CN107381038A - 一种柔性送料器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性送料器，包括抓取模组，抓取模组固定于机柜上，在抓取模组和机柜形成的空间内，固定有一储料仓；抓取模组包括沿X轴方向的第一输送线、与第一输送线相连的沿Y轴方向的第二输送线和沿Z轴方向的抓取夹头；抓取夹头内置伺服电机，其外部固定有用于抓取物料的夹持器；储料仓顶部为选料盘；选料盘中心位置为一与选料盘联动的转轴，在选料盘边缘处设有一导料板，在选料盘上靠近所述导料板的位置设有选料区；在抓取模组上，对应选料区的正上方设有一图像采集器；机柜内容置有PLC控制器；PLC控制器分别与伺服电机、夹持器和图像采集器电连接。

Description

一种柔性送料器

技术领域

本发明属于自动化生产的技术领域，具体涉及一种柔性送料器。

背景技术

目前，由于消费者对商品的定制化需求越来越多，生产厂商为满足不同消费者的需求，对于自身产品的设计和生产都会倾向小批量、多品种和短生命周期方向发展，而过去单一品种大规模制造的自动化解决方案明显无法适用于时代发展的需求。

在成本方面：多品种产品需要生产厂商对人员投入更多的技能培训成本，小批量产品生产会促使用员工熟练度降低，导致品质不稳定而增加品质成本，再加上本身目前人工工资的上升，极大的增加了厂商的制造成本。

在自动化技术方面：任何一个自动化生产工艺，首先需要解决送料问题，而由于多品种和小批量的要求，现有技术在经济性上不具备一个物料制作的自动化设备，和在产品短生命周期内能够快速柔性制造的自动化设备。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种柔性送料器，以解决现有技术在产品小批量、多品种和短生命周期前提下，不兼容有差异性物料的送料的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种柔性送料器，包括抓取模组；抓取模组固定于机柜上；在抓取模组和机柜形成的空间内，固定有一储料仓；

抓取模组包括沿X轴方向的第一输送线、与第一输送线相连的沿Y轴方向的第二输送线和沿Z轴方向的抓取夹头；抓取夹头内置伺服电机，其外部固定有用于抓取物料的夹持器；

储料仓顶部为选料盘；选料盘中心位置为一与选料盘联动的转轴，在选料盘边缘处设有一导料板，在选料盘上靠近所述导料板的位置设有选料区；在抓取模组上，对应选料区的正上方设有一图像采集器；

机柜内容置有PLC控制器；PLC控制器分别与伺服电机、夹持器和图像采集器电连接。

优选地，第一输送线和第二输送线两轴的输送皮带联动驱动。

优选地，第一输送线和第二输送线边端均设有惰轮；惰轮上套设的输送皮带分别穿过两个张紧轮，与驱动电机的传动轴传动相连。

优选地，第一输送线和第二输送线通过支柱与固定底板相连；输送皮带两侧分别固定一流道盖板。

优选地，第一输送线和第二输送线的流道盖板上设有三个位置传感器；其中两个位置传感器分别固定于流道盖板的首尾两处；第三个位置传感器位于流道盖板首尾两处之间。

优选地，第一输送线行程为350mm；第二输送线行程为200mm。

优选地，选料区区域尺寸为100mm*160mm；对应于选料区设置的图像采集器为相机。

优选地，储料仓呈圆柱形，储料仓的侧面设有电气端口面板。

优选地，夹持器为吸盘取料头或气缸夹持取料头。

柔性送料器抓取物料的方法，包括：

S1，根据抓取模组和储料仓所在位置，建立空间X-Y-Z轴，其中，以储料仓上的选料盘所在平面为X-Y平面，以抓取夹头所在竖直方向为Z轴；

S2，采集在选料盘上发生翻滚、旋转和跳跃物料的图像信息；

S3，将采集到的物料图像信息与预存入PLC控制器中的所需的正确的物料图像信息做比较；

S4，根据比较结果，筛选出所需的物料信息，定位所需物料的位置坐标；

S5，根据物料的位置坐标，抓取物料。

本发明提供的柔性送料器，具有以下有益效果：

物料放置在选料盘上，转轴带动选料盘旋转，进而带动物料移动翻转，物料与导料板接触后，状态发生改变，开始跳跃，当物料运动至选料区时，图像采集器采集物料的图像状态信息，并将采集到的物料的状态信息传送到PLC控制器中，PLC控制器将该物料信息与预存入PLC控制器中正确的物料信息作对比，筛选出选料盘中正确的物料，并计算出物料在X-Y-Z空间坐标中的具体位置，定位其位置坐标，进而控制夹持器准确抓取物料，进而实现物料的快速自动化的筛选和抓取。

在运送物料时，沿X轴方向的第一输送线和沿Y轴方向的第二输送线上均配置有三个位置传感器，实时监测物料的运输状态，加之第一输送线和第二输送线输送皮带配合多个电机联动驱动，其马力强劲，运输速率高，能承受更大的负载，进而加快产品送料效率，具有很强的实用性和推广性。

附图说明

图1为柔性送料器的结构图。

图2为柔性送料器抓取模组的结构图。

图3为柔性送料器储料仓的结构图。

图4为柔性送料器第一输送线和第二输送线的结构图。

图5为柔性送料器整体效果图。

图6为柔性送料器第一输送线和第二输送线上位置传感器分布图。

1、抓取模组；2、储料仓；3、机柜；4、支撑架；5、第一输送线；51、惰轮；52、输送皮带；53、流道盖板；54、张紧轮；55、固定底板；56、支柱； 57、驱动电机；6、第二输送线；7、抓取夹头；8、电气端口面板；9、底座； 10、导料板；11、选料盘；12、转轴；13、材料挡板；14、防护罩；15、安装杆；16、位置传感器；17、选料区。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明的发明创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，如图1-6所示，本方案的柔性送料器，包括抓取模组1、储料仓2和机柜3。抓取模组1固定于机柜3上，储料仓2安装在抓取模组1和机柜3环绕形成的空间内，储料仓2和抓取模组1均容置于防护罩 14内。

参考图2，在抓取模组1环绕的空间内部构成X-Y-Z空间坐标系，其中抓取模组1的第一输送线5沿X轴方向延伸，第二输送线6与第一输送线5连通且沿Y轴方向延伸。Z轴方向固定有抓取夹头7，抓取夹头7内置伺服电机，抓取夹头7外部安装有安装杆15，安装杆15用于固定夹持器，夹持器分为吸盘取料头和气缸夹持取料头，根据物料的种类选择不同的夹持器，以实现物料的准确抓取。

参考图3，储料仓2顶部为选料盘11，选料盘11中心位置为一与选料盘11 联动的转轴12，转轴12带动选料盘11一起运动；在选料盘11边缘处设有一导料板10，用于改变物料的运动状态；在选料盘11上靠近导料板10的位置为选料区17，在物料筛选时，将一图像采集器放置于对应选料区17正上方的抓取模组1上，通过图像采集器对物料状态的采集，筛选确认所需的物料。

参考图4和图6，第一输送线5和第二输送线6边端均设有惰轮51，惰轮 51上套设的输送皮带52分别穿过两个张紧轮54，与驱动电机57的传动轴传动相连。第一输送线5和第二输送线6通过支柱56与固定底板55相连，输送皮带52两侧分别固定一流道盖板53，在流道盖板53上设有三个位置传感器16，其中两个位置传感器16分别固定于流道盖板53的首尾两处，第三个位置传感器16位于流道盖板53首尾两处之间。第一输送线5行程为350mm；第二输送线 6行程为200mm，第一输送线5和第二输送线6两轴的输送皮带52联动驱动。

在运送物料时，沿X轴方向的第一输送线5和沿Y轴方向的第二输送线6 上的三个位置传感器16，实时监测物料的运输状态，其中位于两端的位置传感器16为处于边端的极限位置，即物料到达该处位置时，驱动电机57才开始启动或关闭，而位于两端之间的位置传感器16用于实时监测物料的运输过程，保证物料的准确运输。

第一输送线5和第二输送线6的输送皮带52配合多个驱动电机57联动驱动，其马力强劲，运输速率高，能承受更大的负载，进而加快产品送料效率，具有很强的实用性和推广性。

选料盘11上海固定有一材料挡板13，防止物料在旋转时，离心力过大而脱离选料盘11。储料仓2呈圆柱形，其侧面设有电气端口面板8，其底部为起固定作用的底座9。

机柜3内容置有PLC控制器，PLC控制器分别与伺服电机、夹持器和图像采集器电连接。

根据本申请的另一个实施例，柔性送料器抓取物料的方法，包括：

S1，根据抓取模组和储料仓所在位置，建立空间X-Y-Z轴，其中，以储料仓上的选料盘所在平面为X-Y平面，以抓取夹头所在竖直方向为Z轴。

S2，采集在选料盘上发生翻滚、旋转和跳跃物料的图像信息。

S3，将采集到的物料图像信息与预存入PLC控制器中的所需的正确的物料图像信息做比较。

S4，根据比较结果，筛选出所需的物料信息，定位所需物料的位置坐标。

S5，根据物料的位置坐标，抓取物料。

下面对本方案的柔性送料器的工作流程进行说明：

物料筛选时，转轴12带动选料盘11旋转，进而带动物料移动翻转，物料与导料板10接触后，状态发生改变，开始跳跃翻滚，当物料运动至选料区17 时，图像采集器采集物料的图像状态信息，并将采集到的物料的状态信息传送到PLC控制器中，PLC控制器将该物料信息与预存入PLC控制器中正确的物料信息作对比，筛选出选料盘中正确的物料，并计算出物料在X-Y-Z空间坐标中的具体位置，定位其位置坐标。

PLC控制器根据物料的位置坐标与物料开始输送时的位置信息做比较，进而将需要补偿的位置信息解析为具体动作指令，作用于抓取夹头7内部的伺服电机，伺服电机接收该指令，驱动吸盘取料头和气缸夹持取料头抓取物料，并准确放置在第一输送线5上，实现物料的快速自动化的筛选和抓取，对不同物料的抓取具有较强的兼容性，具有很强的实用性和推广性。

虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性送料器，其特征在于：包括抓取模组；所述抓取模组固定于机柜上；在所述抓取模组和机柜形成的空间内固定有一储料仓；

所述抓取模组包括沿X轴方向的第一输送线，与所述第一输送线相连、且沿Y轴方向的第二输送线和沿Z轴方向的抓取夹头；所述抓取夹头内置伺服电机，其外部固定有用于抓取物料的夹持器；

所述储料仓顶部为选料盘；所述选料盘中心位置为一与选料盘联动的转轴，在所述选料盘边缘处设有一导料板，在所述选料盘靠近所述导料板的位置处设有选料区；在所述抓取模组上、且对应选料区的正上方设有一图像采集器；

所述机柜内置有PLC控制器；所述PLC控制器分别与伺服电机、夹持器和图像采集器电连接。

2.根据权利要求1所述的柔性送料器，其特征在于：所述第一输送线和第二输送线两轴的输送皮带联动驱动。

3.根据权利要求1所述的柔性送料器，其特征在于：所述第一输送线和第二输送线边端均设有惰轮；所述惰轮上套设的输送皮带分别穿过两个张紧轮，与驱动电机的传动轴传动相连。

4.根据权利要求3所述的柔性送料器，其特征在于：所述第一输送线和第二输送线通过支柱与固定底板相连；所述输送皮带两侧分别固定一流道盖板。

5.根据权利要求4所述的柔性送料器，其特征在于：所述第一输送线和第二输送线的流道盖板上设有三个位置传感器；其中两个所述位置传感器分别固定于流道盖板的首尾两处；第三个所述位置传感器位于流道盖板首尾两处之间。

6.根据权利要求1所述的柔性送料器，其特征在于：所述第一输送线行程为350mm；所述第二输送线行程为200mm。

7.根据权利要求1所述的柔性送料器，其特征在于：所述选料区区域尺寸为100mm*160mm；对应于所述选料区设置的图像采集器为相机。

8.根据权利要求1所述的柔性送料器，其特征在于：所述储料仓呈圆柱形，所述储料仓的侧面设有电气端口面板。

9.根据权利要求1所述的柔性送料器，其特征在于：所述夹持器为吸盘取料头或气缸夹持取料头。

10.采用权利要求1-9所述的柔性送料器抓取物料的方法，其特征在于：包括：

S1，根据抓取模组和储料仓所在位置，建立空间X-Y-Z轴，其中，以储料仓上的选料盘所在平面为X-Y平面，以抓取夹头所在竖直方向为Z轴；

S2，采集在选料盘上发生翻滚、旋转和跳跃物料的图像信息；

S3，将采集到的物料图像信息与预存入PLC控制器中的所需的正确的物料图像信息做比较；

S4，根据比较结果，筛选出所需的物料信息，定位所需物料的位置坐标；

S5，根据物料的位置坐标，抓取物料。