不合格件放到不合格成品物料区内,并返回做好下一动作的准备。

Claims (10)

1.一种带件注塑的自动控制方法,其特征在于所述带件注塑的自动控制方法是通过机器人搬运系统来完成带件注塑的自动控制,其中机器人搬运系统的机器人手臂搬运系统通过垂吊的方式安装在注塑机的侧旁,并且通过气动控制系统和程序控制系统实现注塑机注塑时所需要的预埋件的自动上料,注塑后所产生的水口料以及注塑成品件的自动抓取和自动放置的工序, 其中机器人手臂搬运系统设置有抓取机构,抓取机构通过安装支架、气缸控制的水平伸出机构、气缸控制的注塑成品件抓手机构、小气缸控制的预埋件压紧机构、小气缸控制的预埋件伸出压紧机构一起构成,其中安装支架安装在机器人手臂的伸缩臂上,伸缩臂安装在专用的安装架上, 1)整个抓取机构伸入注塑机里面,水平伸出机构上的气缸伸出,注塑成品件抓手机构在气缸控制下抓取注塑成品件和/或水口料; 2)水平伸出机构上的气缸退回; 3)整个抓取机构平移,并且将已经抓取好的预埋件正对模具腔中预埋件的放置槽; 4)预埋件压紧机构的气缸动作,将预埋件放置到预埋件的放置槽中,预埋件放到位后预埋件伸出压紧机构的小气缸动作,顶住预埋件; 5)整个抓取机构平移,此时在预埋件伸出压紧机构作用下,防止预埋件被带出,而且让感应器感应预埋件; 6)预埋件检测完后整个抓取机构离开注塑机,这样完成预埋件自动上件,注塑成品件自动拿取搬运的工序。
2.根据权利要求1所述带件注塑的自动控制方法,其特征在于所述带件注塑的自动控制方法还包括预埋件的自动排列定位工序和注塑成品件的自动下料检测分拣的工序, 所述预埋件的自动排列定位工序包括:a)预埋件通过振动盘自动上料并经过排列机构自动排列好;b)通过预埋件抓取放置机构抓取步骤a)中的预埋件放置到二次定位机构上, 所述注塑成品件的自动下料检测分拣的工序包括:通过设置注塑成品件压紧机构、合格件抓料机构、检测机构和不合格件抓料机构,所述抓取机构抓取的注塑成品件放置到工件支撑座上,并且经注塑成品件压紧机构后,由检测机构进行缺陷检测,检测合格的工件则放置到成品物料区内,检测的不合格工件则放置到另一料区内,检测的各机构主要通过气缸来控制位置。
3.根据权利要求2所述带件注塑的自动控制方法,其特征在于所述二次定位机构通过设置定位机构和压紧机构,经定位机构的调整使预埋件的位置尺寸配合模具模腔内放置的位置精度要求,即所述定位机构调整好的预埋件的位置尺寸是和注塑机上的模具模腔中预埋件的放置的位置尺寸相一致,保证预埋件放置的稳定性,并且通过压紧装置设在定位机构上面保证预埋件定位的稳定性。
4.一种基于权利要求1或2或3所述带件注塑的自动控制方法的机器人搬运系统,包括机器人手臂搬运系统、气动控制系统和程序控制系统,机器人手臂搬运系统包括抓取机构,抓取机构包括安装支架、水平伸出机构、注塑成品件抓手机构、预埋件压紧机构和预埋件伸出压紧机构,安装支架安装在机器人手臂的伸缩臂上, 所述注塑成品件抓手机构包括抓手气缸和至少两个抓手,注塑成品件抓手机构安装在一抓手气缸连接座上,抓手气缸连接座安装在水平伸出机构上且通过水平伸出机构的驱动做水平移动,注塑成品件抓手机构相应的做水平移动,抓手气缸连接座通过水平伸出机构固定在安装支架上,水平伸出机构包括水平位移气缸和中间连接架,水平位移气缸与抓手气缸连接座之间固定连接,水平位移气缸还通过中间连接架与安装支架固定连接;预埋件压紧机构和预埋件伸出压紧机构设置在注塑成品件抓手机构的抓手气缸的侧旁并且通过第二安装板固定在安装支架上,其中预埋件压紧机构设在第二安装板一侧的板面上,预埋件伸出压紧机构设置在第二安装板另一侧的板面上, 所述预埋件压紧机构包括安装支板、第一压紧气缸、预埋件定位块、预埋件压块,安装支板固定在第二安装板上,其中安装支板与第二安装板也可以合而为一,预埋件定位块上设有预埋件定位部,如端子定位部,在预埋件压块上设有铰接销轴、压头部和连接部,第一压紧气缸的气缸接头与预埋件压块的连接部之间相铰接,第一压紧气缸固定在一安装支块上,安装支块上设有转轴,安装支板与预埋件定位块之间连接,安装支块与预埋件定位块之间通过其上的转轴转动连接,预埋件压块通过其上的铰接销轴与预埋件定位块之间铰接,第一压紧气缸动作,使预埋件压块转动,预埋件压块上的压头部将预埋件定位块上的预埋件定位部处的预埋件夹紧, 所述预埋件伸出压紧机构包括第二气缸、第一导块、第二导块、导块导杆和顶压导杆,顶压导杆连接在第二导块上,第二导块通过导块座固定在第二安装板上,导块导杆固定在第二气缸或者第二安装板上,第一导块与第二导块安装在导块导杆上,第一导块与第二导块之间固定有压缩弹簧且通过压缩弹簧相连接,第二气缸通过浮动接头与第一导块连接,第二气缸驱动第一导块与第二导块一起移动,第二导块带动顶压导杆移动实现对预埋件的压紧防止掉落的功能;顶压导杆受到两种控制,一是第二气缸的控制,二是压缩弹簧的控制,抓取机构在离开模具模腔时,防止预埋件被带出模腔,所述抓手气缸连接座通过水平伸出机构固定在安装支架上,水平伸出机构包括水平位移气缸和中间连接架,水平位移气缸与抓手气缸连接座之间固定连接,水平位移气缸还通过中间连接架与安装支架固定连接;预埋件压紧机构和预埋件伸出压紧机构设置在注塑成品件抓手机构的抓手气缸的侧旁并且通过第二安装板固定在安装支架上,其中预埋件压紧机构设在第二安装板一侧的板面上,预埋件伸出压紧机构设置第二安装板另一侧的板面上。
5.根据权利要求4所述的机器人搬运系统,其特征在于所述第二导块上设有检测预埋件是否还在模腔对应位置的检测开关或检测探头, 所述注塑成品件抓手机构、预埋件压紧机构和预埋件伸出压紧机构均设有两套,抓手气缸连接座、安装支架均为长条形结构,两套注塑成品件抓手机构分别设在抓手气缸座的两端部,两套预埋件压紧机构和两套预埋件伸出压紧机构分别通过第二安装板设在安装支架的两端部。
6.根据权利要求4或5所述的机器人搬运系统,其特征在于所述机器人搬运系统还包括预埋件抓取放置机构,预埋件抓取放置机构包括搬运升降气缸、搬运旋转气缸和搬运连接架,搬运升降气缸与搬运连接架之间固定连接,搬运连接架安装在一平移机构上,搬运升降气缸的活塞杆与第一搬运连接块固定连接,搬运旋转气缸固定在第一搬运连接块上,搬运旋转气缸与第二搬运连接板连接,搬运旋转气缸驱动第二搬运连接板转动,第二搬运连接板上连接有一抓取机构,所述第二搬运连接板上连接的抓取机构包括抓取机构安装架、抓取气缸、定位块、压块,抓取机构安装架固定在第二搬运连接板上,定位块上设有端子定位部,在压块上设有铰接销轴、压头部和连接部,抓取气缸的气缸接头与压块的连接部之间相铰接,抓取气缸固定在第一安装块上,第一安装块上设有转轴,抓取机构安装架与定位块之间固定连接,第一安装块与定位块之间通过转轴转动连接,压块通过铰接销轴与定位块之间铰接,抓取气缸动作,使压块转动,压块上的压头部将定位块端子定位部处的端子夹紧,在搬运升降气缸、搬运旋转气缸的驱动下,所述第二搬运连接板上连接的抓取机构抓取的端子离开直线排列机构,并且在平移机构的带动下搬运到二次定位机构上。
7.根据权利要求6所述的机器人搬运系统,其特征在于所述平移机构包括支撑座、第一安装板、平移气缸、凸轮轴承随动器,在支撑座的顶部设有平行设置的直线导轨,第一安装板安装在两平行设置的直线导轨上,两平行设置的直线导轨的端部安装有缓冲器,气缸支撑座上,平移气缸通过一连接块与凸轮轴承随动器连接,凸轮轴承随动器安装在一随动器直线导轨上,前述随动器直线导轨位于前述两平行设置的直线导轨下方且相互平行,凸轮轴承随动器与一传动连接块连接,第一安装板的一端部设有导槽连接块,传动连接块上设有一导杆,导杆安装在导槽连接块的导槽内,导槽与两平行设置的直线导轨的长度方向垂直,第一安装板与搬运连接架之间固定连接。
8.根据权利要求4或5所述的机器人搬运系统,其特征在于所述机器人搬运系统还包括二次定位机构,二次定位机构包括二次定位机构基座、定位结构、压紧机构,二次定位机构基座的两端均安装定位结构与压紧机构,定位结构与压紧机构成对使用,压紧机构包括第一压紧气缸、定位压臂、压头,第一压紧气缸固定在二次定位机构基座上,第一压紧气缸通过一气缸接头与定位压臂的一端相铰接,压头设置在定位压臂的另一端,在定位压臂上还设有转动支点,定位结构包括定位座,定位座的结构与模具模腔的预埋件的放置位置尺寸一致,即定位结构为仿模腔的定位结构。
9.根据权利要求4或5所述的机器人搬运系统,其特征在于所述机器人搬运系统还包括注塑成品件检测分拣机构,注塑成品件检测分拣机构包括安装座、注塑成品件压紧机构、合格件抓料机构、检测机构和不合格件抓料机构,注塑成品件压紧机构安装在检测机构的一侧旁,不合格件抓料机构安装在检测机构的另一侧旁,检测机构的侧旁还设有工件支撑座,其中注塑成品件压紧机构、检测机构和不合格件抓料机构检测机构均设有两套以适应双注塑机的需要,双注塑机就是指两台并排设置的注塑机,机器人手臂搬运系统设在两台注塑机之间,亦即注塑成品件检测分拣机构也设在两台注塑机之间,前述注塑成品件压紧机构、合格件抓料机构、检测机构和不合格件抓料机构以及工件支撑座均安装在安装座上,检测机构用来判定工件是否合格。
10.根据权利要求9所述的机器人搬运系统,其特征在于所述注塑成品件压紧机构包括注塑成品件压紧气缸、注塑成品件压臂和注塑成品件压紧机构座,注塑成品件压臂的一端设有压紧注塑成品件的压头,另一端与一中间连接臂铰接,中间连接臂与注塑成品件压紧气缸的活塞杆的接头铰接,注塑成品件压紧气缸固定在注塑成品件压紧机构座上,注塑成品件压紧机构座上还铰接有一摇臂,而且摇臂还与注塑成品件压臂的中部相铰接,工件支撑座上设有与注塑成品件相配合设计的定位面和定位销柱,定位销柱设有两根或三根,防止注塑成品件转动,注塑成品件压臂在注塑成品件压紧气缸的作用下,其上的压头正好压在注塑成品件上防止注塑成品件沿着定位销柱的轴向方向移动, 所述不合格件抓料机构包括第一抓臂、第一抓臂旋转气缸,第一抓臂的一端设有抓料机构,另一端安装在第一抓臂旋转气缸上,第一抓臂旋转气缸固定在一连接板上,或者与第一抓臂升降气缸连接,第一抓臂旋转气缸驱动第一抓臂转动到工件支撑座上抓取不合格件并且转动到不合格物料区放下不合格件,第一抓臂升降气缸驱动第一抓臂旋转气缸及第一抓臂上下往复移动以适应不同环境的需要, 所述合格件抓料机构包括第二抓臂、第二抓臂旋转气缸,第二抓臂的一端设有一个或两个或两个以上的分抓料机构,另一端安装在第二抓臂旋转气缸上,第二抓臂旋转气缸连接在一连接板上或者与第二抓臂升降气缸连接,第二抓臂旋转气缸驱动第二抓臂转动到工件支撑座上抓取合格件并且转动到合格成品物料区放下合格件, 所述检测机构包括检测气缸、缺陷检测头和检测支架,检测气缸与缺陷检测头连接,检测气缸固定在检测支架上,缺陷检测头在检测气缸的驱动下检测工件支撑上的注塑成品件是否存在缺陷并传输出结果出来,缺陷检测头包括检测探针、检测电导通性能的电路模块以及检测信号传输模块。
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