CN105206556B - 一种基于机器人的烘箱自动上下料系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机器人的烘箱自动上下料系统，其包括有：入料流水线，其用于传送待烘烤的产品；出料流水线，其与入料流水线并排设置，出料流水线用于传送烘烤后的产品；多个烘箱，其用于对产品进行烘烤；机器人，其设于一行走机构上，且该机器人能够沿行走机构移动；主控单元，其用于控制入料流水线和出料流水线运转，所述主控单元还用于控制机器人开关烘箱门、控制机器人将入料流水线上的待烘烤产品移动至烘箱、控制机器人将烘箱烘烤后的产品移动至出料流水线以及控制烘箱的烘烤时间。本发明具备生产效率高、人工成本低、准确性好、产品合格率高、智能化、人性化等特点，此外，还可为导入信息管理系统及对物料生产实时跟踪做技术准备。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装产品烘烤线，尤其涉及一种基于机器人的烘箱自动上下料系统及方法。
背景技术
现有技术中，LED产品在封装后需要置于一定的温度下进行烘烤固化，但是由于烘烤工艺应具备高温、持续时间长等条件，因而工作环境恶劣，生产效率底下。现有的LED封装行业烘烤制程基本是人工完成，并人工对产品烘烤信息进行记录，易产生人为出错的情况，同时，烘烤完成后，在人工取放料过程中需要对烘烤好的产品与未烘烤产品进行替换等操作，由于人工存在反应滞后等现象，所以大大影响烘箱的利用率。此外，因烘烤环境恶劣，易出现人员高温烫伤的可能性，同时对烘烤工序的改良也是整个LED生产系统实现自动化的重点和难点。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种基于机器人的烘箱自动上下料系统及方法，使得产品烘烤过程更具智能化和人性化，同时，采用机器人的方式提高工厂自动化程度，使得本发明具备生产效率高、人工成本低、准确性好、产品合格率高等特点，此外，还可为导入信息管理系统对物料生产实时跟踪做技术准备。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种基于机器人的烘箱自动上下料系统，其包括有：入料流水线，其用于传送待烘烤的产品；出料流水线，其与入料流水线并排设置，所述出料流水线用于传送烘烤后的产品；多个烘箱，其用于对产品进行烘烤；机器人，其设于一行走机构上，且该机器人能够沿行走机构移动；主控单元，所述入料流水线、出料流水线、烘箱和机器人分别电连接于主控单元，所述主控单元用于控制入料流水线和出料流水线运转，所述主控单元还用于控制机器人开关烘箱门、控制机器人将入料流水线上的待烘烤产品移动至烘箱、控制机器人将烘箱烘烤后的产品移动至出料流水线以及控制烘箱的烘烤时间。
优选地，还包括有中间过渡物料架，所述中间过渡物料架与烘箱相邻设置，所述中间过渡物料架用于承载待放入烘箱的产品以及承载从烘箱取出的产品。
优选地，所述行走机构上还设有托盘升降机构，所述托盘升降机构电连接于主控单元，所述托盘升降机构用于执行主控单元的控制指令而沿行走机构移动到预设位置并升降到预设高度，以令机器人开关烘箱门，并在托盘升降机构与烘箱之间以及在托盘升降机构与中间过渡物料架之间取送产品。
优选地，还包括有安全围栏，所述入料流水线、出料流水线、烘箱、机器人、行走机构和主控单元均位于所述安全围栏内。
优选地，所述主控单元包括PLC控制器和机器人控制器。
一种基于机器人的烘箱自动上下料方法，其包括如下步骤：步骤S1，主控单元发出控制指令，入料流水线和出料流水线开始运转，所述入料流水线上放置有待烘烤的产品；步骤S2，烘箱烘烤时间完成，主控单元自动将烘箱电源进行关闭进行自动冷却；步骤S3，机器人通过行走机构移动到烘箱前并将烘箱门打开；步骤S4，机器人将烘烤好的产品从烘箱内取出并放置在过渡料架内；步骤S5，机器人将未烘烤的产品放置于烘箱内；步骤S6，烘箱内产品交换完毕后，机器人将烘箱门关闭；步骤S7，主控单元自动打开烘箱电源，烘箱按预设温度和时间对产品进行烘烤；步骤S8，机器人将烘烤好的产品从过渡料架内取出至出料流水线上，且由出料流水线将烘烤后的产品送出，之后由机器人重新将未烘烤的产品放置于烘箱托盘内，未烘烤的产品通过入料流水线送入机器人取料位置，机器人将托盘送至中间过渡物料架上；重复上述步骤S1至步骤S8。
优选地，所述步骤S4中，所述烘箱烘烤完毕后自动冷却，待烘箱达到冷却温度后机器人进行开门作业。
优选地，还包括有中间过渡物料架，所述中间过渡物料架与烘箱相邻设置，所述中间过渡物料架用于承载待放入烘箱的产品以及承载从烘箱取出的产品，所述步骤S2中，机器人将未烘烤的产品先放置于中间过渡物料架，之后从中间过渡物料架上移动至烘箱内，所述步骤S4至步骤S5中，所述机器人将烘烤后的产品取出后，先放置于中间过渡物料架，之后从中间过渡物料架上移动至出料流水线。
优选地，所述行走机构上还设有托盘升降机构，所述托盘升降机构电连接于主控单元，所述托盘升降机构用于执行主控单元的控制指令而沿行走机构移动到预设位置并升降到预设高度，以令机器人在托盘升降机构与烘箱之间以及在托盘升降机构与中间过渡物料架之间取送产品。
优选地，所述主控单元包括PLC控制器和机器人控制器。
本发明公开的基于机器人的烘箱自动上下料系统及方法中，主控单元通过输出指令来控制入料流水线、出料流水线、多个烘箱和机器人的工作状态，通过机器人在入料流水线与烘箱之间、出料流水线与烘箱之间进行产品传送，同时，通过控制烘箱的烘烤温度和烘烤时间对LED封装产品进行烘烤固化。本发明相比现有技术中采用人工操作的方式而言，能避免人工滞后的情况出现，实现快速对烘箱的放料和取料，大大提高了生产效率，并有效降低了人工成本，同时，本发明无需人工记录，避免人为出错的情况产生，此外，本发明还提高了生产过程的准确性和产品合格率，基于上述特点，本发明技术方案在LED封装产品烘烤过程中更具智能化和人性化，特别是基于智能机器人还有助于提高工厂自动化程度。
附图说明
图1为本发明基于机器人的烘箱自动上下料系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种基于机器人的烘箱自动上下料系统，如图1所示，其包括有入料流水线1、出料流水线2、多个烘箱3、机器人4、行走机构5和主控单元6，其中：
入料流水线1用于传送待烘烤的产品；
出料流水线2与入料流水线1并排设置，所述出料流水线2用于传送烘烤后的产品；
多个烘箱3用于对产品进行烘烤；
机器人4设于行走机构5上，且该机器人4能够沿行走机构5移动，该行走机构5可以是滑轨等机构；
所述入料流水线1、出料流水线2、烘箱3和机器人4分别电连接于主控单元6，所述主控单元6用于控制入料流水线1和出料流水线2运转，所述主控单元6还用于控制机器人4开关烘箱门、控制机器人4将入料流水线1上的待烘烤产品移动至烘箱3、控制机器人4将烘箱3烘烤后的产品移动至出料流水线2以及控制烘箱3的烘烤时间。
上述系统中，主控单元6通过输出指令来控制入料流水线1、出料流水线2、多个烘箱3和机器人4的工作状态，通过机器人4在中间过渡物料架、入料流水线1与烘箱3之间、出料流水线2与烘箱3之间进行产品传送，同时，通过控制烘箱3的烘烤温度和烘烤时间对LED封装产品进行烘烤固化。本发明相比现有技术中采用人工操作的方式而言，能避免人工滞后的情况出现，实现快速对烘箱3的放料和取料，大大提高了烘箱的利用率，并有效降低了人工成本，同时，在后续整线自动化生产可导入信息管理系统，可实现无需人工记录，避免人为出错的情况产生，此外，本发明还提高了生产过程的准确性和产品合格率，基于上述特点，本发明技术方案在LED封装产品烘烤过程中更具智能化和人性化，特别是基于智能机器人还有助于提高工厂的自动化程度。
本发明通过机器人的自动化应用，实现LED封装行业烘烤工艺中烘箱的自动开关门、自动上下料等功能，取代人工作业，实现无人化的自动烘烤工艺，将人从恶劣的烘烤环境中解放出来。由于烘烤工艺的自动化在LED封装行业工艺中属于重点和难点，所以本发明先行解决该工艺制程的自动化，这对提升LED封装行业的全部工艺的少人化、无人化、自动化生产有着极其重要的意义，并在实现LED封装行业的工业4.0自动化生产方面迈出重要一步。该系统可通过PLC对烘箱实现自动控制，具有自动烘箱电源开关、烘烤自动计时功能，同时，机器人自动开关烘箱门，此外，机器人自动完成烘箱中未烘烤产品与烘烤完成产品的更换，机器人自动完成烘箱外烘烤完成产品与未烘烤产品的替换功能等功能。
本实施例中，还包括有中间过渡物料架7，所述中间过渡物料架7与烘箱3相邻设置，所述中间过渡物料架7用于承载待放入烘箱3的产品以及承载从烘箱3取出的产品。
进一步地，所述行走机构5上还设有托盘升降机构8，所述托盘升降机构8电连接于主控单元6，所述托盘升降机构8用于执行主控单元6的控制指令而沿行走机构5移动到预设位置并升降到预设高度，以令机器人4开关烘箱门，并在托盘升降机构8与烘箱3之间以及在托盘升降机构8与中间过渡物料架7之间取送产品。
为了提高安全性能，本发明还包括有安全围栏9，所述入料流水线1、出料流水线2、烘箱3、机器人4、行走机构5和主控单元6均位于所述安全围栏9内。
优选地，所述主控单元6包括PLC控制器和机器人控制器，但是这仅是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，在本发明的其他实施例中，主控单元6还可以根据实际需要而选择其他类型的控制器。
在此基础上，一种基于机器人的烘箱自动上下料方法，其包括如下步骤：
步骤S1，主控单元发出控制指令，入料流水线和出料流水线开始运转，所述入料流水线上放置有待烘烤的产品；
步骤S2，烘箱烘烤时间完成，主控单元自动将烘箱电源进行关闭进行自动冷却；
步骤S3，机器人通过行走机构移动到烘箱前并将烘箱门打开；
步骤S4，机器人将烘烤好的产品从烘箱内取出并放置在过渡料架内；
步骤S5，机器人将未烘烤的产品放置于烘箱内；
步骤S6，烘箱内产品交换完毕后，机器人将烘箱门关闭；
步骤S7，主控单元自动打开烘箱电源，烘箱按预设温度和时间对产品进行烘烤；
步骤S8，机器人将烘烤好的产品从过渡料架内取出至出料流水线上，且由出料流水线将烘烤后的产品送出，之后由机器人重新将未烘烤的产品放置于烘箱托盘内，未烘烤的产品通过入料流水线送入机器人取料位置，机器人将托盘送至中间过渡物料架上；
重复上述步骤S1至步骤S8。
进一步地，上述步骤S4中，所述烘箱烘烤完毕后自动冷却，待烘箱达到冷却温度后机器人进行开门作业
优选地，所述步骤S2中，机器人4将未烘烤的产品先放置于中间过渡物料架7，之后从中间过渡物料架7上移动至烘箱3内，所述步骤S4至步骤S5中，所述机器人4将烘烤后的产品取出后，先放置于中间过渡物料架7，之后从中间过渡物料架7上移动至出料流水线2。
在本发明技术方案下，该技术主要用于LED封装行业的烘烤工艺中，将人员从恶劣的烘烤环境中解放出来，LED封装行业工艺制程中实现无人化、少人化、自动化生产是客户的强烈要求及交易条件之一，在此前提下，研究实验验证了机器人烘箱自动上下料系统的可行性并投入生产，本系统通过PLC进行系统控制，输出信号给robot机器人，robot动作控制写入robot的软件程序中，robot完成开关门、取送烘箱托盘、取送托盘上产品料盒动作，实现产品上下料的自动化，系统外设一组入出料流水线，未烘烤的产品从流水线入料侧流入，烘烤好的产品从流水线出料侧流出，通过流水线实现机器人系统与外界及其他产线的衔接。
烘箱的控制过程中，系统PLC直接与烘箱信号对接，对烘箱原来单独的时间控制，温度控制进行改造，烘箱电源启动信号直接由PLC进行控制，烘箱时间计时，到达完成烘烤时间后，烘箱自动进行冷却，待烘箱完成冷却时间到达冷却后的温度后，PLC给出robot信号，由robot进行自动开门动作，robot完成更换料动作将烘箱门关闭后，PLC自动启动烘箱烘烤作业。
替换料过程中，robot得到PLC烘箱烘烤完成信号，通过机器人行走轴运动到需开门的烘箱前面，robot对烘箱进行开门作业，烘箱门被robot打开到指定位置后，托盘升降结构通过机器人行走轴运动至烘箱前，托盘升降结构升降至需取出托盘位置，robot将托盘拉出至托盘升降结构内。托盘升降结构通过行走轴运动至中间中间过渡料架前，机器人将托盘推送至中间过渡料架内暂存。托盘升降结构再运动至中间过渡料架的另一个暂存位置，robot将未烘烤的托盘拉出至托盘升降结构内。托盘升降结构通过行走轴运动至烘箱前，robot将未烘烤的产品托盘推送至烘箱内，如此往复，带robot将上下两层的托盘替换完毕后，robot将烘箱门关闭并给PLC发出信号，PLC控制烘箱进行烘烤作业，三台烘箱的操作过程一致。
关于托盘升降机构的作用，robot将烘烤好的托盘取至托盘升降结构内，robot通过行走轴运动至产品替换料位置，robot将烘烤好的产品取至出料流水线中，将未烘烤好的产品至烘烤托盘内，完成替换后，机器人再将产品托盘送回中间过渡料架内，如此往复，直到全部烘烤好的产品与未烘烤好产品自动替换完成为止。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。
Claims (2)
1.一种基于机器人的烘箱自动上下料系统，其特征在于包括有：
入料流水线，其用于传送待烘烤的产品；
出料流水线，其与入料流水线并排设置，所述出料流水线用于传送烘烤后的产品；
多个烘箱，其用于对产品进行烘烤；
机器人，其设于一行走机构上，且该机器人能够沿行走机构移动；
主控单元，所述入料流水线、出料流水线、烘箱和机器人分别电连接于主控单元，所述主控单元用于控制入料流水线和出料流水线运转，所述主控单元还用于控制机器人开关烘箱门、控制机器人将入料流水线上的待烘烤产品移动至烘箱、控制机器人将烘箱烘烤后的产品移动至出料流水线以及控制烘箱的烘烤时间；
还包括有中间过渡物料架，所述中间过渡物料架与烘箱相邻设置，所述中间过渡物料架用于承载待放入烘箱的产品以及承载从烘箱取出的产品；
所述行走机构上还设有托盘升降机构，所述托盘升降机构电连接于主控单元，所述托盘升降机构用于执行主控单元的控制指令而沿行走机构移动到预设位置并升降到预设高度，以令机器人开关烘箱门，并在托盘升降机构与烘箱之间以及在托盘升降机构与中间过渡物料架之间取送产品；
还包括有安全围栏，所述入料流水线、出料流水线、烘箱、机器人、行走机构和主控单元均位于所述安全围栏内；
所述主控单元包括PLC控制器和机器人控制器。
2.一种基于机器人的烘箱自动上下料方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤S1，主控单元发出控制指令，入料流水线和出料流水线开始运转，所述入料流水线上放置有待烘烤的产品；
步骤S2，烘箱烘烤时间完成，主控单元自动将烘箱电源进行关闭进行自动冷却；
步骤S3，机器人通过行走机构移动到烘箱前并将烘箱门打开；
步骤S4，机器人将烘烤好的产品从烘箱内取出并放置在过渡料架内；
步骤S5，机器人将未烘烤的产品放置于烘箱内；
步骤S6，烘箱内产品交换完毕后，机器人将烘箱门关闭；
步骤S7，主控单元自动打开烘箱电源，烘箱按预设温度和时间对产品进行烘烤；
步骤S8，机器人将烘烤好的产品从过渡料架内取出至出料流水线上，且由出料流水线将烘烤后的产品送出，之后由机器人重新将未烘烤的产品放置于烘箱托盘内，未烘烤的产品通过入料流水线送入机器人取料位置，机器人将托盘送至中间过渡物料架上；
重复上述步骤S1至步骤S8；
所述步骤S4中，所述烘箱烘烤完毕后自动冷却，待烘箱达到冷却温度后机器人进行开门作业；
还包括有中间过渡物料架，所述中间过渡物料架与烘箱相邻设置，所述中间过渡物料架用于承载待放入烘箱的产品以及承载从烘箱取出的产品，所述步骤S2中，机器人将未烘烤的产品先放置于中间过渡物料架，之后从中间过渡物料架上移动至烘箱内，所述步骤S4至步骤S5中，所述机器人将烘烤后的产品取出后，先放置于中间过渡物料架，之后从中间过渡物料架上移动至出料流水线；
所述行走机构上还设有托盘升降机构，所述托盘升降机构电连接于主控单元，所述托盘升降机构用于执行主控单元的控制指令而沿行走机构移动到预设位置并升降到预设高度，以令机器人在托盘升降机构与烘箱之间以及在托盘升降机构与中间过渡物料架之间取送产品；
所述主控单元包括PLC控制器和机器人控制器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20180223 Termination date: 20190824 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |