CN105151777A - 自动上料机械手 - Google Patents

Abstract

本发明适用于上料设备技术领域，提供了一种自动上料机械手，包括取、放材料的第一吸料装置、用于搬运材料的移动机构以及补料机构。补料机构包括用于放置材料的料仓以及将材料从料仓推送至第一吸料装置取料位置的推送装置。本发明的自动上料机械手设置有补料机构，其可自动给料仓补料，无需人工补料，提高了上料设备的自动化程度，节省了人工成本，提高了生产效率。

Description

自动上料机械手

技术领域

本发明属于上料设备技术领域，尤其涉及一种自动上料机械手。

背景技术

机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取，搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手可以代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，现代工业中机械手已经被广泛的用来代替人工作业，极大的提高了生产效率。

现有的上料机械手实现了自动化取料、自动化搬运、自动放料的功能，相对于人工作业，现有的机械手提高生产效率高，缩短了工作周期，节省了人工，提高生产安全性。然而，现有的机械手还需要人工进行补料，即是要不断地将材料放到某一特定位置以供机械手取料。此外，在冲压成型设备领域，材料装入冲压机的模具前，还需要对材料进行涂油，目前，均采用人工作业对材料进行涂油。可见，现有的机械手的较多工序仍需要人工参与，自动化程度低，不利于进一步地提高生产效率以及节省人工成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种自动上料机械手，旨在解决现有技术中的上料机械手所存在的自动化程度低，不利于提高生产效率以及节省人工成本的问题。

本发明是这样实现的，一种自动上料机械手，包括取、放材料的第一吸料装置以及用于搬运材料的移动机构，所述自动上料机械手还包括补料机构，所述补料机构包括用于放置材料的料仓以及将材料从料仓推送至所述第一吸料装置取料位置的推送装置。

进一步地，所述推送装置包括第一电机、丝杆以及推动块，所述第一电机与所述丝杆传动连接，所述推动块与所述丝杆传动连接，所述推动块伸入所述料仓内，并抵顶材料。

进一步地，所述料仓包括相隔一定距离设置的第一限位板以及第二限位板，材料嵌置于所述第一、第二限位板共同构成的容置空间内，并且所述容置空间横截面的形状与材料横截面的形状相匹配。

进一步地，所述自动上料机械手还包括料仓调节机构，所述自动上料机械手设置有至少一个所述的料仓，所述料仓调节机构包括第一调节板、第二调节板、第一齿条、第二齿条以及调节齿轮；所述第一调节板与每个料仓的第一限位板固定连接，所述第二调节板与每个料仓的第二限位板固定连接，所述第一齿条固定于所述第一调节板上，所述第二齿条固定于所述第二调节板上，所述调节齿轮设置于所述第一、第二齿条之间，并且其顶部及底部分别与所述第一、第二齿条啮合。

进一步地，所述移动机构包括第一移动机构；所述第一移动机构包括第二电机、皮带传动组件以及移动座，所述第二电机通过所述皮带传动组件带动所述移动座往复运动；所述第一吸料装置固定在所述移动座上。

进一步地，所述自动上料机械手还包括涂油装置，所述涂油装置与第一吸料装置相隔一定距离设置，并且亦固定在所述的移动座上；所述涂油装置包括吸油部件以及吸油部件升降气缸，所述吸油部件与所述吸油部件升降气缸的活塞杆固定连接。

进一步地，所述自动上料机械手还包括从所述第一吸料装置放料位置取料的第二吸料装置，所述移动机构还包括第二移动机构，所述第二移动机构包括移动气缸以及托举气缸，所述第二吸料装置包括第二吸盘，所述托举气缸与所述移动气缸的活塞杆固定连接，所述第二吸盘与所述托举气缸的活塞杆固定连接，所述第二吸盘吸取材料的开口朝向上。

进一步地，所述第二移动机构还包括定位装置，所述定位装置包括承置台、第一定位板、第二定位板、动力电机、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、同步带、第一换向齿轮、第二换向齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第一传动轴、第二传动轴、第一传动齿条以及第二传动齿条；所述第一吸料装置的放料位置设置于所述承置台上，所述第一、第二定位板沿所述第一吸料装置的放料位置对称设置，并且两者相对的一侧分别开设有用于定位的开口，所述第一、第二定位板的开口形状分别与材料相对两侧边的形状相匹配；所述动力电机与所述第三同步轮传动连接，所述同步带绕置于所述第一、第二以及第三同步轮上，所述第一同步轮与所述第一传动轴同轴联接，所述第二同步轮与所述第一换向齿轮同轴联接，所述第一换向齿轮与所述第二换向齿轮啮合，所述第一、第二传动齿轮分别套设于所述第一、第二传动轴上，所述第一、第二传动齿条分别固定于所述第一、第二定位板上，所述第一、第二传动齿轮分别与所述第一、第二传动齿条啮合。

进一步地，所述承置台上设置有用于放置材料的第一工位以及第二工位，所述第一工位为所述第一吸料装置的放料位置，所述第二工位的位置与所述涂油装置的位置相对应；所述第二移动机构还包括吸盘固定座，所述吸盘固定座上设置有至少两个所述的第二吸盘，所述的第一、第二工位的上方分别设置有一个所述的第二吸盘；所述吸盘固定座与所述托举气缸固定连接。

进一步地，所述自动上料机械手还包括可将所述第二吸料装置放料位置上的材料搬运至模具的第三吸料装置，所述吸盘固定座在沿所述移动气缸伸缩方向的末端设置有不良排出部件，所述不良排出部件的顶面与所述第二吸盘的开口水平对齐；所述承置台上还设置有用于给所述第二吸料装置放料的第三工位，所述第三工位位于所述不良排出部件的上方；所述承置台上还设置有材料检测模板、伸缩气缸以及用于检测所述伸缩气缸是否到位的感应器，所述材料检测模板的一端与所述伸缩气缸的活塞杆固定连接，所述材料检测模板的另一端开设有开口槽，所述开口槽的高度大于一块材料的厚度，小于两块材料的厚度；当所述伸缩气缸伸长时，所述材料检测模板的另一端抵顶材料。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的自动上料机械手设置有补料机构，其可自动给料仓补料，无需人工补料，提高了上料设备的自动化程度，节省了人工成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种自动上料机械手的立体结构示意图。

图2是图1所示实施例的另一角度的立体结构示意图。

图3是图1所示实施例中的推送装置的立体结构示意图。

图4是图1所示实施例中的物料车的立体结构示意图。

图5是图4所示的物料车嵌置在轨道座上的立体结构示意图。

图6是图4所示的物料车嵌置在轨道座上的另一角度的立体结构示意图。

图7是图1所示实施例中的轨道座及物料车驱动机构的立体结构示意图。

图8是图1所示实施例中的第一吸料装置、涂油装置以及第一移动机构的立体结构示意图。

图9是图1所示实施例中的第二移动机构的立体结构示意图。

图10是图9所示第二移动机构另一角度的立体结构示意图。

图11是图9中的移动气缸、托举气缸以及吸盘固定座的立体结构示意图。

图12是图9中的承置台以及定位装置的立体结构示意图。

图13是图12中的材料检测模板的立体结构示意图。

图14是图1所示实施例中的第三移动机构以及第三吸料装置的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1及图2所示，为本发明的一较佳实施例，一种自动上料机械手，包括取、放材料10的第一吸料装置1、用于搬运材料的移动机构2以及补料机构3。补料机构3包括用于放置材料的料仓31以及将材料10从料仓31推送至第一吸料装置1取料位置100的推送装置32。

请参见图3，第一吸料装置1包括第一吸盘11以及吸盘升降气缸12，第一吸盘11与吸盘升降气缸12的活塞杆固定连接，吸盘升降气缸12的工作，可将第一吸盘11向下推出，吸取或放下材料后，再往上缩回。推送装置32包括第一电机321、丝杆322以及推动块323，第一电机321与丝杆322传动连接，推动块323与丝杆322传动连接，推动块323伸入料仓31内，并抵顶材料10，第一电机321工作时，丝杆322旋转，带动推动块323向上移动，推动块323在向上移动的同时，推动材料向上运动。从而，第一吸料装置1可不断地吸取最上面的一块材料10，而推动块323可不断地将材料10向上推动，使材料10不断地补充。本实施例可自动地给料仓31补料，无需人工补料，提高了上料设备的自动化程度，节省了人工成本，提高了生产效率。

请参见图4至图7，上述自动上料机械手设置有至少一个料仓31，本实施例共设置有四个料仓31。料仓31包括相隔一定距离设置的第一限位板311以及第二限位板312，材料嵌置于第一、第二限位板311、312共同构成的容置空间310内，并且容置空间310横截面的形状与材料横截面的形状相匹配。

自动上料机械手还设置有料仓调节机构4，料仓调节机构4包括第一调节板41、第二调节板42、第一齿条43、第二齿条44、调节齿轮45以及调节法兰46。调节法兰46与调节齿轮45固定连接，第一调节板41与每个料仓31的第一限位板311固定连接，第二调节板42与每个料仓31的第二限位板312固定连接，第一齿条43固定于第一调节板41上，第二齿条44固定于第二调节板42上，调节齿轮45设置于第一、第二齿条43、44之间，并且其顶部及底部分别与第一、第二齿条43、44啮合。旋转调节法兰46，调节齿轮45跟随转动，第一、第二齿条43、44在调节齿轮45的带动下，相互交错运动，第一、第二调节板41、42亦相互交错运动，从而实现了每个料仓31的第一、第二限位板311、312的容置空间310的大小调节，使料仓31可装入不同尺寸的材料10。

为了避免料仓31大小调节完毕后，各料仓31的第一、第二限位板311、312发生意外的移动，料仓调节机构4还设置有用于制止第一调节板311和/或第二调节板312活动的锁紧部件47。

上述自动上料机械手还包括物料车5、轨道座6、物料车驱动机构7以及物料车定位装置8。轨道座6上设置有限位槽61；物料车5的底部嵌置于限位槽61内，物料车驱动机构7包括换位气缸71，换位气缸71的活塞杆与物料车5连接。物料车驱动机构7工作时，可拉动物料车5沿着限位槽61往复运动，从而当所有材料10都用完后，可将物料车5拉出，以便于工人将材料10装入料仓31。

物料车定位装置8包括可伸缩的卡固件81，卡固件81与换位气缸71的活塞杆固定连接；物料车5的底部设置有定位孔51，换位气缸71工作时，卡固件81卡入定位孔51内。于本实施例中，物料车5设置有四个定位孔51，每一定位孔51的位置均与一个料仓31的位置与对应。换位气缸71的活塞杆的收缩方向指向推送装置32的方向。换位气缸71不工作时，卡固块81卡入定位孔51中，换位气缸71工作时，卡固件81先离开定位孔51，然后其活塞杆伸长，卡固件81运动到另一定位孔51的位置，换位气缸71停止工作，卡固件81卡入与其位置对应的定位孔51中，此时，换位气缸71缩回，卡固件81仍卡在定位孔51中，物料车5被换位气缸71拉动，使与该定位孔51位置对应的料仓31被拉着靠近推送装置32运动。从而，当一个料仓31的材料用完后，可通过换位气缸71、卡固件81以及定位孔51的结构实现料仓31的移动，并且，每次移动的距离均为一个料仓31的大小，所以，料仓31切换后，无需再进行定位，即可继续进行送料工作。

上述移动机构2包括第一移动机构21、第二移动机构22以及第三移动机构23。自动上料机械手还设置有涂油装置91、第二吸料装置92以及第三吸料装置93。其中，第二吸料装置92用于从第一吸料装置1放料位置200吸取材料10；第三吸料装置93用于将第二吸料装置92放料位置400上的材料10搬运至模具。

请参见图8，第一移动机构21包括第二电机211、皮带传动组件212以及移动座213，第二电机211通过皮带传动组件212带动移动座213往复运动；第一吸料装置1固定在移动座213上。

涂油装置91与第一吸料装置1相隔一定距离设置，并且亦固定在移动座213上。涂油装置91包括吸油部件911以及吸油部件升降气缸912，吸油部件912与吸油部件升降气缸912的活塞杆固定连接。

请参见图9及图10，第二移动机构22包括移动气缸221以及托举气缸222，第二吸料装置92包括第二吸盘921，托举气缸222与移动气缸221的活塞杆固定连接，第二吸盘921与托举气缸222的活塞杆固定连接，第二吸盘921吸取材料的开口9211朝向上。

第二移动机构22还包括定位装置223，定位装置包括承置台2231、第一定位板2232、第二定位板2233、动力电机2234、第一同步轮2235、第二同步轮2236、第三同步轮2237、同步带2238、第一换向齿轮2239、第二换向齿轮2240、第一传动齿轮2241、第二传动齿轮2242、第一传动轴2243、第二传动轴2244、第一传动齿条2245以及第二传动齿条2246。第一吸料装置1的放料位置200设置于承置台2231上，第一、第二定位板2232、2233沿第一吸料装置1的放料位置200对称设置，并且两者相对的一侧分别开设有用于定位的开口2247、2248。第一、第二定位板2232、2233的开口2247、2248形状分别与材料10相对两侧边的形状相匹配。

动力电机2234与第三同步轮2237传动连接，同步带2238绕置于第一、第二以及第三同步轮2235、2236、2237上，第一同步轮2235与第一传动轴2243同轴联接，第二同步轮2236与第一换向齿轮2239同轴联接，第一换向齿轮2239与第二换向齿轮2240啮合，第一、第二传动齿轮2241、2242分别套设于第一、第二传动轴2243、2244上，第一、第二传动齿条2245、2246分别固定于第一、第二定位板2232、2233上，第一、第二传动齿轮2245、2246分别与第一、第二传动齿条啮合2245、2246。动力电机2234启动后，第三同步轮2237带动第二、第二同步轮2235、2236旋转，第一同步轮2235带动第一传动轴2243旋转，第二同步轮2236带动第一换向齿轮2239、第二换向齿轮2240以及第二传动轴2244旋转，第一传动轴2243、第二传动轴2244又分别带动第一、第二传动齿轮2241、2242旋转，第一、第二传动齿轮2241、2242分别带动第一、第二传动齿条2245、2246运动，因此，第一、第二定位板2232、2233可沿两者中心对称地运动，将材料10推送到两者的中心位置，从而实现给材料10定位的目的。

承置台2231上设置有用于放置材料的第一工位以及第二工位300，第一工位为第一吸料装置的放料位置200，第二工位300的位置与涂油装置91的位置相对应。第二移动机构22还包括吸盘固定座226，吸盘固定座226上设置有至少两个所述的第二吸盘921，第一工位、第二工位300的上方分别设置有一个第二吸盘921；吸盘固定座226与托举气缸222固定连接。

请参见图11，在实际生产中，因为材料10具有毛边等原因，有可能会相互粘连在一起，如果一块以上的材料10被送至模具，则可能会损坏模具。因此，本实施例中，于吸盘固定座226在沿移动气缸221伸缩方向的末端设置有不良排出部件2261，不良排出部件2261的顶面与第二吸盘921的开口9211水平对齐。承置台2231上还设置有用于给第二吸料装置92放料的放料位置400，该放料位置400为第三工位400，其位于不良排出部件2261的上方。请参见图12及图13，承置台2231上还设置有材料检测模板2249、伸缩气缸2250以及用于检测伸缩气缸2250是否到位的感应器2251，材料检测模板2249的一端与伸缩气缸2250的活塞杆固定连接，材料检测模板2249的另一端开设有开口槽2252，开口槽2252的高度大于一块材料10的厚度，小于两块材料10的厚度；当伸缩气缸2250伸长时，材料检测模板2249的另一端抵顶材料10。感应器2251可感应到伸缩气缸2250是否伸长到位，如果伸长的长度不足，即证明开口槽2252被材料10阻挡，没有套入材料10，此时材料10的高度大于开口槽2252的高度，即证明材料10的数量为一块以上。感应器2251将信息反馈给第三吸料装置93，第三吸料装置93接收到材料10为一块以上的信息后，将跳过抓取该材料10的步骤，因材料10没有被取走，不良排出部件2261被托举气缸222举起，然后被移动气缸221送离承置台2231上的第三工位，因没有承置台2231的承托，材料10将脱离不良排出部件2261。反之，如果材料10的数量为一块，则在材料10在第三工位时，将会被第三吸料装置93取走，送至模具中。

承置台2231上还设置有定位工位500，吸盘固定座226上设置有三个所述的第二吸盘921，定位工位500位于第一工位、第二工位300之间，并且其上方对应有一个第二吸盘921。上述的定位工位500主要是给材料一个初步定位的位置。

请参见图14，第三移动机构23包括横向位移装置231、竖向位移装置232以及摆动装置233。竖向位移装置232安装于横向位移装置231上，摆动装置233安装于横向移动装置231上。摆动装置233包括手臂2331、摆动支点2332、摆动电机2333以及偏心摆杆2334。摆动电机2333与偏心摆杆2334传动连接，手臂2331的一端设置有第三吸料装置93，其另一端与偏心摆杆2334连接；摆动支点2332穿设于手臂2331上，并且位于第三吸料装置93与偏心摆杆2334之间。

具体地，上述摆动装置233还包括卡接块2335，手臂2331的另一端开设有卡接槽2336，卡接块2335与偏心摆杆2334固定连接，卡接块2335卡入卡接槽2336内。摆动电机2333工作时，带动偏心摆杆2334摆动，固定在偏心摆杆2334上的卡接块2335带动手臂2331绕摆动支点2332摆动。

通过上述第三移动机构23的横向、竖向以及摆动结构，可以使第三吸料装置93在三维空间内精确定位，从而准确地将材料10搬运至模具上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动上料机械手，包括取、放材料的第一吸料装置以及用于搬运材料的移动机构，其特征在于，所述自动上料机械手还包括补料机构，所述补料机构包括用于放置材料的料仓以及将材料从料仓推送至所述第一吸料装置取料位置的推送装置。

2.如权利要求1所述的自动上料机械手，其特征在于，所述推送装置包括第一电机、丝杆以及推动块，所述第一电机与所述丝杆传动连接，所述推动块与所述丝杆传动连接，所述推动块伸入所述料仓内，并抵顶材料。

3.如权利要求1所述的自动上料机械手，其特征在于，所述料仓包括相隔一定距离设置的第一限位板以及第二限位板，材料嵌置于所述第一、第二限位板共同构成的容置空间内，并且所述容置空间横截面的形状与材料横截面的形状相匹配。

4.如权利要求3所述的自动上料机械手，其特征在于，所述自动上料机械手还包括料仓调节机构，所述自动上料机械手设置有至少一个所述的料仓，所述料仓调节机构包括第一调节板、第二调节板、第一齿条、第二齿条以及调节齿轮；所述第一调节板与每个料仓的第一限位板固定连接，所述第二调节板与每个料仓的第二限位板固定连接，所述第一齿条固定于所述第一调节板上，所述第二齿条固定于所述第二调节板上，所述调节齿轮设置于所述第一、第二齿条之间，并且其顶部及底部分别与所述第一、第二齿条啮合。

5.如权利要求1所述的自动上料机械手，其特征在于，所述移动机构包括第一移动机构；所述第一移动机构包括第二电机、皮带传动组件以及移动座，所述第二电机通过所述皮带传动组件带动所述移动座往复运动；所述第一吸料装置固定在所述移动座上。

6.如权利要求5所述的自动上料机械手，其特征在于，所述自动上料机械手还包括涂油装置，所述涂油装置与第一吸料装置相隔一定距离设置，并且亦固定在所述的移动座上；所述涂油装置包括吸油部件以及吸油部件升降气缸，所述吸油部件与所述吸油部件升降气缸的活塞杆固定连接。

7.如权利要求1所述的自动上料机械手，其特征在于，所述自动上料机械手还包括从所述第一吸料装置放料位置取料的第二吸料装置，所述移动机构还包括第二移动机构，所述第二移动机构包括移动气缸以及托举气缸，所述第二吸料装置包括第二吸盘，所述托举气缸与所述移动气缸的活塞杆固定连接，所述第二吸盘与所述托举气缸的活塞杆固定连接，所述第二吸盘吸取材料的开口朝向上。

8.如权利要求7所述的自动上料机械手，其特征在于，所述第二移动机构还包括定位装置，所述定位装置包括承置台、第一定位板、第二定位板、动力电机、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、同步带、第一换向齿轮、第二换向齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第一传动轴、第二传动轴、第一传动齿条以及第二传动齿条；所述第一吸料装置的放料位置设置于所述承置台上，所述第一、第二定位板沿所述第一吸料装置的放料位置对称设置，并且两者相对的一侧分别开设有用于定位的开口，所述第一、第二定位板的开口形状分别与材料相对两侧边的形状相匹配；所述动力电机与所述第三同步轮传动连接，所述同步带绕置于所述第一、第二以及第三同步轮上，所述第一同步轮与所述第一传动轴同轴联接，所述第二同步轮与所述第一换向齿轮同轴联接，所述第一换向齿轮与所述第二换向齿轮啮合，所述第一、第二传动齿轮分别套设于所述第一、第二传动轴上，所述第一、第二传动齿条分别固定于所述第一、第二定位板上，所述第一、第二传动齿轮分别与所述第一、第二传动齿条啮合。

9.如权利要求8所述的自动上料机械手，其特征在于，所述承置台上设置有用于放置材料的第一工位以及第二工位，所述第一工位为所述第一吸料装置的放料位置，所述第二工位的位置与所述涂油装置的位置相对应；所述第二移动机构还包括吸盘固定座，所述吸盘固定座上设置有至少两个所述的第二吸盘，所述的第一、第二工位的上方分别设置有一个所述的第二吸盘；所述吸盘固定座与所述托举气缸固定连接。

10.如权利要求9所述的自动上料机械手，其特征在于，所述自动上料机械手还包括可将所述第二吸料装置放料位置上的材料搬运至模具的第三吸料装置，所述吸盘固定座在沿所述移动气缸伸缩方向的末端设置有不良排出部件，所述不良排出部件的顶面与所述第二吸盘的开口水平对齐；所述承置台上还设置有用于给所述第二吸料装置放料的第三工位，所述第三工位位于所述不良排出部件的上方；所述承置台上还设置有材料检测模板、伸缩气缸以及用于检测所述伸缩气缸是否到位的感应器，所述材料检测模板的一端与所述伸缩气缸的活塞杆固定连接，所述材料检测模板的另一端开设有开口槽，所述开口槽的高度大于一块材料的厚度，小于两块材料的厚度；当所述伸缩气缸伸长时，所述材料检测模板的另一端抵顶材料。