CN108945937B - 一种机器人自动上下料机构及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种机器人自动上下料机构，包括料库、机器人和型材料台；所述的料库处于机器人的侧面；所述的机器人的底座与型材料台的托板底座相互固定后，又分别通过导轨滑块安装于导轨上；在机器人前端安装有前后运动伺服电机，伺服电机输出轴连接有齿轮，与导轨中的第一齿条配合；同时，本发明还提供了上述机器人自动上下料机构的工作方法，本发明的：通过机器人自动上料与下料，极大的解放人力，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明属于门窗加工设备技术领域，具体属于一种机器人自动上下料机构及工作方法。
背景技术
随着工业化的发展以及电子芯片在控制领域的广泛应用，作业机器人已经进入到各个领域的生产中，例如自动化装配、物流、焊接、远程医疗以及检验检测等领域。现如今，门窗生产线设备中，一般常见的都是人工来上下料，因为每个厂家的型材规格各不相同，很难有设备可以区分各种型材并自动进行上料加工，整个上下料过程效率低下，主要通过人工来上、下料。
发明内容
本发明所提供的一种机器人自动上、下料机构，以达到提高车间自动化程度以及提高生产加工效率、降低车间管理成本的目的。
本发明提供了一种机器人自动上下料机构，其特征在于，包括料库、机器人和型材料台；所述的料库处于机器人的侧面；所述的机器人的底座与型材料台的托板底座相互固定后，又分别通过导轨滑块安装于导轨上；在机器人前端安装有前后运动伺服电机，伺服电机输出轴连接有齿轮，与导轨中的第一齿条配合；
所述的料库的结构为：在料库空间内，设置有多个型材空腔，且在每个型材空腔靠近机器人一端，安装有定位块；并在每个型材空间安装有激光传感器，激光传感器连接有警报器。
所述的机器人的结构为：机器人的主机部分为市面所售，在机器人上安装有吸盘工装，机器人前端通过上端法兰盘安装有连接轴，且在连接轴另一端通过下端法兰盘与吸盘工装连接；吸盘工装的结构为：法兰盘与主轴连接板连接；在主轴连接板上安装吸盘转接板，在吸盘转接板上开设有凹槽，主轴连接板固定安装在凹槽内；在吸盘转接板上垂直位置安装吸盘固定板，在吸盘固定板上均匀固定有真空吸盘；吸盘固定板与法兰盘平行安装；在吸盘固定板的一端，还连接有夹爪固定板，且在夹爪固定板上连接有气动夹爪，气动夹爪垂直安装，数目与吸盘固定板数一致。
所述的型材料台的结构中，在托板底座上穿设有导向柱，导向柱顶端与固定板固定；在固定板上固定有托板；在托板底座一侧固定有升降伺服电机，升降伺服电机输出端连接第二齿轮，与固定板上的竖直齿条啮合，机器人取料时固定板升起，辅助托料，等待机器人真空吸盘吸住型材准备放料时，固定板下降，防止妨碍放料。
优选地，所述的导轨结构为，在两侧位置为轨道，中间位置为第一齿条。
优选地，所述的料库为两处，分别处于机器人的两侧面，且在料库下，安装有料库支架，型材空间前后两端为通透空间，机器人从靠近机器人侧取料，人工从另一侧补充型材，保证料库里的取与放互不影响。
优选地，所述的定位块为楔形，且贴附在空腔上的表面为平面，平面相对面为一圆滑过渡面连接斜面，斜面连接平面，此处平面与型材间距2-5mm。
优选地，所述的托板上表面排列有条状凹槽，条状凹槽宽度大于型材宽度，高度小于型材高度
优选地，所述的导向柱外周安装有装饰外壳。
一种上述机器人自动上下料机构的工作方法：
上料：人工先把各种型材分类放到各自的型材料库里，可根据实际情况分配每种型材放在几个型材料库之中，每种型材至少放满一个型材料库；
取料：伺服电机驱动机器人与型材料台移动到取型材的轨道位置处，机器人中的吸盘工装通过安装在其上的多个气动夹爪夹住所需型材，同时，安装在导轨上的型材料台通过伺服电机升起到略低于所夹取型材的高度，然后向外拖动型材，使型材放置到型材料台上；
上料：机器人利用吸盘工装中的真空吸盘一次吸住放置在型材料台台上的所有型材，同时机器人连同型材料台移动到上料工作台正前方，升降伺服电机带动型材料台下降，防止干涉机器人上料过程，然后机器人将吸住的型材放置到上料传送带上，完成上料过程；
下料：下料过程与上料过程相反；机器人通过真空吸盘吸住需要下料的型材，将型材放置到升起的型材料台上，之后机器人与型材料台移动到需要贮存型材的料库处，气动夹爪将型材夹紧拖动到料库中。
本发明的有益效果：通过机器人自动上料与下料，极大的解放人力，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明的整体布局示意图；
图2为图1中A部分结构放大图；
图3为本发明中机器人部分结构示意图；
图4为本发明中吸盘工装部分结构示意图；
图5为本发明中型材料台部分结构示意图。
图中：1、料库；2、机器人；2.1、定位块；3、型材料台；4、导轨；4.1、轨道；4.2、第一齿条；5、伺服电机；6、型材；7、底座；8、连接轴；9、法兰盘；10、主轴连接板；11、吸盘转接板；11.1、凹槽；12、吸盘固定板；13、真空吸盘；14、托板底座；15、升降伺服电机；16、第二齿轮；17、固定板；18、托板；19、导向柱；20、装饰外壳；21、夹爪固定板；22、气动夹爪。
具体实施方式
实施例1
参见附图，本发明提供了一种机器人自动上下料机构，其特征在于，包括料库1、机器人2和型材料台3；所述的料库1处于机器人2的侧面；所述的机器人2的底座7与型材料台3的托板底座14相互固定后，又分别通过导轨滑块安装于导轨4上；所述的导轨结构为，在两侧为轨道4.1，中间位置为第一齿条4.2；在机器人2前端安装有前后运动伺服电机5，伺服电机5输出轴连接有齿轮，与第一齿条4.2配合，使机器人2和型材料台3共同移动；
所述的料库2的结构为：在料库2空间内，设置有多个型材空腔，且在每个型材空腔靠近机器人一端，安装有定位块2.1；所述的定位块为楔形，且贴附在空腔上的表面为平面，平面相对面为一圆滑过渡面连接斜面，斜面连接平面，此处平面与型材间距2-5mm，圆滑过渡面朝向型材空腔内侧；并在每个型材空间安装有激光传感器(LR-ZB250AP)，激光传感器连接有警报器，可以为声光报警器；当料库里的型材少于一定数量时发出信号，提醒工人补充型材，解放人工；并且不同宽度的型材采用不同大小的定位块，使型材靠近料库某一侧，作为定位面，方便机器人取料。
所述的机器人2的结构为：机器人2的主机部分为市面所售，在机器人2上安装有吸盘工装，机器人2前端通过上端法兰盘9.1安装有连接轴8，且在连接轴8另一端通过下端法兰盘9.2与吸盘工装连接；连接轴8使机器人与吸盘工装之间有一定距离，避免机器人与吸盘工装距离过近，产生的相互干涉的问题。
吸盘工装的结构为：法兰盘9与主轴连接板10连接；在主轴连接板10上安装吸盘转接板11，在吸盘转接板11上开设有凹槽11.1，主轴连接板10固定安装在凹槽11.1内；主轴连接板10与吸盘转接板11安装时，为垂直位置安装；在吸盘转接板11上垂直位置安装吸盘固定板12，在吸盘固定板12上均匀固定有真空吸盘13；真空吸盘13安装通过螺母直接拧紧安装在吸盘固定板12上；真空吸盘的吸附、卸载，依靠的现有的已成熟技术，原理是通过真空发生器或者真空泵产生负压实现对所吸取物品的吸附于卸载，在具体使用时，根据不同的生产需求，选择不同型号的真空吸盘使用即可，例如：吉尼尔公司、南通安泰机械有限公司生产的不同系列的真空吸盘等。吸盘固定板12与法兰盘9平行安装，有利于机器人吸取型材。吸盘工装中包括有多个吸盘固定板12，可同时吸附多根型材，本实施例中为4个吸盘固定板，通过电磁阀控制吸附与卸载，可同时吸附1‐4根型材，提高了整体上料效率。
在吸盘固定板12的一端，还连接有夹爪固定板21，且在夹爪固定板22上连接有气动夹爪22，气动夹爪22垂直安装，数目与吸盘固定板12数一致，机器人2带动气动夹爪22可一次从料库中取多根型材，增加取料效率。
气动夹爪22采用现有技术中的产品，通过供气与否实现气动夹爪的夹紧与打开；产品型号为MHZ2-40D-M9B(SMC；
所述的型材料台3的结构中，在托板底座14上穿设有导向柱19，导向柱19顶端与固定板17固定；在固定板17上固定有托板18；所述的固定板17上，固定有托板18，固定方式可用螺钉固定，且在托板18上表面排列有条状凹槽，条状凹槽宽度大于型材宽度，高度小于型材高度；在托板底座14一侧固定有升降伺服电机15，升降伺服电机15输出端连接第二齿轮16，与固定板17上的竖直齿条20啮合，通过升降伺服电机15带动第二齿轮16在竖直齿条20上滑动将托板18升起或下降，导向柱19起导向作用。所述的导向柱19外周安装有装饰外壳20。
机器人2取料时固定板17升起，辅助托料，等待机器人2真空吸盘13吸住型材准备放料时，固定板17下降，防止妨碍放料。
实施例2
在实施例1结构基础上，与实施例1结构的区别为，所述的料库2为两处，分别处于机器人2的两侧面，且在料库1下，安装有料库支架，使机器人2处于最佳工作区域取料；型材空腔前后两端为通透空间，机器人2从靠近机器人侧取料，人工从另一侧补充型材6，保证料库里的取与放互不影响。
实施例3
一种上述机器人自动上下料机构的工作方法：
上料：人工先把各种型材分类放到各自的型材料库2里，可根据实际情况分配每种型材放在几个型材料库2之中，每种型材至少放满一个型材料库2；
取料：伺服电机5驱动机器人2与型材料台3移动到取型材的轨道4位置处，机器人2中的吸盘工装通过安装在其上的多个气动夹爪22夹住所需型材，同时，安装在导轨4上的型材料台3通过升降伺服电机15升起到略低于所夹取型材6的高度，然后向外拖动型材6，使型材6放置到型材料台3上；
上料：机器人2利用吸盘工装中的真空吸盘13一次吸住放置在型材料台3上的所有型材6，同时机器人2连同型材料台3移动到上料工作台正前方，升降伺服电机15带动型材料台3下降，防止干涉机器人2上料过程，然后机器人2将吸住的型材放6置到上料传送带上，完成上料过程；
下料：下料过程与上料过程相反；机器人2通过真空吸盘13吸住需要下料的型材6，将型材6放置到升起的型材料台3上，之后机器人2与型材料台3移动到需要贮存型材的料库2处，气动夹爪22将型材夹紧拖动到料库中。
机器人2的控制与警报器、伺服电机5、升降伺服电机15、真空吸盘13、气动夹爪22的动作控制采用市场上可以买到的单片机，单片机控制的程序为现有，其程序不需要重新编辑。
Claims (6)
1.一种机器人自动上下料机构，其特征在于，包括料库、机器人和型材料台；所述的料库处于机器人的侧面；所述的机器人的底座与型材料台的托板底座相互固定后，又分别通过导轨滑块安装于导轨上；在机器人前端安装有前后运动伺服电机，伺服电机输出轴连接有齿轮，与导轨中的第一齿条配合；
所述的料库的结构为：在料库空间内，设置有多个型材空腔，且在每个型材空腔靠近机器人一端，安装有定位块；并在每个型材空间安装有激光传感器，激光传感器连接有警报器；
所述的机器人的结构为：机器人的主机部分为市面所售，在机器人上安装有吸盘工装，机器人前端通过上端法兰盘安装有连接轴，且在连接轴另一端通过下端法兰盘与吸盘工装连接；吸盘工装的结构为：法兰盘与主轴连接板连接；在主轴连接板上安装吸盘转接板，在吸盘转接板上开设有凹槽，主轴连接板固定安装在凹槽内；在吸盘转接板上垂直位置安装吸盘固定板，在吸盘固定板上均匀固定有真空吸盘；吸盘固定板与法兰盘平行安装；在吸盘固定板的一端，还连接有夹爪固定板，且在夹爪固定板上连接有气动夹爪，气动夹爪垂直安装，数目与吸盘固定板数一致；
所述的型材料台的结构中，在托板底座上穿设有导向柱，导向柱顶端与固定板固定；在固定板上固定有托板；在托板底座一侧固定有升降伺服电机，升降伺服电机输出端连接第二齿轮，与固定板上的竖直齿条啮合，机器人取料时固定板升起，辅助托料，等待机器人真空吸盘吸住型材准备放料时，固定板下降，防止妨碍放料；
上述的机器人自动上下料机构的工作方法，包括如下步骤：
上料：人工先把各种型材分类放到各自的型材料库里，可根据实际情况分配每种型材放在几个型材料库之中，每种型材至少放满一个型材料库；
取料：伺服电机驱动机器人与型材料台移动到取型材的轨道位置处，机器人中的吸盘工装通过安装在其上的多个气动夹爪夹住所需型材，同时，安装在导轨上的型材料台通过伺服电机升起到略低于所夹取型材的高度，然后向外拖动型材，使型材放置到型材料台上；
上料：机器人利用吸盘工装中的真空吸盘一次吸住放置在型材料台台上的所有型材，同时机器人连同型材料台移动到上料工作台正前方，升降伺服电机带动型材料台下降，防止干涉机器人上料过程，然后机器人将吸住的型材放置到上料传送带上，完成上料过程；
下料：下料过程与上料过程相反；机器人通过真空吸盘吸住需要下料的型材，将型材放置到升起的型材料台上，之后机器人与型材料台移动到需要贮存型材的料库处，气动夹爪将型材夹紧拖动到料库中。
2.根据权利要求1所述的机器人自动上下料机构，其特征在于，所述的导轨的结构为，在两侧位置为轨道，中间位置为第一齿条。
3.根据权利要求1所述的机器人自动上下料机构，其特征在于，所述的料库为两处，分别处于机器人的两侧面，且在料库下，安装有料库支架，型材空间前后两端为通透空间，机器人从靠近机器人侧取料，人工从另一侧补充型材，保证料库里的取与放互不影响。
4.根据权利要求1所述的机器人自动上下料机构，其特征在于，所述的定位块为楔形，且贴附在空腔上的表面为平面，平面相对面为一圆滑过渡面连接斜面，斜面连接平面，此处平面与型材间距2-5mm。
5.根据权利要求1所述的机器人自动上下料机构，其特征在于，所述的托板上表面排列有条状凹槽，条状凹槽宽度大于型材宽度，高度小于型材高度。
6.根据权利要求1所述的机器人自动上下料机构，其特征在于，所述的导向柱外周安装有装饰外壳。
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