CN108995874A - 一种用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置 - Google Patents

一种用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，包括外壳框架、升降模块、平移模块、视觉定位模块和控制模块，所述升降模块包括供应机构和储存机构，所述外壳框架内部设有两个腔体，分别为毛坯件箱暂存区和成品件箱暂存区，毛坯件箱暂存区内设置供应机构，成品件箱暂存区内设置储存机构，所述视觉定位模块安装于外壳框架的顶部，并且位于毛坯件箱暂存区和成品件箱暂存区的正上方，所述平移模块横跨并安装于毛坯件箱暂存区和成品件箱暂存区的上端。与现有技术相比，本发明通过将整摞的工件运送至辅助装置，配合现有的工业用六轴机器人，实现大量工件的整体上料和下料，减少人工操作的次数和时间，显著地节约人力成本。

Description

一种用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置
技术领域
本发明涉及一种机械制造生产领域，尤其是涉及一种用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置。
背景技术
随着工业自动化步伐的加快，在零件生产加工的过程中一些特定的工序改造需求也不断增加，目前，在齿轮冲压等一些无法采用一条流水线作业的工序中，还采用人工上料和下料的步骤，即需要工人不间断地将一条流水线上的整盒工件的转移到另一条流水线上，工人需要时刻待在流水线边上监控，使得生产效率受到限制，人工成本及管理成本也难以降低。虽然现在已有一些工厂采用机器人实现工件的转移，但是，如果采用能直接加装在流水线上的工业机器人则需要大量的前期投入和财力资本，不适合一些中小型加工厂的运行；如果采用一些简单的机器人则仍然需要工人进行机器人与流水线之间的转运工作，无法显著地提高生产工作效率，因此需要市场需要一种能够配合机器人和流水线之间转运工作的辅助装置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，包括外壳框架、升降模块、平移模块、视觉定位模块和控制模块，其中，升降模块、平移模块和视觉定位模块均连接控制模块，所述升降模块包括供应机构和储存机构，所述外壳框架内部设有两个腔体，分别为毛坯件箱暂存区和成品件箱暂存区，毛坯件箱暂存区内设置供应机构，成品件箱暂存区内设置储存机构，所述视觉定位模块安装于外壳框架的顶部，并且位于毛坯件箱暂存区和成品件箱暂存区的正上方，所述平移模块横跨并安装于毛坯件箱暂存区和成品件箱暂存区的上端。
进一步地，所述的视觉定位模块包括光源、相机、镜头、上下气缸、前后气缸和滑块，所述外壳框架的顶部支架上设有导轨，相机通过滑块连接导轨，滑块上设有一固定旋钮，用于固定滑块和导轨的相对位置，所述相机和滑块之间设有上下气缸和前后气缸，上下气缸使相机垂直方向移动，前后气缸使相机水平方向移动。
进一步地，所述的滑块上还设有一环形光源，该光源设置于相机的镜头正下方。
进一步地，所述的供应机构包括两个垂直对称设置于腔体两侧的升降单元，每个升降单元包括升降电机、升降夹具、升降气缸和升降丝杆，所述升降丝杆垂直固定于腔体一侧，所述升降夹具连接升降丝杆，并且沿着升降丝杆上下移动，升降气缸连接升降夹具顶端，所述升降电机连接升降夹具，所述控制模块连接升降气缸和升降电机；所述储存机构与供应机构的结构相同。
进一步地，所述的平移模块包括两个水平对称设置的平移单元，每个平移单元包括平移丝杆、平移气缸、平移电机和平移夹具，所述平移丝杆水平设置于外壳框架的两个腔体顶端的支架一侧，平移夹具连接平移丝杆，并且沿着平移丝杆水平移动，平移气缸连接平移夹具，所述平移电机连接平移夹具，所述控制模块连接平移电机和平移气缸。
进一步地，所述的升降气缸的活塞杆一端连接夹片，该夹片与放置毛坯件或成品件的周转箱的边沿相配合，用于固定周转箱。
进一步地，所述控制模块为PLC控制器。
进一步地，所述外壳框架的正面和两侧设有透明保护罩，背面开口。
进一步地，所述外壳框架使用铝型材支架。
进一步地，所述毛坯件箱暂存区和成品件箱暂存区的底部还设有抽屉式托盘，用于放置毛坯件或成品件的周转箱。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明通过将整摞的工件运送至辅助装置，配合现有的工业用六轴机器人，实现大量工件的整体上料和下料，本发明的毛坯件箱暂存区和成品件箱暂存区内利用立体式的结构，能够同时储存8到10箱的工件，可实现4到5小时内不用进行操作取料或供料，同时，还能配合各类不同的上下料机械装置，实现不同生产流水线的整合，减少操作的次数和时间，显著地节约人力成本。
2、本发明设有视觉定位模块，该视觉定位模块通过气缸和滑块在三维方向固定其与工件的相对位置，镜头采用简单的定焦结构，可以精确地提供工件的中心坐标，因此工业用六轴机器人即可根据视觉定位系统提供的工件的中心坐标，能够进行抓取和装箱作业。本发明将毛坯件、成品件上下料与视觉定位以供机械手精确抓取集成为一体，给配备有机器人上下料的机床、冲床等设备提供精确的工件定位，节省了人力和空闲消耗，提升了装置的精度和便利性；也可给企业MES系统或ERP系统提供加工数据。
3、视觉定位模块上设有环形的光源，环形结构能够为相机单独提供无死角的无影光，不但增加了视觉定位模块采集信息的稳定性，同时，使该辅助装置能够在各类环境下进行工作。
4、本发明的平移模块和升降模块均采用了螺纹丝杆进行位置的移动，使得工件周转箱位移更加平稳、距离控制更加精准。
5、本发明的外壳框架设有透明保护罩，提高了装置的强度，同时，使得工件的装置内部的流转更为直观，方便检修，保证运行的安全。
6、本发明暂存区的底部还设有抽屉式托盘，使得周转箱的放入和取出更为方便，该辅助装置可以更好配合其他加工装置，连接两条不同的生产线，进行上料和下料。
7、本发明的设计简单，结构可靠，占地面积少，适合各钟规模的生产车间，具有广阔的应用和商业价值。
8、本发明设有PLC控制系统，配置的技术先进的电气控制系统和通讯系统，实现装置的自动化控制，使整个辅助具有效率高、运行稳定、安装、调整、操作方便，维护简单，系统兼容能力强的特点。
9、本发明适配多种体积类似，规律排列的机加工件，适用于如齿轮机加件、轴承机加件、汽车零部件机加件、工具用品机加件、卫浴用品机加件、飞机零部件机加件、共享单车零部件机加件等零件的加工生产线。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为视觉定位模块的结构示意图；
图3为升降单元的结构示意图；
图4为平移模块的结构示意图；
图5为平移单元的结构示意图；
图6为本发明工作流程示意图。
附图标记：1、外壳框架，11、毛坯件箱暂存区，12、成品件箱暂存区，21、供应机构，22、储存机构，201、升降电机，202、升降夹具，203、升降气缸，204、升降丝杆，205、固定板，206、夹片，3、平移模块，301、平移电机，302、平移夹具，303、平移气缸，304、平移丝杆，305、水平板，4、视觉定位模块，41、光源，42相机，43、镜头，44、上下气缸，45、前后气缸，46、滑块，47、固定旋钮，48、导轨。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例提供一种用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，包括外壳框架1、升降模块、平移模块3、视觉定位模块4和控制模块。控制模块采用PLC控制器，连接并控制升降模块、平移模块3和视觉定位模块4。其中，外壳框架1在下半部分形成两个腔体，分别为毛坯件箱暂存区11和成品件箱暂存区12，上半部分形成一个半包围支架结构，并且设有导轨48，两个视觉定位模块4安装于顶部的导轨48，正对下方的两个腔体。升降模块由一个供应机构21和一个储存机构22组成，供应机构21和储存机构22的结构相同，分别设置在两个腔体之中，毛坯件箱暂存区11内设置供应机构21，成品件箱暂存区12内设置储存机构22，平移模块3安装于外壳框架1中间部分，与升降模块的顶端连接，用于存放毛坯件或成品件的周转箱升降运动和水平运动的互相转换。
外壳框架1整体采用铝型材支架，支架之间均设有为透明钢化玻璃保护罩，背面正对腔体处开口，用于放入和取出周转箱。
如图2所示，视觉定位模块4包括光源41、相机42、镜头43、上下气缸44、前后气缸45和滑块46，其中，相机42通过滑块46连接外壳框架1顶端的导轨48，滑块46上设有一固定旋钮47，用于固定滑块46和导轨48的相对位置，相机42和滑块46间设有上下气缸44和前后气缸45，上下气缸44使相机42垂直方向移动，前后气缸45使相机42沿垂直于导轨48方向水平移动。滑块46上还设有一环形光源41，该光源41设置于相机42的镜头43正下方。
供应机构21或储存机构22由两个垂直对称设置于腔体两侧的升降单元组成。如图3所示，每个升降单元包括升降电机201、升降夹具202、升降气缸203和升降丝杆204，升降单元通过固定板205安装于腔体的一侧，固定板205的顶端安装升降电机201，固定板205的正面设置升降丝杆204，升降夹具202安装在升降丝杆204上，并且连接升降电机201，升降电机201连接PLC控制器，因此控制器可通过升降电机201控制升降夹具202沿着升降丝杆204上下移动，升降夹具202包括两块竖直设置的加强筋板，加强筋板的顶端各安装了一个升降气缸203，升降气缸203的活塞杆一端连接夹片206，该夹片206与放置毛坯件或成品件的周转箱的边沿相配合；升降气缸203连接PLC控制器，由控制器通过升降气缸203控制夹片206加紧或松开周转箱。
如图4和图5所示，平移模块3包括个水平对称设置的平移单元，每个平移单元包括平移丝杆304、平移气缸303、平移电机301和平移夹具302，平移单元通过水平板305固定于腔体顶端的一侧，水平板305的一端头安装平移电机301，水平板305的正面设置平移丝杆304，平移夹具302安装在平移丝杆304上，并且连接平移电机301，平移电机301连接PLC控制器，因此控制器可通过平移电机301控制平移夹具302沿着平移丝杆304左右移动，平移夹具302结构与升降夹具202的结构相同，同样在其上端设有两个平移气缸303，平移气缸303的活塞杆一端连接夹片206，该夹片206与放置毛坯件或成品件的周转箱的边沿相配合；平移气缸303连接PLC控制器，由控制器通过平移气缸303控制夹片206加紧或松开周转箱。
如图6所示，本实施例的工作原理为：将8箱装满毛坯件的周转箱放入毛坯件箱暂存区，可以存放8个周转箱，供应机构将最上面的周转箱箱向上移动到毛坯件箱暂存区的最上面，即卸料区，等待视觉系统检测定位，然后将毛坯件位置信息传输给六轴机器人，机器人来抓取毛坯件，等待周转箱中的毛坯件被抓完变成空箱，横向移动空料箱到架体另一侧，视觉系统检测定位，另一六轴机器人将加工完的成品件放入移载过来的空箱，待到空箱装满成品件后，将装满成品件的周转箱向下移动到成品件箱暂存区，可以存放8个周转箱，最后将暂存区的装满成品件的周转箱取出。实现了多料箱的自动上料和产品的定位，同时全自动利用机器人给机床上下料。
另一实施例中，毛坯箱件暂存区和成品件箱暂存区的底部均设有抽屉式托盘，使用时，毛坯件箱暂存区处托盘先伸出外壳框架，便于放置整摞装满毛坯件的周转箱，托盘回收进行辅助装置内部的流转，当成品件箱暂存区的周转箱储存满后伸出外壳框架，便于取走装满成品件的周转箱，取走后托盘回收。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，包括外壳框架(1)、升降模块、平移模块(3)、视觉定位模块(4)和控制模块，其中，升降模块、平移模块(3)和视觉定位模块(4)均连接控制模块，所述升降模块包括供应机构(21)和储存机构(22)，所述外壳框架(1)内部设有两个腔体，分别为毛坯件箱暂存区(11)和成品件箱暂存区(12)，毛坯件箱暂存区(11)内设置供应机构(21)，成品件箱暂存区(12)内设置储存机构(22)，所述视觉定位模块(4)安装于外壳框架(1)的顶部，并且位于毛坯件箱暂存区(11)和成品件箱暂存区(12)的正上方，所述平移模块(3)横跨并安装于毛坯件箱暂存区(11)和成品件箱暂存区(12)的上端。
2.根据权利要求1所述的用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，所述的视觉定位模块(4)包括光源(41)、相机(42)、镜头(43)、上下气缸(44)、前后气缸(45)和滑块(46)，所述外壳框架(1)的顶部支架上设有导轨(48)，相机(42)通过滑块(46)连接导轨(48)，滑块(46)上设有一固定旋钮(47)，用于固定滑块(46)和导轨(48)的相对位置，所述相机(42)和滑块(46)之间设有上下气缸(44)和前后气缸(45)，上下气缸(44)使相机(42)垂直方向移动，前后气缸(45)使相机(42)水平方向移动。
3.根据权利要求2所述的用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，所述的滑块(46)上还设有一环形光源(41)，该光源(41)设置于相机(42)的镜头(43)正下方。
4.根据权利要求1所述的用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，所述的供应机构(21)包括两个垂直对称设置于腔体两侧的升降单元，每个升降单元包括升降电机(201)、升降夹具(202)、升降气缸(203)和升降丝杆(204)，所述升降丝杆(204)垂直固定于腔体一侧，所述升降夹具(202)连接升降丝杆(204)，并且沿着升降丝杆(204)上下移动，升降气缸(203)连接升降夹具(202)顶端，所述升降电机(201)连接升降夹具(202)，所述控制模块连接升降气缸(203)和升降电机(201)；所述储存机构(22)与供应机构(21)的结构相同。
5.根据权利要求1所述的用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，所述的平移模块(3)包括两个水平对称设置的平移单元，每个平移单元包括平移丝杆(304)、平移气缸(303)、平移电机(301)和平移夹具(302)，所述平移丝杆(304)水平设置于外壳框架(1)的两个腔体顶端的支架一侧，平移夹具(302)连接平移丝杆(304)，并且沿着平移丝杆(304)水平移动，平移气缸(303)连接平移夹具(302)，所述平移电机(301)连接平移夹具(302)，所述控制模块连接平移电机(301)和平移气缸(303)。
6.根据权利要求4所述的用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，所述的升降气缸(203)的活塞杆一端连接夹片(206)，该夹片(206)与放置毛坯件或成品件的周转箱的边沿相配合，用于固定周转箱。
7.根据权利要求1所述的用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，所述控制模块为PLC控制器。
8.根据权利要求1所述的用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，所述外壳框架(1)的正面和两侧设有透明保护罩，背面开口。
9.根据权利要求1所述的用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，所述外壳框架(1)使用铝型材支架。
10.根据权利要求1所述的用于毛坯件及成品件存储供应的辅助装置，其特征在于，所述毛坯件箱暂存区(11)和成品件箱暂存区(12)的底部还设有抽屉式托盘，用于放置毛坯件或成品件的周转箱。
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