CN108748241A - 一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法，其包括以下步骤：步骤A、采用机械手竖直抓起已完成激光切割作业的多个小金属片，并水平输送到后续的料盘正上方；步骤B、多个小金属片输送到料盘正上方后，机械手沿水平方向对各个小金属片的前、后、左、右间距进行调整，使得调整后的多个小金属片按设定间距阵列分布；步骤C、机械手将调整后的多个小金属片垂直放入到料盘中阵列分布的置放凹槽中；步骤D、重复上述步骤A、B和C，直至料盘中完全装满有小金属片；与现有技术相比，本方案具有的有益效果为：本方案通过采用上述小金属片抓取转移方法，可以使得激光切割完成后的多个小金属片能够以平稳快速且精准地放入到料盘中，在保证小金属片的快速转移的基础上且能保证小金属片的准确入料，进而保证小金属片的抓取转移作业效率。

Description

一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其是指一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法。

背景技术

随着消费电子市场需求的变化，金属材料在电子产品上的应用越来越广泛，采用激光加工的方式在消费电子产品上标记二维码也越来越多，其中比较常见应用就是在产品表面标记二维码，以用于产品追溯。

为了提高利用激光在金属材料表面标记二维码的生产效率，有必要将产品毛料到产品成本进行流水线自动化加工生产，以适应市场的需求。在流水线自动化加工生产过程中，产品毛料在通过激光切割机切割成待加工二维码的小金属片，切割好的二维码小金属片其需要通过相应的技术手段将其从激光切割机作业平台转移到后续的输送线中，通过输送线的输送将二维码小金属片输送到后续的二维码打标以及后续的包装出料作业中，因此就需要提供一种能够平稳精准且工作效率高的技术手段，以实现切割好的二维码小金属片转移工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法，该小金属片抓取转移方法能够平稳精准且快速地将多个小金属片转移到料盘中。

为实现上述目的，所采取的技术方案为：一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法，包括以下步骤：

步骤A、采用机械手竖直抓起已完成激光切割作业的多个小金属片，并水平输送到后续的料盘正上方；

步骤B、多个小金属片输送到料盘正上方后或者输送途中，机械手沿水平方向对各个小金属片的前、后、左、右间距进行调整，使得调整后的多个小金属片按设定间距阵列分布；

步骤C、机械手将调整后的多个小金属片垂直放入到料盘中阵列分布的凹槽中；

步骤D、重复上述步骤A、B和C，直至料盘中完全装满有小金属片。

进一步的，多个小金属片的抓起作业为通过机械手在三维方向移动配合而实现的。

进一步的，在步骤C之后，装满有小金属片的料盘其在输送的过程中停止抖动，使得盛放在其内的小金属片自身振动而完全贴合放置在料盘的凹槽中。

进一步的，小金属片的抓取为利用真空吸盘产生的吸附力实现的。

进一步的，小金属片的抓取为利用真空吸盘产生的吸附力实现的。

与现有技术相比，本方案具有的有益效果为：本方案通过采用上述小金属片抓取转移方法，可以使得激光切割完成后的多个小金属片能够以平稳快速且精准地放入到料盘中，在保证小金属片的快速转移的基础上且能保证小金属片的准确入料，进而保证小金属片的抓取转移作业效率。

附图说明

图1为本发明中的小金属片抓取转移方法流程示意图。

图2为本实施例中的机械手立体结构示意图。

图3为本实施例中的吸盘机构结构示意图。

图4为本实施例中的吸盘机构与Z轴滑动组件相配合安装的结构示意图。

图5为图2中的A处局部放大结构示意图。

图6为本实施例中的气爪组件结构示意图。

图7为本实施例中的真空吸嘴与固定支架组装结构示意图。

图8为本实施例中的四爪气缸结构示意图。

图9为本实施例中的固定支架结构示意图。

图10为本实施例中料盘结构示意图。

图11为本实施例中料盘上凹槽结构示意图。

图12为本实施例中的循环输送装置循环输送原理示意图。

图中：

1-机架，2-Y轴滑动组件，3-X轴滑动组件，4-Z轴滑动组件，5-吸盘机构，51-安装连接板，52-气爪组件，521-角形板，522-四爪气缸，5221-真空吸嘴，52211-转接头，52212-凸台，5222-固定支架，52221-吸嘴连接孔，52222-连接孔，52223-凸块，5223-气缸本体，52231-凹槽，52232-气动爪，5224-锁紧螺母，53-第二X轴滑槽，54-驱动气缸,55-T型支架，6-调整气缸，60-第二Y轴滑。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

本实施例是针对激光切割后的小金属片在由激光切割平台转移到料盘的过程中，需要保证小金属片能够平稳快捷且精准地放入到料盘中的目标，而提出的一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法，该小金属片抓取转移方法能够平稳精准且快速地将多个小金属片转移到料盘中。

参见附图1所示，本实施例提供一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法，该小金属片抓取转移方法包括以下步骤：

S1、采用机械手竖直抓起已完成激光切割作业的多个小金属片，并水平输送到后续的料盘正上方；

激光切割机将一整块原板(例如铝板)切割完成后，形成有多个同样大小的小金属片，由于在实际中切割完成后的相邻小金属片之间的间隙较小，为了保证能够顺利平稳的将小金属片抓取，本实施例采用竖直的方式将小金属片从激光切割机作业平台上直接抓取，通过采用竖直抓取的作业方式，其不会影响到其它未被抓起的小金属片位置(因为每次抓取的小金属片数量有限)，从而保证下一次作业时料盘上其它的小金属片同样能够通过竖直抓取的方式完成抓取转移工作。本实施例其小金属片的抓取转移工作都是通过利用真空吸盘产生的真空吸附力来实现的。

S2、多个小金属片输送到料盘正上方后，机械手沿水平方向对各个小金属片的前、后、左、右间距进行调整，使得调整后的多个小金属片按设定间距阵列分布；

S3、机械手将调整后的多个小金属片垂直放入到料盘中阵列分布的凹槽中；

本实施例中被抓取的多个小金属片其在放入料盘前，其首先移动到料盘的正上方，之所以需要将小金属片放置在料盘的正上方，是为了能够保证多个小金属片能够同时竖直的放入到料盘中。需要说明的是，被抓取的多个小金属片其为直接从激光切割好的原板中抓取的，在实际中可通过做三维运动的机械手移动来实现上述抓取操作，由于激光切割形成的多个小金属片之间其间距非常小，而后续用于放置的料盘上其相邻用于放置小金属片的凹槽之间间距较大，实际中一般不会做到类似激光切割形成的间距，其主要一是技术加工难度较大，二是加工成本太高。为此在实际中将多个小金属片竖直放入到料盘的过程中，还需要对多个小金属片之间的间距进行调整。即在实际过程中，相邻小金属片之间通过前后左右调整，使得相邻小金属片之间的间距刚好与料盘中的相邻凹槽之间的间距等同，保证多个小金属片能够一次性竖直直接放入到料盘中。

S4、重复上述步骤S1、S2和S3，直至料盘中完全装满有小金属片。

在实际中一次性抓取的小金属片数量有限，因此需要往复多次作业才能装满料盘。在此需要说明的是，料盘其上设置有的凹槽数量正好是每次抓取作业的小金属片数量的整数倍，之所以这样设置，是为了保证可以通过有限次的抓取作业，就能够完全刚好使得料盘中放满有上述小金属片，即料盘中用于放置小金属片的凹槽数量是每次抓取的小金属片数量的整数倍。

本发明中机械手的具体实施例如下：

参照附图2至图9所示，本实施例中的二维码自动化生产线用机械手，包括有机架1、设置在机架1上并与其构成Y轴方向直线滑动连接的Y轴滑动组件2、设置在Y轴滑动组件2上并与其构成X轴方向直线滑动连接的X轴滑动组件3、设置在X轴滑动组件3上并与其构成Z轴方向直线滑动连接的Z轴滑动组件4以及设置在Z轴滑动组件4上随其一起移动的吸盘机构5。

本申请中，Y轴滑动组件包括相互滑动配合的Y轴滑槽和Y轴滑块，以及驱动Y轴滑块沿Y轴滑槽移动的Y轴步进电机，Y轴步进电机与Y轴滑块之间滚珠丝杆传动。

本申请中，X轴滑动组件包括相互滑动配合的X轴滑槽和X轴滑块，以及驱动X轴滑块沿X轴滑槽移动的X轴步进电机，X轴步进电机与X轴滑块之间滚珠丝杆传动。

本申请中，Z轴滑动组件相互滑动配合的Z轴滑槽和Z轴滑块，以及驱动Z轴滑块沿Z轴滑槽移动的Z轴步进电机，Z轴步进电机与Z轴滑块之间滚珠丝杆传动；所述吸盘机构固定安装在Z轴滑块上。

本申请中，第二X轴滑动组件相互滑动配合的第二X轴滑槽53和第二X轴滑块，以及驱动第二X轴滑块沿第二X轴滑槽53移动的X轴调整气缸54。

本申请中，吸盘机构5包括有板状的安装连接板51以及按左中右位置间隔安装在安装连接板51上的三组气爪组件52，其中位于安装连接板51左、右位置的气爪组件52分别通过第二X轴滑动组件与安装连接板51构成X轴方向的滑动连接，位于安装连接板51中间位置的气爪组件52固定安装在安装连接板51上。其具体结构为：左、右位置的气爪组件52分别通过角形板521与第二X轴滑块固定连接。中间位置的气爪组件52分别通过角形板521与安装连接板51螺钉锁紧连接。

本申请中，气爪组件52包括有四个真空吸嘴5221和四爪气缸，四爪气缸其圆周方向上均布有四个可径向伸缩移动的气动爪，四个真空吸嘴5221对应连接在四个气动爪上。

为了提高作业效率，本申请中，吸盘机构5为一对，一对吸盘机构5沿Y轴方向前后设置，其中一个吸盘机构5与Z轴滑动组件4固定设置，另一个吸盘机构5上设有能与Z轴滑动组件4构成Y轴方向直线滑动连接的第二Y轴滑动组件。本申请中，第二Y轴滑动组件包括相互滑动配合的第二Y轴滑槽和第二Y轴滑块，以及驱动第二Y轴滑块沿第二Y轴滑槽移动的Y轴调整气缸6。其结构为：其中一吸盘机构5通过其上的安装连接板51固定安装在T型支架55一侧面上，T型支架55与Z轴滑块固定连接，另一个吸盘机构5通过其上的安装连接板51固定安装在第二Y轴滑块60上。

本申请中，四个真空吸嘴对应的通过四个固定支架对应的连接在四个气动爪上，固定支架与气缸之间设置有凹凸配合径向定位结构以及螺钉锁紧结构。凹凸配合径向定位结构包括相互配合的凸块和凹槽，凹槽开设在气动爪的下侧面上，所述凸块设置在所述固定支架的顶端面中间位置上，所述凹槽具有垂直于其径向方向设置的左、右两侧槽壁，所述凸块设置有能与所述左、右两侧槽壁贴合的左、右两侧定位面，固定支架通过所述凸块与凹槽的配合来实现其在所述气动爪上的径向定位安装。固定支架呈中空的四方框状，所述固定支架上框边为气动爪连接框边，所述固定支架下框边为真空吸嘴连接框边，其中所述真空吸嘴与所述真空连接框边之间通过锁紧螺母固定相连，真空吸嘴连接框边中间位置设置有吸嘴连接孔，该吸嘴连接孔沿轴向贯穿所述真空吸嘴连接框边，所述凸块其上左、右两侧定位面平行设置，所述吸嘴连接孔中心线与左、右两侧定位面的对称中心共面设置，以使得所述凸块的中心与所述吸嘴连接孔中心上下对称设置，所述真空吸嘴设置有带外螺纹的转接头，所述转接头轴向活动套装在所述吸嘴连接孔内，所述转接头中部设置有能贴靠在所述真空吸嘴连接框外侧面的凸台，所述转接头穿过所述吸嘴连接孔与所述锁紧螺母固定相连。

四爪气缸52包括由四个真空吸嘴5221、四个固定支架5222和气缸本体5223构成的吸盘组522，气缸本体5223其圆周方向上间隔设置有四个可径向伸缩移动的气动爪52232，四个真空吸嘴5221对应的通过四个固定支架5222对应的连接在四个气动爪52232上，其中固定支架5222与气缸本体5223之间设置有凹凸配合径向定位结构以及螺钉锁紧结构。

固定支架5222呈中空的四方框状，固定支架5222上框边为气动爪52232连接框边，固定支架5222下框边为真空吸嘴连接框边。凹凸配合径向定位结构包括相互配合的凸块52223和凹槽52231，凹槽52231开设在所述气动爪52232下侧面上，气动爪52232连接框边设有能贴靠在气动爪52232下侧面的顶端面，凸块52223位于顶端面中间位置，凹槽52231具有垂直于径向方向设置的左、右两侧槽壁，凸块52223设有能与左、右两侧槽壁贴合的左、右两侧定位面，通过凸块52223上左、右两侧定位面滑入凹槽52231并与凹槽52231上左、右两侧槽壁贴合实现固定支架5222在气动爪52232上径向定位。

真空吸嘴与真空吸嘴连接框边之间通过锁紧螺母52233连接，其结构为：真空吸嘴连接框边中间位置设有吸嘴连接孔52221，吸嘴连接孔52221沿轴向贯穿真空吸嘴连接框边，凸块52223上左、右两侧定位面平行设置，吸嘴连接孔52221中心线与左、右两侧定位面的对称中心面共面设置，使得固定支架5222上凸块52223中心能与吸嘴连接孔52221中心上、下正对设置；真空吸嘴设有带外螺纹的转接头52211，转接头52211轴向活动套装在吸嘴连接孔52221内，转接头52211中部设有能贴靠在真空吸嘴连接框边外侧面的凸台52212，转接头52211穿过吸嘴连接孔52221后与锁紧螺母52233螺纹锁紧连接。

螺钉锁紧结构包括锁紧螺钉和开设在气动爪52232连接框边上的一对连接孔52222，连接孔52222轴向贯穿气动爪连接框边，连接孔52222对称分布在凸块52223两侧，两个锁紧螺钉分别向上穿过一对连接孔52222后与气动爪52232上的螺钉孔锁紧连接。

固定支架5222为不锈钢支架。固定支架5222与其上的凸块52223为整体成型的一体结构。固定支架上框边、下框边、左框边、右框边的厚度为一厘米到二厘米。气缸本体5223为四爪气缸，气缸本体5223圆周方向90°间隔设有四个能径向伸缩的气动爪52232，四个真空吸嘴1通过四个固定支架5222与气缸本体5223上的四个气动爪52232一一对应连接。

工作时，气缸本体5223驱动四个气动爪52232前后和左右方向运动，由于吸嘴连接孔52221中心线与左、右两侧定位面的对称中心面共面设置，这样固定支架5222上凸块52223中心能与吸嘴连接孔52221中心上、下正对设置，使得安装在吸嘴连接孔52221上的真空吸嘴与气动爪52232上的凹槽52231安装位保持高精度的配合，有利于提高真空吸嘴行程起点和终点位置的运行准确度，尤其在采用多个本发明真空吸嘴阵列设置时，每个真空吸嘴均有其设定好的行程起点和行程终点，在吸取多个小部件并将多个小部件一起转移并安放在阵列设置的凹槽52231内时，本发明具有运行稳定，工作效率高的技术特点。

此外在实际情况中，由于料盘上凹槽其恰好能够完全容纳小金属片，那么在实际放置过程中，考虑到有些情况下小金属片可能并不处于完全水平贴合放置在料盘上的凹槽中，对此本实施例通过采用以下措施：将装满有小金属片的料盘其在输送的过程中保持一段时间的突然停止抖动状态，使得盛放在其内的小金属片利用振动惯性而完全贴合放置在料盘中。即使得装满有小金属片的料盘其在水平输送的过程中，阻挡料盘并保持一段时间，而位于料盘上凹槽中的小金属片则由于抖动，就能够使得之前未完全水平贴合在凹槽中的小金属片自行调整滑落入凹槽底部，进而能够完全水平贴合放置在凹槽中。

具体实施步骤如下：

S1、装满有多个切割好的待加工二维码小金属片的料盘通过输送线依次进行输送；

切割好的待加工二维码小金属片其依次通过机械手的抓取而放置在料盘中，装满有上述二维码小金属片后的料盘则通过输送线进行移动输送；

S2、将能上下伸缩的限位件设置在输送线经过的路线上，在料盘在输送过程中通过限位件上升来阻挡料盘前移，料盘在输送线的带动下反复持续与限位件碰触，让料盘产生振动，使得料盘中的待加工二维码小金属片产生来回抖动，以便使得二维码小金属片水平贴合在料盘上；

在实际中，位于输送线上的料盘为了达到能够抖动，可以通过在输送线设置有限位件而使得其在输送线上保持抖动停止状态，即通过在输送线输送方向上设置限位件，料盘其在输送线输送过程中，通过限位件的阻挡而使得料盘停止前行，进而保持抖动停止状态。限位件的上下伸缩移动通过气缸来驱动，通过控制器控制气缸的气路来控制限位件自动运行。

如图10和图11所示，具体实施例中料盘90结构如下：

料盘90包括金属底板99和阵列分布在金属底板99上的多个凹槽98，凹槽98为四方形的槽腔，被激光切割的四方形的二维码小金属片通过吸嘴吸取后垂直下落入凹槽98内。

为保证多个四方形的二维码小金属片阵列精度，四方形的二维码小金属片能与凹槽98四周的槽壁97纵向滑动配合，以方便从吸嘴上脱落的金属片在自重下滑入并平放在凹槽98内。

为方便四方形的二维码小金属片自由落入凹槽98内，凹槽98槽腔的四个边角设有缺口96，缺口96向上延伸至凹槽98顶部形成开口，缺口96向下延伸至槽腔的槽底。该结构设计使得落入凹槽98内的四方形的二维码小金属片任意一个边角无需沿两相邻的槽壁97下滑，通过在四个边角处设置缺口96，避免四边形金属片的四边角沿槽腔下落时其中某个边角或某几个边角因直角而卡在槽腔边角而影响正常下落，使得四边形金属片能正常平置于凹槽98内，有利于保证小金属片至激光打标机打标的准确性。实际使用时，落入凹槽98内的四边形金属片随着料盘通过输送带传送过程中，料盘以及放置在料盘上的四边形小金属片会一起震动，通过震动再配合凹槽98槽腔的四个边角的缺口96，四边形小金属片会在自重下会自然平置于凹槽98底部。

进一步改进：槽壁97上部设有向外倾斜设置的导滑斜壁971，凹槽98的四周槽壁97上部的导滑斜壁971增大了凹槽98槽口的宽度，在四边形金属片刚落入凹槽98时无需沿四周槽壁97滑动，方便气缸上吸嘴带着小金属片放入凹槽98内。

S3、料盘继续前移进行输送，当料盘输送到指定作业位置后，定位料盘，以便对其上的二维码小金属片相应的作业；为方便定位料盘90，料盘一侧中部设有定位孔900。

当料盘移动到相应的作业区域，例如打标作业区域、检测区域或者打包区域时，料盘就保持固定静止状态，以便进行相应的作业操作；

S4、对料盘上的二维码小金属片作业完成后，处于空载状态的料盘则返回运载下一批待加工二维码小金属片，如此循环，实现料盘的循环利用；

如图12所示，料盘其上的二维码小金属作业完成后，料盘处于空载状态，为了能够循环利用，处于空载状态的料盘则要返回进行重现装料，重复上述输送过程。在实际中，为了节约空间以及提高作业效率，料盘90其循环作业为通过前、后端两台升降转运提升机100将料盘90竖直提升到两种不同高度位置的上输送线101和下输送线102上进行输送而实现的，即上输送线101用于输送装载有二维码小金属片的料盘的输送动作；下输送线102用于输送空载状态的料盘进行返回，上输送线101和下输送线102其上的料盘转换为通过相应的升降转运提升机来实现，即通过相应的升降转运提升机将料盘在上输送线101和下输送线102之间进行转换。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、采用机械手竖直抓起已完成激光切割作业的多个小金属片，并水平输送到后续的料盘正上方；

步骤B、多个小金属片输送到料盘正上方后或者输送途中，机械手沿水平方向对各个小金属片的前、后、左、右间距进行调整，使得调整后的多个小金属片按设定间距阵列分布；

步骤C、机械手将调整后的多个小金属片垂直放入到料盘中阵列分布的置放凹槽中；

步骤D、重复上述步骤A、B和C，直至料盘中完全装满有小金属片。

2.根据权利要求1所述的一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法，其特征在于：在步骤C之后，装满有小金属片的料盘其在输送的过程中停止抖动，使得盛放在其内的小金属片自身振动而完全贴合放置在料盘的置放凹槽中。

3.根据权利要求1所述的一种待加工二维码的小金属片抓取转移方法，其特征在于：小金属片的抓取为利用真空吸盘产生的吸附力实现的。