CN106881575B - 一种装配机器人的全自动分拣送料机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械装配自动化应用领域，具体是一种装配机器人的全自动分拣送料机构，包括自动分拣机构和自动送料机构；自动分拣机构包括磁性盘，磁性盘通过旋转装置与磁性盘旋转一维滑台连接，磁性盘的下方设置有能实现正、反向运动的传送带，传送带的两侧分别设置有收纳盒；自动送料机构包括转盘电机，转盘电机通过凸轮分度器连接有转盘，转盘上设置有丝杠筒，丝杠筒通过同步带与丝杠电机相连，转盘上还设置有储件筒，储件筒的上方设置有导向筒。本申请的送料机构核心是采用转盘形式、多个储件筒、储零件及送零件同时进行，可实现高效的送料功能。

Description

一种装配机器人的全自动分拣送料机构

技术领域

本发明涉及机械装配自动化应用领域，具体是一种装配机器人的全自动分拣送料机构。

背景技术

装配是机械产品制造过程的关键步骤，也是决定机械产品质量优劣的一个重要环节。自动化装配技术可实现产品的自动化装配过程，可以提高生产效率、降低劳动强度、降低加工成本。目前多是采用多自由度机器人为装配动作的执行部件，再与自动送料机构、自动下料机构相配合，共同实现自动化装配。但是，在自动送料机构中，当零件混合存储的情况下，特别是有金属材质和非金属材质的小型零件上料时，很难实现自动将所需零件分出来然后进行自动送料，传统的往往是手动将这些混合的零件分开，然后将所需零件放入送料机构的储存料斗中，这样浪费了人工时间，且人工分离零件可能存在一定错误。

例如专利申请号为CN201210252731.6，申请日为2012.07.20，名称为“机器人系统、机器人以及已分拣物品的制造方法”的发明专利，其技术方案为：一种机器人系统包括搬入侧载货架、搬出侧载货架、机器人以及机器人控制器，机器人包括臂、吸盘、激光传感器以及视觉传感器。机器人系统控制机器人的动作，使得机器人经由激光传感器取得至搬入侧载货架上装载的多个物品各个的顶面的距离信息，识别出顶面位于最高位置的货物，经由视觉传感器取得识别出的已识别物品的外形信息及已识别物品的配送目的地信息，计算已识别物品的外形和大小，确定与已识别物品相对应的已识别配送目的地区域，并且由吸盘提起已识别物品并堆放到与已识别配送目的地区域相对应的已识别搬出侧载货架上。上述专利虽然也能实现物品的自动分拣，但是其结构复杂，一次只能对一个产品进行分拣，工作效率较低。

综上所述，在装配机器人的自动送料时，针对零件混合存储的情况下，特别是有金属材质和非金属材质等的小型零件上料时，目前均是通过人工分拣然后实现自动上料，不能完全实现自动分拣、送料功能，这样增加了人员的操作，应用不方便，效率低下，即使有机器人进行辅助分拣，也会存在分拣效率底下，机构设备复杂等问题，因此，设计一种结构简单、分拣效率高的装配机器人的全自动分拣送料机构十分必要。

发明内容

为了解决现有技术中存在不能完全实现自动的分拣、送料功能的问题，现提供一种机器人装配中实现金属材质和非金属材质零件分拣送料的全自动化机构。

为实现上述技术效果，本发明所采用的技术方案是：

一种装配机器人的全自动分拣送料机构，其特征在于：包括自动分拣机构和自动送料机构；所述自动分拣机构包括磁性盘，所述磁性盘通过旋转装置与磁性盘旋转一维滑台连接，所述磁性盘的下方设置有能实现正、反向运动的传送带，所述传送带的两侧分别设置有收纳盒；所述自动送料机构包括转盘电机，所述转盘电机通过凸轮分度器连接有转盘，所述转盘上设置有丝杠筒，所述丝杠筒通过同步带与丝杠电机相连，所述转盘上还设置有储件筒，所述储件筒的上方设置有导向筒。

所述旋转装置包括滑块，所述滑块与连杆通过旋转副相连，所述连杆和磁性盘下方通过旋转副相连。磁性盘的旋转是绕磁性盘下方的旋转副旋转。

所述磁性盘旋转一维滑台连接有磁性盘旋转一维滑台固定座；所述磁性盘的下方设置有零件导向槽，且传送带导槽位于传送带上方，所述传送带与传送带固定座相连。传送带导槽是在零件通过零件导向槽下落至传送带上而不至于散落于地上，且传送带运动，传送带导向槽端部可将零件限制在合适的范围，使零件有序的进入收纳盒中。

所述传送带与电机相连，通过电机正反转实现传动带的正、反向运动。

所述收纳盒下方固定有收纳盒固定件，所述收纳盒固定件下方连接有薄型顶升气缸，所述薄型顶升气缸下固定有零件转运一维滑台，所述零件转运一维滑台下方固定有零件转运一维滑台固定座。

所述方型顶升气缸设置在收纳盒一端上方，所述挡板位于方形顶升气缸上方，方形顶升气缸和挡板配合，向储件筒中有序排列零件。

所述导向筒固定在工作台的下方，并通过过盈配合与工作台上部连通。

一个储件筒、一个丝杠筒和一个丝杠电机构成一组送零件装置，所述转盘上均匀分布有多组送零件装置。

所述送零件装置为三组。

所述丝杠筒中的丝杠螺母副通过同步带与丝杠电机相连。

本申请的工作原理为：

磁性盘通过转动副与工作台连接，传送带固定座和磁性盘旋转一维滑台固定座固定于工作台支架上，零件转运滑台固定座固定于地面，凸轮分度器固定于零件转运一维滑台固定座上，导向筒通过过盈配合固定于工作台上，收纳盒通过收纳盒固定件连接于薄型顶升气缸上。磁性盘通电后可产生强磁性，混合零件中的金属材质零件能够被磁性吸附。

零件分拣送料过程中，磁性盘通电工作将可吸附金属材质零件并配合磁性盘绕规定于工作台的转动副转动来实现自动分离零件，磁性盘转动通过滑块连杆机构实现，滑块通过一维线性滑台驱动。

零件分拣送料过程中，利用传送带正反向运行将先后分开的零件运送至传送带两端的收纳盒中，完成自动分拣。

零件分拣送料过程中，收纳盒中的零件通过零件转运一维滑台及薄型顶升气缸将收纳盒送至储件筒正上方，收纳盒由方形顶升气缸带动挡板上升将零件整齐排列至储件筒中。

零件分拣送料过程中，多个储件筒均布于转盘上，转盘由电机和凸轮分度器精确驱动；丝杠筒中丝杆固定，螺母可上下移动，丝杠螺母副的运动由丝杠电机驱动同步带进而实现，螺母带动零件向上通过导向筒送至工作台面实现自动送零件。

采用上述的技术方案后，本发明优点为：

1、本方案不是将简单的现在方式进行组合叠加，因现有分拣、送料方式中均涉及人工干预，本方案采用完全自动化的一套分拣送料机构，且各个功能与现有单独的功能机构也不相同，要完成全自动功能，本方案各个部分不能分割，是一套整体系统。

2、本申请采用的磁性盘是针对金属材质和非金属材质零件混合的情况使用。如果是大小不同\厚度不同的零件分离,只需设计更换不同的分离装置即可.

3、本申请的送料机构核心是采用转盘形式、多个储件筒、储零件及送零件同时进行，可实现高效的送料功能。

4、本发明通过磁性盘与盘的翻转相结合，实现了零件的自动分离，驱动盘翻转采用滑块连杆机构，机构稳定可靠。

5、本发明通过驱动传送带运动的电机正反转实现传动带的正反转，将自动分离的零件运送至传送带两侧的收纳盒中，该方式结构紧凑，效率高，完成自动收零件。

6、本发明通过转盘上等间距的多个储件筒进行零件排列，收纳盒中的零件进入储件筒的同时，另一储件筒通过丝杠螺母副驱动进行送零件到导向筒直至工作台面上，该机构结构紧凑，效率高，自动送料。

7、本发明通过凸轮分度器驱动转盘精准转动和定位，使收纳盒与储件筒、储件筒与导向筒精确同轴。

附图说明

图1为机器人自动装配系统部分示意图。

图2为零件自动分拣送料机构总体示意图。

图3为零件自动分拣送料机构三维结构示意图。

图4位零件自动分拣送料机构三维结构示意图。

图中，1是工作台，2是装配机器人，3是工作台支架，4是自动分拣送料机构，41是自动分拣机构，42是自动送料机构，4101是磁性盘旋转一维滑台固定座，4102是磁性盘旋转一维滑台，4103是滑块，4104是连杆，4105是零件导向槽，4106是磁性盘，4107是传送带固定座，4108是传送带，4109是传送带导槽，4110是零件转运一维滑台固定座，4111是零件转运一维滑台，4112是薄型顶升气缸，4113是收纳盒固定件，4114是收纳盒，4115是方形顶升气缸，4116是挡板，4201是转盘电机，4202是凸轮分度器，4203是转盘，4204是丝杠电机，4205是丝杠筒，4206是储件筒，4207是导向筒。

具体实施方式

实施例1

一种装配机器人的全自动分拣送料机构包括自动分拣机构41和自动送料机构42；所述自动分拣机构41包括磁性盘4106，所述磁性盘4106通过旋转装置与磁性盘旋转一维滑台4102连接，所述磁性盘的下方设置有能实现正、反向运动的传送带4108，所述传送带4108的两侧分别设置有收纳盒4114；所述自动送料机构42包括转盘电机4201，所述转盘电机4201通过凸轮分度器4202连接有转盘4203，所述转盘4203上设置有丝杠筒4205，所述丝杠筒4205通过同步带与丝杠电机4204相连，所述转盘4203上还设置有储件筒4206，所述储件筒4206的上方设置有导向筒4207。磁性盘通过转动副与工作台1连接，传送带固定座4107和磁性盘旋转一维滑台固定座4101固定于工作台支架3上，零件转运滑台固定座固定于地面，凸轮分度器4202固定于零件转运一维滑台固定座4110上，导向筒4207通过过盈配合固定于工作台1上，收纳盒4114通过收纳盒固定件4113连接于薄型顶升气缸4112上。磁性盘通电后可产生强磁性，混合零件中的金属材质零件能够被磁性吸附。

零件分拣送料过程中，磁性盘4106通电工作将可吸附金属材质零件并配合磁性盘4106绕规定于工作台1的转动副转动来实现自动分离零件，磁性盘4106转动通过滑块4103连杆4104机构实现，滑块4103通过一维线性滑台驱动。

零件分拣送料过程中，利用传送带4108正反向运行将先后分开的零件运送至传送带4108两端的收纳盒4114中，完成自动分拣。

零件分拣送料过程中，收纳盒4114中的零件通过零件转运一维滑台4111及薄型顶升气缸4112将收纳盒4114送至储件筒4206正上方，收纳盒4114由方形顶升气缸4115带动挡板4116上升将零件整齐排列至储件筒4206中。

零件分拣送料过程中，多个储件筒4204均布于转盘4203上，转盘4203由电机和凸轮分度器4202精确驱动；丝杠筒4205中丝杆固定，螺母可上下移动，丝杠螺母副的运动由丝杠电机4204驱动同步带进而实现，螺母带动零件向上通过导向筒4207送至工作台1面实现自动送零件。

实施例2

一种装配机器人的全自动分拣送料机构包括自动分拣机构41和自动送料机构42；所述自动分拣机构41包括磁性盘4106，所述磁性盘4106与工作台1相连，所述磁性盘4106的下方设置有能实现正、反向运动的传送带4108，所述传送带4108的两侧分别设置有收纳盒4114；所述自动送料机构42包括转盘电机4201，所述转盘电机4201通过凸轮分度器4202连接有转盘4203，所述转盘4203上设置有丝杠筒4205，所述丝杠筒4205通过同步带与丝杠电机4204相连，所述转盘4203上还设置有储件筒4206，所述储件筒4206的上方设置有导向筒4207。

所述旋转装置包括滑块4103，所述滑块4103与连杆4104通过旋转副相连，所述连杆4104和磁性盘4106下方通过旋转副相连。磁性盘4106旋转方向是绕磁性盘4106下方的旋转副旋转。

所述磁性盘旋转一维滑台4102连接有磁性盘旋转一维滑台固定座4101；所述磁性盘4106的下方设置有零件导向槽4105，且所述传送带导槽4109位于传送带4108上方，所述传送带4108与传送带固定座4107相连。传送带导槽4109是在零件通过零件导向槽4105下落至传送带4108上而不至于散落于地上，且传送带4108运动，传送带4108导向槽端部可将零件限制在合适的范围，使零件有序的进入收纳盒4114中。

所述传送带4108与电机相连，通过电机正反转实现传动带的正、反向运动。

所述收纳盒4114下方固定有收纳盒固定件4113，所述收纳盒固定件4113下方连接有薄型顶升气缸4112，所述薄型顶升气缸4112下固定有零件转运一维滑台4111，所述零件转运一维滑台4111下方固定有零件转运一维滑台固定座4110。所述方型顶升气缸设置在收纳盒4114一端上方，所述挡板4116位于方形顶升气缸4115上方，方形顶升气缸4115和挡板4116配合，向储件筒4206中有序排列零件。所述导向筒4207固定在工作台1的下方，并通过过盈配合与工作台1上部连通。

一个储件筒4206、一个丝杠筒4205和一个丝杠电机4204构成一组送零件装置，所述转盘4203上均匀分布有多组送零件装置。所述送零件装置为三组。所述丝杠筒4205中的丝杠螺母副通过同步带与丝杠电机4204相连。

磁性盘固定于工作台1上，传送带固定座4107和磁性盘旋转一维滑台固定座固定于工作台支架3上，零件转运滑台固定座固定于地面，凸轮分度器4202固定于零件转运一维滑台固定座4110上，导向筒4207通过过盈配合固定于工作台1上，收纳盒4114通过收纳盒固定件4113连接于薄型顶升气缸4112上。

零件分拣送料过程中，利用传送带4108正反向运行将先后分开的零件运送至传送带4108两端的收纳盒4114中，完成自动分拣。

零件分拣送料过程中，收纳盒4114中的零件通过零件转运一维滑台4111及薄型顶升气缸4112将收纳盒4114送至储件筒4206正上方，收纳盒4114由方形顶升气缸4115带动挡板4116上升将零件整齐排列至储件筒4206中。

零件分拣送料过程中，多个储件筒4206均布于转盘4203上，转盘4203由电机和凸轮分度器4202精确驱动；丝杠筒4205中丝杆固定，螺母可上下移动，丝杠螺母副的运动由丝杠电机4204驱动同步带进而实现，螺母带动零件向上通过导向筒4207送至工作台1面实现自动送零件。

本方案各个部分不能分割，是一套整体系统。本申请中的分拣机构，利用滑块4103连杆4104机构驱动磁性盘4106翻转配合传送带4108以实现将金属材质和废金属材质的零件自动分开。本申请的供给机构核心是采用转盘4203形式、多个储件筒4206、储件及送料同时进行，可实现高效的供给功能。本发明通过磁性盘4106与盘的翻转相结合，实现了零件的自动分离，驱动盘翻转采用滑块4103连杆4104机构，机构稳定可靠。本发明通过驱动传送带4108运动的电机正反转实现传动带的正反转，将自动分离的零件运送至传送带4108两侧的收纳盒4114中，该方式结构紧凑，效率高，完成自动收零件。本发明通过转盘4203上等间距的多个储件筒4206进行零件排列，收纳盒4114中的零件进入储件筒4206的同时，另一储件筒4206通过丝杠螺母副驱动进行送件到导向筒4207直至工作台1面上，该机构结构紧凑，效率高，自动供给。本发明通过凸轮分度器4202驱动转盘4203精准转动和定位，使收收纳盒4114与储件筒4206、储件筒4206与导向筒4207精确同轴。

实施例3

在实施例1和实施例2的基础上，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1至图4所示，一种装配机器人的全自动分拣送料机构包括工作台1、装配机器人2、工作台支架3、自动分拣送料机构4；零件自动分拣送料机构4包括自动分拣机构41、自动送料机构42；自动分拣机构41包括磁性盘旋转一维滑台固定座4101、磁性盘旋转一维滑台4102、滑块4103、连杆4104、零件导向槽4105，磁性盘4106、传送带固定座4107、传送带4108、传送带导槽4109、零件转运一维滑台固定座4110、零件转运一维滑台4111、薄型顶升气缸4112、收纳盒固定件4113、收纳盒4114、方形顶升气缸4115、挡板4116；自动供给机构42包括转盘电机4201、凸轮分度器4202、转盘4203、丝杠电机4204、丝杠筒4205、储件筒4206、导向筒4207。磁性盘4106通过转动副与工作台1连接，传送带固定座4107和磁性盘旋转一维滑台固定座4101固定于工作台支架3上，零件转运滑台固定座4110固定于地面，凸轮分度器4202固定于零件转运一维滑台固定座4110上，导向筒4207通过过盈配合固定于工作台1上，收纳盒4114通过收纳盒固定件4113连接于薄型顶升气缸4112上。下面详细叙述本实施例中各部分的具体实现以及工作过程。

在人工将待分拣送料的零件放置于磁性盘上后，磁性盘4106上电工作，将可金属材质的零件吸附，磁性盘旋转一维滑台4102驱动滑块4103移动，滑块4103带动连杆4104进而使磁性盘4106绕工作台上的旋转副转动，进而将磁性盘4106翻转，非金属材质的零件沿零件导向槽4105滑下到传送带4108上，传送带4108工作，将零件传送到传动带端部一侧的收纳盒4114中，磁性盘4106掉电，磁性零件滑到传送带4108上，传送带4108反向运行，将零件送到传送带另一侧端部的收纳盒中，零件分拣完成。

在供给过程中, 零件转运一维滑台4111动作，将薄型顶升气缸4112和收纳盒4113组件横向移动，同时薄型顶升气缸4112动作，将收纳盒4113顶升至合适高度，最终收纳盒4113的出件口到达储件筒4206正上方；方形顶升气缸4115动作，带动挡板4116上移，零件逐个进入储件筒4206中直至其装满，然后方形顶升气缸4115回位；进一步的，转盘电机4201工作，通过凸轮分度器4202驱动转盘4203精确转动120°，使此储件筒4206位与导向筒4207同轴，同时收纳盒4114对下一个储件筒4206进行零件装入；储件筒4206到达导向筒4207正下方时，丝杠电机4204通过同步带驱动丝杠筒4205中的丝杠螺母副，螺母向上移动，伸至储件筒4206中的螺母连接推件块进而将零件逐个向上推送，零件通过导向筒逐个到达工作台1上，完成自动送料。

Claims (5)

1.一种装配机器人的全自动分拣送料机构，其特征在于：包括自动分拣机构（41）和自动送料机构（42）；所述自动分拣机构（41）包括磁性盘（4106），所述磁性盘（4106）通过旋转装置与磁性盘旋转一维滑台（4102）连接，所述磁性盘的下方设置有能实现正、反向运动的传送带（4108），所述传送带（4108）的两侧分别设置有收纳盒（4114）；所述自动送料机构（42）包括转盘电机（4201），所述转盘电机（4201）通过凸轮分度器（4202）连接有转盘（4203），所述转盘（4203）上设置有丝杠筒（4205），所述丝杠筒（4205）通过同步带与丝杠电机（4204）相连，所述转盘（4203）上还设置有储件筒（4206），所述储件筒（4206）的上方设置有导向筒（4207）；

所述旋转装置包括滑块（4103），所述滑块（4103）与连杆（4104）通过旋转副相连，所述连杆（4104）和磁性盘（4106）下方通过旋转副相连；

所述磁性盘旋转一维滑台（4102）连接有磁性盘旋转一维滑台固定座（4101）；所述磁性盘（4106）的下方设置有零件导向槽（4105），且所述传送带导槽（4109）位于传送带（4108）上方，所述传送带（4108）与传送带固定座（4107）相连；

所述传送带（4108）与电机相连，通过电机正反转实现传动带的正、反向运动；

所述收纳盒（4114）下方固定有收纳盒固定件（4113），所述收纳盒固定件（4113）下方连接有薄型顶升气缸（4112），所述薄型顶升气缸（4112）下固定有零件转运一维滑台（4111），所述零件转运一维滑台（4111）下方固定有零件转运一维滑台固定座（4110）；

方型顶升气缸设置在收纳盒（4114）一端上方，挡板（4116）位于方形顶升气缸（4115）上方，方形顶升气缸（4115）和挡板（4116）配合，向储件筒（4206）中有序排列零件；

零件分拣送料过程中，磁性盘（4106）通电工作将可吸附金属材质零件并配合磁性盘（4106）绕规定于工作台（1）的转动副转动来实现自动分离零件，磁性盘（4106）转动通过滑块（4103）连杆（4104）机构实现，滑块（4103）通过一维线性滑台驱动。

2.根据权利要求1所述的一种装配机器人的全自动分拣送料机构，其特征在于：所述导向筒（4207）固定在工作台（1）的下方，并通过过盈配合与工作台（1）上部连通。

3.根据权利要求1所述的一种装配机器人的全自动分拣送料机构，其特征在于：一个储件筒（4206）、一个丝杠筒（4205）和一个丝杠电机（4204）构成一组送零件装置，所述转盘（4203）上均匀分布有多组送零件装置。

4.根据权利要求3所述的一种装配机器人的全自动分拣送料机构，其特征在于：所述送零件装置为三组。

5.根据权利要求3所述的一种装配机器人的全自动分拣送料机构，其特征在于：所述丝杠筒（4205）中的丝杠螺母副通过同步带与丝杠电机（4204）相连。

Images