CN105621071B - 自动备料系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种自动备料系统，包括：装载装置，根据预定的程序拾取相应的零部件；输送装置，设有用于容纳零部件的多个第一托盘，输送装置被构造成使得多个第一托盘中的每个第一托盘能够在装载位置和卸载位置循环运动，而且装载装置能够将拾取的零部件装载到位于装载位置的第一托盘上；以及位置校正装置，在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下驱动输送装置或第一托盘移动，使得第一托盘定位在其装载位置。通过设置位置校正装置，在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下驱动输送装置移动，使得第一托盘和/或转盘移动并将第一托盘定位在其理想的装载位置。这样，可以准确地将零部件装载到第一托盘的相应位置，方便了后续的自动抓取零部件的操作。

Description

自动备料系统

技术领域

本发明涉及一种产品的自动备料系统，尤其涉及一种能够将装载由零部件的托盘输送到预定位置的自动备料系统。

背景技术

一般地，例如电连接器、光纤连接器、继电器之类的电子设备包括许多零部件，例如，壳体、导电端子、弹簧、螺栓、绝缘块等。在生产这种电子设备时，需要将这些具有不同形状、不同功能的一组零部件预先准备好，并装载在一个第一托盘上，然后由装载装置根据预先设定的程序从第一托盘上拾取相应的零部件，并将这些零部件安装在位于输送装置上的第二托盘上，利用输送装置将装载的第二托盘输送到预定位置，然后利用人机器人根据预先设定的程序选择这些零部件，并由机器人在操作台上将这些零部件组装成电子设备。

一般地，机器人根据预先设定的程序从放置在固定位置的托盘上选择所需的零部件。因此，托盘放置位置的精确性大小将影响机器人获取相应零部件的效率。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种自动备料系统，通过设置位置校正装置，能够高效、高精度地确保将待装载零部件的托盘定位在其装载上。

根据本发明的一个方面，提供一种自动备料系统，包括：

装载装置，被构造成用于根据预定的程序拾取相应的零部件；

输送装置，所述输送装置上设有用于容纳零部件的多个第一托盘，所述输送装置被构造成使得所述多个第一托盘中的每个第一托盘能够在装载位置和卸载位置循环运动，而且装载装置能够将拾取的零部件装载到位于装载位置的第一托盘上；以及

位置校正装置，被构造成用于在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下驱动所述输送装置或所述第一托盘移动，使得所述第一托盘定位在其装载位置。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述输送装置包括能够在水平面内转动的转盘，多个所述第一托盘以固定间隔布置在所述转盘的边缘。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述位置校正装置包括：多个第一校正机构，安装在所述转盘的下部并与每个第一托盘的装载位置相对应；以及一个第二校正机构，相对于所述转盘固定地设置，所述第二校正机构被构造成用于分别与每个第一校正机构协作，以在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下驱动所述转盘或所述第一托盘移动，使得所述第一托盘定位在其装载位置。

在上述自动备料系统的一种实施例中，每个所述第一校正机构包括从所述转盘的下表面向上延伸的至少一个插孔。所述第二校正机构包括：至少一个插销，每个所述插销与相应的所述插孔配合，配合的插孔和插销中的至少一个具有倾斜的接触表面；以及驱动装置，被构造成用于驱动所述至少一个插销移动到相应的所述插孔中，以在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下通过所述接触表面驱动所述转盘移动。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述插孔和插销都具有大致的圆锥形状。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述插孔具有大致的圆筒形状，所述插销具有大致的圆锥形状。

在上述自动备料系统的一种实施例中，每个所述第一校正机构包括：至少一个第一插孔，穿过所述转盘；以及至少一个第二插孔，从所述第一托盘的下表面向上延伸并与所述第一插孔分别相对应。所述第二校正机构包括：至少一个插销，每个所述插销与相应的所述插孔配合，配合的插孔和插销中的至少一个具有倾斜的接触表面；以及驱动装置，被构造成用于驱动所述至少一个插销移动到相应的所述插孔中，以在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下通过所述接触表面驱动所述第一托盘移动。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述第一插孔具有大致的圆筒或者锥台形状；所述第二插孔具有大致的圆筒形状。所述插销包括：圆柱部分，与所述第二插孔配合；以及锥台部分，位于所述圆柱部分的一端并与第一插孔配合，所述锥台部分上形成所述接触表面。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述位置校正装置驱动所述转盘移动导致所述第一托盘移动的范围小于0.01毫米。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述第二校正机构固定到所述装载装置上。

在上述自动备料系统的一种实施例中，位置校正装置包括位置传感器，以检测相应的第一托盘偏离其装载位置的情况。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述输送装置还包括：第一基座；以及电机，安装在所述第一基座上并驱动所述转盘旋转。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述装载装置包括：第二基座；第二托盘，安装在所述第二基座上，所述多个零部件预放置在所述第二托盘上；导轨，安装在所述第二基座上；以及拾取装置，可移动地安装在所述导轨上，并被构造成用于从所述第二托盘拾取零部件并将拾取的零部件辅助在相应的第一托盘上。

在上述自动备料系统的一种实施例中，所述装载装置还包括用于容纳零散的所述零部件的存放装置。

在上述自动备料系统还包括第一机器人，被构造成将所述存放装置中的零部件安装在所述第二托盘中。

在上述自动备料系统还包括第二机器人，被构造成用于根据预设的程序从处于卸载位置的所述第一托盘中拾取相应的零部件。

根据本发明上述实施例的自动备料装置，通过设置位置校正装置，在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下驱动所述输送装置移动，使得所述第一托盘和/或转盘移动并将第一托盘定位在其理想的装载位置，从而能够高效、高精度地确保将待装载零部件的第一托盘定位在其装载上。这样，可以准确地将零部件装载到第一托盘的相应位置，方便了后续的自动抓取零部件的操作。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解，其中：

图1为根据本发明的一种实例性实施例的自动备料装置的立体示意图；

图2为图1所示自动备料装置的侧视图；

图3为根据本发明的一种示例性实施例的输送装置和位置校正装置的立体示意图；

图4为根据本发明的一种示例性实施例的装载装置的立体示意图；

图5为根据本发明的一种示例性实施例的机器人的立体示意图；

图6为第一托盘偏离一个理想的装载位置时的原理示意图；

图7为利用第一实施例的位置校正装置将第一托盘定位在一个理想的装载位置时的原理示意图；

图8为转盘偏离一个理想的装载位置时的原理示意图；

图9为利用第二实施例的位置校正装置将转盘定位在一个理想的装载位置时的原理示意图；以及

图10为利用第三实施例的位置校正装置将转盘定位在一个理想的装载位置时的原理示意图；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

根据本发明的各种示例性实施例的总体上的发明构思，提供一种自动备料系统，包括：装载装置，被构造成用于根据预定的程序拾取相应的零部件；输送装置，所述输送装置上设有用于容纳零部件的多个第一托盘，所述输送装置被构造成使得所述多个第一托盘中的每个第一托盘能够在装载位置和卸载位置循环运动，而且装载装置能够将拾取的零部件装载到位于装载位置的第一托盘上；以及位置校正装置，被构造成用于在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下驱动所述输送装置移动，使得所述第一托盘定位在其装载位置。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

图1为根据本发明的一种实例性实施例的自动备料装置的立体示意图；图2为图1所示自动备料装置的侧视图。

如图1和2所示，根据本发明一种示例性实施例的自动备料系统，包括装载装置10、输送装置20以及位置校正装置30。装载装置10被构造成用于根据预定的程序拾取相应的例如，壳体、导电端子、弹簧、螺栓、绝缘块之类的零部件(未示出)；输送装置20上设有用于容纳零部件的多个第一托盘21，所述输送装置被构造成使得多个第一托盘21中的每个第一托盘能够在装载位置和卸载位置循环运动，而且装载装置10能够将拾取的零部件装载到位于装载位置的第一托盘21上，而在卸载位置能够通过例如机器人之类的抓取装置根据预先设定的程序将放置在第一托盘21上的零部件取下，以便于在后续的操作步骤中由机器人在操作台上将这些零部件组装成例如电连接器、光纤连接器、继电器之类的电子设备。位置校正装置30被构造成用于在每个第一托盘21偏离其装载位置的情况下驱动输送装置20移动，使得第一托盘21精确地定位在其装载位置。

本发明的自动备料系统可以用于组装具有多个微小部件的其它类型的产品，仅需要更新控制程序即可，因此，本发明的自动备料系统具有广泛的通用性。

在本发明的一个实例性的实施例中，如图1-3所示，输送装置20包括能够在水平面内转动的转盘22，多个第一托盘21以固定间隔布置在转盘22的边缘。输送装置20还包括：第一基座(23)以及安装在第一基座23上并驱动转盘22旋转的电机24。在电机24的驱动下，转盘22旋转，使得每个第一托盘21从装载位置循环转动到卸载位置。

在根据本发明实施例的自动备料系统中，位置校正装置30包括：多个第一校正机构，安装在转盘22的下部并与每个第一托盘21的装载位置相对应；以及一个第二校正机构，相对于转盘22固定地设置，所述第二校正机构被构造成用于分别与每个第一校正机构协作，以在每个第一托盘21偏离其装载位置的情况下驱动转盘22或者第一托盘21移动，使得第一托盘21定位在其装载位置。

参见图3、6和7，在一种实施例中，由于第一托盘21上的零部件在卸载位置被例如机器人取下、和/或空载的第一托盘在返回到装载位置的过程中，第一托盘21的位置相对于转盘22可能发生变化，从而，例如如图6所示，第一托盘21在返回到装载位置时不能精确地处于原来的理想装载位置A，而实际上处于A’的位置，其相对于理想的装载位置A偏离距离D。

针对图6所示的情况，本发明第一种实施例的位置校正装置中，每个所述第一校正机构包括：穿过所述转盘22的至少一个第一插孔35；以及至少一个第二插孔36，所示第二插孔36从第一托盘21的下表面向上延伸并与第一插孔35分别相对应。所述第二校正机构包括：至少一个插销33，每个所述插销33与相应的第二插孔36配合，配合的第二插孔36和插销33中的至少一个具有倾斜的接触表面；以及驱动装置32，被构造成用于驱动所述至少一个插销33穿过第一插孔35移动到相应的所述第二插孔36中，以在每个第一托盘21偏离其装载位置的情况下通过所述接触表面333驱动所述第一托盘21移动。

在本发明的一个实例性的实施例中，位置校正装置30包括位置传感器(未示出)，以检测相应的第一托盘21偏离其装载位置的情况。如果位置传感器检测到相应的第一托盘21偏离其装载位置超出预定范围，则控制驱动装置32驱动所述至少一个插销33穿过第一插孔35移动到相应的所述第二插孔36中。

进一步地，如图6和7所示，所述第一插孔35具有大致的圆筒或者锥台形状；所述第二插孔36具有大致的圆筒形状。所述插销33包括：圆柱部分331，与所述第一插孔35配合；以及锥台或圆锥部分332，位于所述圆柱部分331的一端并与第二插孔36配合，所述锥台或圆锥部分332上形成所述接触表面333。

具体而言，例如，如果转盘22上设置18个第一托盘21，则当转盘22每转动18度的预定角度时，18个第一托盘21中的一个将移动到其相应的装载位置；此时，自动控制驱动装置32动作，使得插销33分别插入到第一插孔35中。如图6所示，如果设置在转盘22上的第一托盘21偏离其理想的装载位置A而处于偏离位置A’，则在插销33的插入过程中，锥台或圆锥部分332的倾斜的接触表面333将与第二插孔36的边缘接触，从而驱动第一转盘21移动，并最终将第一托盘21移动到其理想的装载位置A，如图7所示。在第一托盘21移动到其理想的装载位置A的情况下，装载装置10可以将零部件准确地防止在第一托盘21上。

虽然，上面描述了设置两个第一插孔35、两个第二插孔36和两个插销33的实施例，但本发明并不局限于此。可以设置一个、3个或者更多个插孔和插销。在设置两个以上的第一和第二插孔情况下，这些第一和第二插孔可以沿转盘22和第一托盘35的径向方向布置，也可以沿转盘22和第一托盘21的圆周方向布置。可以理解，第二插孔和插销的配合即可以校正第一托盘相对于转盘22在圆周方向上的偏离，也可以校正在径向方向上的偏离。在本发明的一种示例性实施例中，位置校正装置30驱动第一托盘21移动的范围小于0.01毫米。也就是说，只要第一托盘21偏离其理想的装载位置小于0.01毫米，都可以通过位置校正装置30进行校正。

对于图6和7所示的位置校正装置，可以如上所述在第一托盘21相对于转盘22偏离的情况下对第一托盘21进行校正。可以理解，该位置校正装置也可以在第一托盘21和转盘22都偏离其理想位置时，同时对转盘22和第一托盘21进行校正。

在另一种实施例中，如图8和9所示，每个第一校正机构包括从转盘21的下表面向上延伸的两个插孔31。相应地，第二校正机构包括两个插销33’和一个驱动装置32，每个插销33’与相应的插孔31配合，配合的插孔31和插销33中的至少一个具有倾斜的接触表面34；驱动装置32被构造成用于驱动两个插销33移动到相应的插孔31中，以在每个第一托盘21或转盘22偏离其理想的装载位置A的情况下通过接触表面34驱动所述转盘22转动。

具体而言，例如，如果转盘22上设置18个第一托盘21，则当转盘22每转动18度的预定角度时，18个第一托盘21中的一个将移动到其相应的装载位置；此时，自动控制驱动装置32动作，使得插销33分别插入到插孔31中。如图6所示，在第一托盘21相对于转盘22固定，而转盘发生偏离的情况下，如果设置在转盘22上的第一托盘21偏离其理想的装载位置B而处于偏离位置B’，则在插销33分别插入到插孔31的过程中，插销33的倾斜的接触表面34将与插孔31的边缘接触，从而驱动转盘22移动，并最终将第一托盘21移动到其理想的装载位置B，如图9所示。在第一托盘21移动到其理想的装载位置B的情况下，装载装置10可以将零部件准确地防止在第一托盘21上。

虽然，上面描述了设置两个插孔31和两个插销33的实施例，但本发明并不局限于此。可以设置一个、3个或者更多个插孔和插销。在设置两个以上的插孔情况下，这些插孔可以沿转盘22的径向方向布置，也可以沿转盘22的圆周方向布置。可以理解，插孔和插销的配合即可以校正第一托盘在圆周方向上的偏离，也可以校正在径向方向上的偏离。在本发明的一种示例性实施例中，位置校正装置30驱动转盘22移动导致第一托盘21移动的范围小于0.01毫米。也就是说，只要第一托盘21偏离其理想的装载位置小于0.01毫米，都可以通过位置校正装置30进行校正。

根据本发明的一种示例性实施例，驱动装置32可以包括电机、电磁离合机构、气动驱动装置中的任何一种，本发明对此不做限制，只要能够驱动插销插入插孔即可。

在图8和9所示的一种示例性实施例中，插孔31和插销33都具有大致的圆锥形状。在一种可替换的实施例中，如图10所示，插孔具有大致的圆筒形状，插销33具有大致的圆锥形状。可以理解，在图10所示的结构的情况下，用于转盘22的转动，当转盘停止在一个装载位置时，如果设置在转盘22上的第一托盘21偏离其理想的装载位置C，则在插销33分别插入到插孔的过程中，插销33的倾斜的接触表面34将与插孔的外边缘接触，从而驱动转盘22移动，并最终将第一托盘21移动到其理想的装载位置C。

在根据本发明一种示例性实施例的自动备料系统中，如图4所示，装载装置10包括：第二基座11；第二托盘12，安装在第二基座11上，所述多个零部件预放置在第二托盘12上；往复移动装置13，安装在第二基座11上；以及拾取装置14，可移动地安装在导轨13上，并被构造成用于从第二托盘拾12取零部件并将拾取的零部件辅助在相应的第一托盘21上。这样，通过拾取装置14在导轨13上往复移动，可以将零部件从第二托盘12搬运到第一托盘21上。在一种实施例中，第二校正机构固定到装载装置10上。具体而言，第二校正机构固定到装载装置10的第二基座11上。例如，如图4所示，通过设置在第二基座11上的多个螺栓16旋入到设置在第二校正机构在的螺纹孔(未示出)中，从而固定第二校正机构，这样可以保持位置校正装置的第二校正机构相对于转盘22处于固定状态。往复移动装置13例如在控制装置(未示出)的控制下带动拾取装置往复移动，可以包括导轨式移动装置、皮带式传输装置、滚轴式传输装置中的任一种。

在一种示例性实施例中，如图1所示，所述装载装置10还包括用于容纳零散的所述零部件的存放装置15。自动备料系统还包括第一机器人，被构造成将存放装置15中的零部件安装在第二托盘12中。

如图5所示，根据本发明的一种示例性实施例的自动备料系统还包括第二机器40，被构造成用于根据预设的程序从处于卸载位置的第一托盘21中拾取相应的零部件。第二机器人40包括多个用于拾取具有不同形状的零部件的抓取器41。第一和第二机器人的实施例包括但不限于四轴、六轴机器人或其它类型的多自由度机器人。这些机器人可以根据预先编制的程序控制抓取器41抓取相应的零部件。

例如，抓取器41包括：较大的吸盘，可以实现对导电端子的抓取；较小的吸盘，可以实现对导线的抓取；以及多个手臂，可以抓取较大的零部件，例如电连接器的壳体等。可以根据实际需要，在机器人上安装有一种或多种不同类型的抓取器。

虽然描述了输送装置为包括转盘的实施例，但本发明并不局限于此。在可替换的实施例中，输送装置可以包括传送带、链式输送装置等直线输送装置。

如上所述，在第一托盘21和/或转盘相对于理想的装载位置A发生偏离的情况下，可以利用第一种实施例的位置校正装置通过驱动可移动的插销33插入到第一托盘21的第二插孔36中，而驱动第一托盘21和/或转盘移动，从而将第一托盘移动到理想的装载位置。在转盘相对于理想的装载位置A发生偏离的情况下，可以利用第二种或第三种实施例的位置校正装置通过驱动可移动的插销33’插入到转盘22的插孔31中，而驱动转盘移动，从而使转盘22带动第一托盘21移动到理想的装载位置。

根据本发明各种实施例的自动配料装置，通过设置位置校正装置，在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下驱动所述输送装置移动，使得所述第一托盘和/或转盘移动并将第一托盘定位在其理想的装载位置，实现对第一托盘和/或转盘的再次定位，使装载和卸载零部件的重复操作的一致性，从而能够高效、高精度地确保将待装载零部件的第一托盘定位在其装载上。这样，可以准确地将零部件装载到第一托盘的相应位置，方便了后续的自动抓取零部件的操作，从而提高电子设备的制造/组装质量和效率。在校正过程中，不需要使用位置传感器、控制器之类的位置控制设备实现转盘或者第一托盘的再次定位，这样，降低了电子设备的制作成本，缩短装载和卸载零部件的循环操作时间。本发明的实施例的自动配料装置可以作为制作电子设备的中间模块，实现对零部件的高精度装载和卸载操作

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (11)

1.一种自动备料系统，包括：

装载装置，被构造成用于根据预定的程序拾取相应的零部件；

输送装置，所述输送装置上设有用于容纳零部件的多个第一托盘，所述输送装置被构造成使得所述多个第一托盘中的每个第一托盘能够在装载位置和卸载位置循环运动，而且装载装置能够将拾取的零部件装载到位于装载位置的第一托盘上；以及

位置校正装置，所述位置校正装置包括：

多个第一校正机构以及一个第二校正机构，

其中，每个所述第一校正机构包括：

至少一个第一插孔，穿过所述输送装置；以及

至少一个第二插孔，从所述第一托盘的下表面向上延伸并与所述第一插孔分别相对应；

所述第二校正机构包括：

至少一个插销，每个所述插销与相应的所述插孔配合，配合的插孔和插销中的至少一个具有倾斜的接触表面；以及

驱动装置，被构造成用于驱动所述至少一个插销移动到相应的所述插孔中，以在每个第一托盘偏离其装载位置的情况下通过所述接触表面驱动所述第一托盘移动。

2.根据权利要求1所述的自动备料系统，其中，所述输送装置包括能够在水平面内转动的转盘，多个所述第一托盘以固定间隔布置在所述转盘的边缘。

3.根据权利要求2所述的自动备料系统，其中，所述第一插孔具有大致的圆筒或者锥台形状；所述第二插孔具有大致的圆筒形状；

所述插销包括：

圆柱部分，与所述第一插孔配合；以及

锥台部分，位于所述圆柱部分的一端并与第二插孔配合，所述锥台部分上形成所述接触表面。

4.根据权利要求2-3中任一项所述的自动备料系统，其中，所述位置校正装置驱动所述转盘移动导致所述第一托盘移动的范围小于0.01毫米。

5.根据权利要求2所述的自动备料系统，其中，所述第二校正机构固定到所述装载装置上。

6.根据权利要求2所述的自动备料系统，其中，位置校正装置包括位置传感器，以检测相应的第一托盘偏离其装载位置的情况。

7.根据权利要求2-3、5、6中的任一项所述的自动备料系统，其中，所述输送装置还包括：

第一基座；以及

电机，安装在所述第一基座上并驱动所述转盘旋转。

8.根据权利要求1-3、5、6中任一项所述的自动备料系统，其中，所述装载装置包括：

第二基座；

第二托盘，安装在所述第二基座上，所述多个零部件预放置在所述第二托盘上；

导轨，安装在所述第二基座上；以及

拾取装置，可移动地安装在所述导轨上，并被构造成用于从所述第二托盘拾取零部件并将拾取的零部件辅助在相应的第一托盘上。

9.根据权利要求8所述的自动备料系统，其中，所述装载装置还包括用于容纳零散的所述零部件的存放装置。

10.根据权利要求9所述的自动备料系统，还包括第一机器人，被构造成将所述存放装置中的零部件安装在所述第二托盘中。

11.根据权利要求1-3、5、6、9、10中的任一项所述的自动备料系统，还包括第二机器人，被构造成用于根据预设的程序从处于卸载位置的所述第一托盘中拾取相应的零部件。