CN106586355B - 一种盘式物料双机协同自动存取系统 - Google Patents

一种盘式物料双机协同自动存取系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种盘式物料双机协同自动存取系统。它包括底座,底座上有水平导轨,水平导轨两侧的底座上有货架。其特点是所述水平导轨上沿纵向依次设置有自动喂料机和存取巷道机,自动喂料机和存取巷道机均可沿水平导轨纵向移动。所述底座上有电气控制柜,自动喂料机和存取巷道机均通过有线或无线信号传输与电气控制柜相连。所述水平导轨一侧的底座上有输送皮带,输送皮带的纵向中心线与水平导轨相平行。该自动存取系统将喂料装置和存取装置整合在一起,利用一个电气控制柜进行协同控制,使得盘式物料的仓储存取作业能够完全自动有序的进行,模式简单、快速,几乎无需人工操作,能够与生产线实现通畅的无缝对接。

Description

一种盘式物料双机协同自动存取系统
技术领域
本发明涉及一种自动化仓储系统,具体说是盘式物料双机协同自动存取系统,尤其适用于SMT行业的电子元件料盘的仓储存取作业。
背景技术
SMT(即电子电路表面组装技术,英文全称Surface Mount Technology)是电子制造领域的基础性产业。随着科学技术的发展,SMT行业在表面贴装生产上已高度自动化,在物料存储方面也出现了各种智能仓库,如垂直上下、水平周转、垂直周转等各种形态。常见的电子元件料盘智能仓库主要是由巷道机、带仓格的货架、计算机信息控制系统组成,只能实现单一的存取作业。即存料时,巷道机运行到智能仓库的进料口,将一个料盘抓取后,巷道机移到对应分配的货架仓格处将料盘存入,然后巷道机在返回进行下一个料盘的存放作业。取料时,巷道机将存放在货架仓格内的料盘抓取后,移到智能仓库的出料口出料,再返回进行下一料盘的取出作业。由此可知,这种智能仓库是通过单一巷道机的抓取、移动、存放功能来实现电子元件料盘的仓储存取作业,其工作模式较为复杂,人工操作过于繁琐,批量存储时存在工作速度慢、与产线无缝对接不顺畅等问题。
目前,SMT行业产线已经高度自动化,用工少,大部分用工主要集中在物料的仓储、分拣、配送环节,质量管控也大部分出于人工因素,因此,SMT行业迫切需要一种自动化的物料仓储与分拣设备来解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种盘式物料双机协同自动存取系统,该自动存取系统将喂料装置和存取装置整合在一起,利用一个电气控制柜进行协同控制,使得盘式物料的仓储存取作业能够完全自动有序的进行,模式简单、快速,几乎无需人工操作,能够与生产线实现通畅的无缝对接。
为解决上述问题,采取以下技术方案:
本发明的盘式物料双机协同自动存取系统包括底座,底座上有水平导轨,水平导轨两侧的底座上有货架。其特点是所述水平导轨上沿纵向依次设置有自动喂料机和存取巷道机,自动喂料机和存取巷道机均可沿水平导轨纵向移动。所述底座上有电气控制柜,自动喂料机和存取巷道机均通过有线或无线信号传输与电气控制柜相连。所述水平导轨一侧的底座上有输送皮带,输送皮带的纵向中心线与水平导轨相平行。
进一步地,所述自动喂料机包括第一底板,第一底板上有支架。所述第一底板上在支架内侧有穿孔物料托盘,支架上有穿孔物料托盘的提升机构。所述第一底板上对应存取巷道机一侧的支架上设有带伺服驱动系统的角度分割器,该角度分割器通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜相连。所述角度分割器的转盘上连接有转臂,该转臂可随转盘在水平面内转动。所述转臂的外端连接有内胀式物料夹爪,内胀式物料夹爪一侧的支架上有相机座,相机座上有工业相机。
所述内胀式物料夹爪包括夹爪气缸,该夹爪气缸呈竖向布置,其下端连接有夹头。所述夹头由两个半圆柱拼合而成,其头部呈锥形,所述夹爪气缸控制夹头的两个半圆柱的开合。所述夹头上端对应的夹爪气缸上固定有止位纠偏板,该止位纠偏板呈水平布置,其上有物料感应传感器。所述夹爪气缸连接有驱动装置,该驱动装置通过有线或无线信号传输与电气控制柜相连。
所述内胀式物料夹爪与转臂间连接有升降气缸,该升降气缸呈竖向布置,其下端固定在转臂上,上端通过连板连接有垂直运动基板。所述垂直运动基板的一侧与所述转臂的外端间通过竖向的直线导轨相配合,使得升降气缸动作时,垂直运动基板可沿直线导轨做上下运动。所述垂直运动基板的另一侧与所述内胀式物料夹爪呈固定连接。所述升降气缸连接有驱动装置,该驱动装置通过有线或无线信号传输与电气控制柜相连。
所述提升机构包括托板,托板连接有提升机,该提升机通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜相连。所述支架内侧的第一底板上有物料座,物料座上有竖杆,所述穿孔物料托盘套在该竖杆上,且所述托板位于穿孔物料托盘的下方,穿孔物料托盘靠提升机驱动托板抬升或下降。
进一步地,所述存取巷道机包括第二底板,第二底板上有立柱,立柱上有升降机构,升降机构上连接有提升平台,提升平台上有沿水平方向往复运动的叉手,且叉手运动轨迹所在的直线与底座的水平导轨相垂直。
所述升降机构包括垂直导轨,所述提升平台可沿垂直导轨上下运动。所述立柱的上下两端均有第一带轮,两个第一带轮间套连有第一同步带,所述提升平台与两个第一带轮任一同侧的第一同步带呈固定连接。所述立柱下端的第一带轮连接有提升电机,该提升电机通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜相连。
所述提升平台为长条形,其纵向中心线与底座上的水平导轨相垂直。所述提升平台的两端均有第二带轮,两个第二带轮间套连有第二同步带,所述叉手与两个第二带轮任一同侧的第二同步带呈固定连接。任意一个第二带轮连接有平移电机,该平移电机通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜相连。
所述提升平台上有推料板,推料板位于所述叉手的两侧或上方,且推料板连接有平移机构,使得推料板可沿叉手运动方向来回平移。
更进一步地,所述水平导轨一侧的底座上有齿条,该齿条与水平导轨相平行,且两者长度相等。所述自动喂料机和存取巷道机上均有行走电机,两个行走电机的输出轴上均有齿轮,两个齿轮均与所述齿条相啮合。所述两个行走电机均通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜相连。
采取上述方案,具有以下优点:
由于本发明的盘式物料双机协同自动存取系统包括底座,底座上有水平导轨,水平导轨两侧的底座上有货架;水平导轨上沿纵向依次设置有自动喂料机和存取巷道机,自动喂料机和存取巷道机均可沿水平导轨纵向移动;底座上有电气控制柜,自动喂料机和存取巷道机均通过有线或无线信号传输与电气控制柜相连;水平导轨一侧的底座上有输送皮带,输送皮带的纵向中心线与水平导轨相平行。使用时,利用生产线的物料车将叠放好的物料送至该盘式物料双机协同自动存取系统的自动喂料机上,由电气控制柜控制自动喂料机夹取物料,并送至存取巷道机上,再由存取巷道机将物料送入货架中,实现自动存放物料的功能;取料时,电气控制柜控制存取巷道机将物料从货架上取出,并送至输送皮带上,再由输送皮带将物料输送至该自动存取系统外,由物料车运送至生产线,实现自动取出物料的功能。因此,本发明的盘式物料双机协同自动存取系统将喂料装置(即自动喂料机)和存取装置(即存取巷道机)整合在一起,利用一个电气控制柜进行协同控制,使得盘式物料的仓储存取作业能够完全自动有序的进行,而且其工作模式简单、快速,整个作业过程几乎无需人工操作,具有比现有产品更为广泛的适应性和更高的操作效率,提高了电子料盘的批量存取速度,有效地缩短了备料时间、防止呆滞料产生、减少物料分拣及站位错误,自动化程度高,真正实现了与生产线的无缝对接。
附图说明
图1是本发明的盘式物料双机协同自动存取系统的结构示意图;
图2是图1的俯视图;
图3是图1中自动喂料机的结构示意图;
图4是图3中圆圈部分的放大示意图;
图5是图1中存取巷道机的右视图;
图6是图5的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1、图2所示,本发明的盘式物料双机协同自动存取系统包括底座1,底座1上有水平导轨2,水平导轨2两侧的底座1上有货架4。所述水平导轨2上沿纵向依次设置有自动喂料机6和存取巷道机5,自动喂料机6和存取巷道机5均可沿水平导轨2纵向移动。所述底座1上有电气控制柜9,自动喂料机6和存取巷道机5均通过有线或无线信号传输与电气控制柜9相连。所述水平导轨2一侧的底座1上有输送皮带3,输送皮带3的纵向中心线与水平导轨2相平行,且该侧的货架4位于输送皮带3的上方。
所述水平导轨2一侧的底座1上有齿条10,该齿条10与水平导轨2相平行,且两者长度相等。所述自动喂料机6和存取巷道机5上均有行走电机11,两个行走电机11的输出轴上均有齿轮,两个齿轮均与所述齿条10相啮合。所述两个行走电机11均通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜9相连。
如图3、图4所示,所述自动喂料机6包括第一底板61,第一底板61上有支架62。所述第一底板61上在支架62内侧有穿孔物料托盘65,支架62上有穿孔物料托盘65的提升机构。所述提升机构包括托板64,托板64连接有提升机616,该提升机616通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜9相连。所述支架62内侧的第一底板61上有物料座63,物料座63上有竖杆66,所述穿孔物料托盘65套在该竖杆66上,且所述托板64位于穿孔物料托盘65的下方,穿孔物料托盘65靠提升机616驱动托板64抬升或下降。所述第一底板61上对应存取巷道机5一侧的支架62上设有带伺服驱动系统的角度分割器615,该角度分割器615通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜9相连。所述角度分割器615的转盘上连接有转臂614,该转臂614可随转盘在水平面内转动。所述转臂614的外端连接有内胀式物料夹爪,内胀式物料夹爪一侧的支架62上有相机座67,相机座67上有工业相机611。所述内胀式物料夹爪与转臂614间连接有升降气缸613,该升降气缸613呈竖向布置,其下端固定在转臂614上,上端通过连板连接有垂直运动基板612。所述垂直运动基板612的一侧与所述转臂614的外端间通过竖向的直线导轨相配合,使得升降气缸613动作时,垂直运动基板612可沿直线导轨做上下运动。所述垂直运动基板612的另一侧与所述内胀式物料夹爪呈固定连接。所述升降气缸613连接有驱动装置,该驱动装置通过有线或无线信号传输与电气控制柜9相连。所述内胀式物料夹爪包括夹爪气缸610,该夹爪气缸610呈竖向布置,其下端连接有夹头69。所述夹头69由两个半圆柱拼合而成,其头部呈锥形,所述夹爪气缸610控制夹头69的两个半圆柱的开合。所述夹头69上端对应的夹爪气缸610上固定有止位纠偏板68,该止位纠偏板68呈水平布置,其上有物料感应传感器。所述夹爪气缸610连接有驱动装置,该驱动装置通过有线或无线信号传输与电气控制柜9相连。
如图5、图6所示,所述存取巷道机5包括第二底板51,第二底板51上有立柱56,立柱56上有升降机构,升降机构上连接有提升平台53,提升平台53上有沿水平方向往复运动的叉手54,且叉手54运动轨迹所在的直线与底座1的水平导轨2相垂直。所述升降机构包括垂直导轨55,所述提升平台53可沿垂直导轨55上下运动。所述立柱56的上下两端均有第一带轮58,两个第一带轮58间套连有第一同步带57,所述提升平台53与两个第一带轮58任一同侧的第一同步带57呈固定连接。所述立柱56下端的第一带轮58连接有提升电机511,该提升电机511通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜9相连。所述提升平台53为长条形,其纵向中心线与底座1上的水平导轨2相垂直。所述提升平台53的两端均有第二带轮512,两个第二带轮512间套连有第二同步带,所述叉手54与两个第二带轮512任一同侧的第二同步带呈固定连接。任意一个第二带轮512连接有平移电机52,该平移电机52通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜9相连。所述提升平台53上有推料板59,推料板59位于所述叉手54的两侧或上方,且推料板59连接有平移机构510,使得推料板59可沿叉手54运动方向来回平移。
使用时,首先进行预备作业,即利用物料车8将本发明的盘式物料双机协同自动存取系统中自动喂料机6上的物料座63和穿孔物料托盘65运送至生产线,并将电子元件的盘式物料7依次穿过物料座63的竖杆66叠放在穿孔物料托盘65上。然后,再利用物料车8将物料座63、穿孔物料托盘65以及叠放好的物料7运送至该盘式物料双机协同自动存取系统的自动喂料机6上。之后,开启电气控制柜9电源,电气控制柜9先自动分配货架4仓格,然后由自动喂料机6和存取巷道机5协同动作进行物料7的存放作业,其动作步骤如下:
第一步,电气控制柜9控制自动喂料机6移动至存取巷道机5旁;
第二步,电气控制柜9控制自动喂料机6的提升机616动作,托板64带动穿孔物料托盘65及物料7沿物料座63的竖杆66抬升,当物料7上升至设定高度时,提升机616停止动作,此时最上方的物料7应完全脱离竖杆66,工业相机611拍照读取物料7信息;
第三步,电气控制柜9控制升降气缸613动作,垂直运动基板612带动内胀式物料夹爪下降,当物料感应传感器感应到止位纠偏板68与最上方的物料7相抵时,升降气缸613停止动作,此时内胀式物料夹爪的夹头69应位于最上方的物料7的中心孔内;
第四步,电气控制柜9控制内胀式物料夹爪的夹爪气缸610动作,夹头69的两个半圆柱胀开并与物料7中心孔的内壁相抵,再由电气控制柜9控制升降气缸613动作,内胀式物料夹爪高度复原,夹起物料7;
第五步,电气控制柜9控制角度分割器615动作,转盘转动,转臂614带动内胀式物料夹爪及被夹起的物料7转动至存取巷道机5上方,再由电气控制柜9控制夹爪气缸610动作,夹头69的两个半圆柱合拢,物料7下落至存取巷道机5提升平台53的叉手54上,转臂614带动内胀式物料夹爪复原;
第六步,电气控制柜9控制存取巷道机5沿水平导轨2移动至设定位置,提升电机511运转,第一同步带57将提升平台53提升或降低至设定位置,平移电机52运转,第二同步带带动叉手54伸出至货架4的指定位置,再由平移机构510带动推料板59将叉手54上的物料7推至货架4上,推料板59、叉手54、提升平台53复原。
以上动作完成了一个物料的存放作业,以此循环,即可将穿孔物料托盘65上的全部物料存放至货架4上。
当需要进行物料的取出作业时,首先必须将盛放物料的容器置于输送皮带3输送方向的前下方,然后开启电气控制柜9电源,电气控制柜9选定要取出的物料,输送皮带3开始运转,存取巷道机5动作,自动喂料机6不工作,此时的动作步骤相对简单,具体如下:
第一步,电气控制柜9控制存取巷道机5沿水平导轨2移动至相应货架4,提升电机511运转,第一同步带57将提升平台53提升或降低至物料7所在的货架4仓格处,平移电机52运转,第二同步带带动叉手54伸出至该货架4仓格的物料7下方,此时叉手54并未与物料7接触;
第二步,电气控制柜9控制提升电机511再次运转,第一同步带57将提升平台53小幅度提升,挑起物料7,平移电机52再次运转,第二同步带带动叉手54及挑起的物料7一同收回;
第三步,电气控制柜9控制提升电机511第三次运转,第一同步带57将提升平台53降低到指定位置,平移电机52第三次运转,第二同步带带动叉手54伸出至输送皮带3上方;
第四步,电气控制柜9控制平移机构510带动推料板59将叉手54上的物料7推落至输送皮带3上,再由输送皮带3将该物料7向前输送,直至掉落在盛放物料的容器内,推料板59、叉手54、提升平台53复原。
以上动作完成了一个物料的取出作业,以此循环,即可按要求将货架4上的物料一一取出。
由此可知,本发明的盘式物料双机协同自动存取系统将喂料装置(即自动喂料机6)和存取装置(即存取巷道机5)整合在一起,利用一个电气控制柜9进行协同控制,使得盘式物料7的仓储存取作业能够完全自动有序的进行,工作模式简单、快速,几乎无需人工操作,具有更为广泛的适应性和更高的操作效率,提高了电子料盘的批量存取速度,有效地缩短了备料时间、防止呆滞料产生、减少物料分拣及站位错误,自动化程度高,真正实现了与生产线的无缝对接。

Claims (9)

1.一种盘式物料双机协同自动存取系统,包括底座(1),底座(1)上有水平导轨(2),水平导轨(2)两侧的底座(1)上有货架(4);其特征在于所述水平导轨(2)上沿纵向依次设置有自动喂料机(6)和存取巷道机(5),自动喂料机(6)和存取巷道机(5)均可沿水平导轨(2)纵向移动;所述底座(1)上有电气控制柜(9),自动喂料机(6)和存取巷道机(5)均通过有线或无线信号传输与电气控制柜(9)相连;所述水平导轨(2)一侧的底座(1)上有输送皮带(3),输送皮带(3)的纵向中心线与水平导轨(2)相平行;所述自动喂料机(6)包括第一底板(61),第一底板(61)上有支架(62);所述第一底板(61)上在支架(62)内侧有穿孔物料托盘(65),支架(62)上有穿孔物料托盘(65)的提升机构;所述第一底板(61)上对应存取巷道机(5)一侧的支架(62)上设有带伺服驱动系统的角度分割器(615),该角度分割器(615)通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜(9)相连;所述角度分割器(615)的转盘上连接有转臂(614),该转臂(614)可随转盘在水平面内转动;所述转臂(614)的外端连接有内胀式物料夹爪,内胀式物料夹爪一侧的支架(62)上有相机座(67),相机座(67)上有工业相机(611)。
2.如权利要求1所述的盘式物料双机协同自动存取系统,其特征在于所述内胀式物料夹爪包括夹爪气缸(610),该夹爪气缸(610)呈竖向布置,其下端连接有夹头(69);所述夹头(69)由两个半圆柱拼合而成,其头部呈锥形,所述夹爪气缸(610)控制夹头(69)的两个半圆柱的开合;所述夹头(69)上端对应的夹爪气缸(610)上固定有止位纠偏板(68),该止位纠偏板(68)呈水平布置,其上有物料感应传感器;所述夹爪气缸(610)连接有驱动装置,该驱动装置通过有线或无线信号传输与电气控制柜(9)相连。
3.如权利要求1所述的盘式物料双机协同自动存取系统,其特征在于所述内胀式物料夹爪与转臂(614)间连接有升降气缸(613),该升降气缸(613)呈竖向布置,其下端固定在转臂(614)上,上端通过连板连接有垂直运动基板(612);所述垂直运动基板(612)的一侧与所述转臂(614)的外端间通过竖向的直线导轨相配合,使得升降气缸(613)动作时,垂直运动基板(612)可沿直线导轨做上下运动;所述垂直运动基板(612)的另一侧与所述内胀式物料夹爪呈固定连接;所述升降气缸(613)连接有驱动装置,该驱动装置通过有线或无线信号传输与电气控制柜(9)相连。
4.如权利要求1所述的盘式物料双机协同自动存取系统,其特征在于所述提升机构包括托板(64),托板(64)连接有提升机(616),该提升机(616)通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜(9)相连;所述支架(62)内侧的第一底板(61)上有物料座(63),物料座(63)上有竖杆(66),所述穿孔物料托盘(65)套在该竖杆(66)上,且所述托板(64)位于穿孔物料托盘(65)的下方,穿孔物料托盘(65)靠提升机(616)驱动托板(64)抬升或下降。
5.如权利要求1所述的盘式物料双机协同自动存取系统,其特征在于所述存取巷道机(5)包括第二底板(51),第二底板(51)上有立柱(56),立柱(56)上有升降机构,升降机构上连接有提升平台(53),提升平台(53)上有沿水平方向往复运动的叉手(54),且叉手(54)运动轨迹所在的直线与底座(1)的水平导轨(2)相垂直。
6.如权利要求5所述的盘式物料双机协同自动存取系统,其特征在于所述升降机构包括垂直导轨(55),所述提升平台(53)可沿垂直导轨(55)上下运动;所述立柱(56)的上下两端均有第一带轮(58),两个第一带轮(58)间套连有第一同步带(57),所述提升平台(53)与两个第一带轮(58)任一同侧的第一同步带(57)呈固定连接;所述立柱(56)下端的第一带轮(58)连接有提升电机(511),该提升电机(511)通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜(9)相连。
7.如权利要求5所述的盘式物料双机协同自动存取系统,其特征在于所述提升平台(53)为长条形,其纵向中心线与底座(1)上的水平导轨(2)相垂直;所述提升平台(53)的两端均有第二带轮(512),两个第二带轮(512)间套连有第二同步带,所述叉手(54)与两个第二带轮(512)任一同侧的第二同步带呈固定连接;任意一个第二带轮(512)连接有平移电机(52),该平移电机(52)通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜(9)相连。
8.如权利要求5所述的盘式物料双机协同自动存取系统,其特征在于所述提升平台(53)上有推料板(59),推料板(59)位于所述叉手(54)的两侧或上方,且推料板(59)连接有平移机构(510),使得推料板(59)可沿叉手(54)运动方向来回平移。
9.如权利要求1至8中任一项所述的盘式物料双机协同自动存取系统,其特征在于所述水平导轨(2)一侧的底座(1)上有齿条(10),该齿条(10)与水平导轨(2)相平行,且两者长度相等;所述自动喂料机(6)和存取巷道机(5)上均有行走电机(11),两个行走电机(11)的输出轴上均有齿轮,两个齿轮均与所述齿条(10)相啮合;所述两个行走电机(11)均通过有线或无线信号传输与所述电气控制柜(9)相连。
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