CN109625995A - 片状物料的上料装置和上料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种片状物料的上料装置和上料方法。该上料装置包括：用于承载堆叠放置的片状物料的承载机构，所述承载机构被配置为能向上抬升片状物料；取料机构，所述取料机构被配置为，至少能拾取堆叠放置的片状物料中位于顶层的片状物料；位置传感器，所述位置传感器被配置为检测所述取料机构与堆叠放置的片状物料的顶层片状物料之间的距离。本发明的一个技术效果在于提高了拾取物料的精确度。

Description

片状物料的上料装置和上料方法

技术领域

本发明属于自动化加工技术领域，具体地，被范明涉及一种用于片状物料的上料装置和上料方法。

背景技术

近年来电子产品等轻工业制品的应用越来越普及，对于这类小型、微型产品，其往往具有复杂、大量的零部件。产品的结构特点使得自动化加工、装配技术需要相应改进，以满足对小型、微型的零部件进行自动化装配的需要。

片状物料是上述小型产品中常用的一种物料，片状物料往往面积和厚度较小，在上料、搬运时容易出现轻微变形。这种现象会增加自动上料、装配的难度。在现有技术中，片状物料的上料往往采用人工上料的方式，避免由于变形造成的自动上料难度增大。但是，人工上料的速度慢，也不排除对物料造成损伤的可能性。人工上料的定位准确性也相对较低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种片状物料自动上料的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种片状物料的上料装置，包括：

用于承载堆叠放置的片状物料的承载机构，所述承载机构被配置为能向上抬升片状物料；

取料机构，所述取料机构被配置为，至少能拾取堆叠放置的片状物料中位于顶层的片状物料；

位置传感器，所述位置传感器被配置为检测所述取料机构与堆叠放置的片状物料的顶层片状物料之间的距离。

可选地，所述取料机构被配置为能移动到所述承载机构上方，所述取料机构和承载机构被配置为能相互靠近和相互远离。

可选地，所述承载机构包括顶料轴和承载平面，所述承载平面设置在所述顶料轴上。

可选地，还包括料框，所述承载机构的用于承载片状物料的部分位于所述料框中，所述料框的顶部敞开，所述料框被配置为用于收容堆叠放置的片状物料，所述取料机构被配置为能从所述料框的敞开的一侧伸入所述料框内。

可选地，所述取料机构具有用于拾取片状物料的吸嘴。

可选地，所述位置传感器固定设置在所述取料机构上。

可选地，所述位置传感器为光学测距传感器。

根据本发明的另一方面，还提供了一种片状物料的上料方法，该上料方法采用上述片状物料的上料装置，包括第一取料动作，所述第一取料动作包括：

使取料机构移动到预定的取料位置；

承载机构向上抬升物料堆垛，位置传感器检测取料机构与物料堆垛的顶面之间的距离；

待物料堆垛的顶面与取料机构之间的距离达到取料机构能够拾取物料堆垛的顶层的片状物料时，承载机构停止抬升动作；

所述取料机构拾取物料堆垛的顶层的片状物料，以供移至其它位置。

可选地，在执行完一次所述第一取料动作后，反复执行所述第一取料动作。

可选地，还包括第二取料动作，在执行至少一次所述第一取料动作后，执行第二取料动作，所述第二取料动作包括：

所述承载机构向上抬升相当于一个片状物料的厚度的高度；

未拾取片状物料的取料机构向物料堆垛的顶面靠近，位置传感器检测取料机构与物料堆垛的顶面之间的距离；

待物料堆垛的顶面与取料机构之间的距离达到取料机构能够拾取物料堆垛的顶层的片状物料时，取料机构停止向物料堆垛的顶面靠近，取料机构拾取物料堆垛的顶层的片状物料。

根据本公开的一个实施例，所述上料装置的取料机构能够精确的拾取片状物料。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明提供的用于片状物料的上料装置的侧面配合示意图；

图2是本发明一种实施方式提供的第一取料动作的步骤示意图；

图3是本发明另一种实施方式提供的第二取料动作的步骤示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种片状物料的上料装置，该上料装置包括承载机构、取料机构和位置传感器。

如图1所示，所述承载机构2用于承载片状物料50。片状物料50可以以堆叠成物料堆垛的形式放置于承载机构2上。所述承载机构2被配置为可以向上抬升，从而使其上的片状物料50上升，以便取料机构1拾取物料。所述取料机构1则用于拾取物料堆垛的位于顶层的片状物料50。所述取料机构1可以反复取走物料堆垛的顶层上的片状物料50，从而实现自动化上料。

所述位置传感器3则用于检测取料机构1与物料堆垛的顶层的片状物料50之间的距离。所述上料装置通过位置传感器3检测到的距离，控制取料机构1以及承载机构2相对移动的位置关系。进而使得取料机构1能够准确的拾取到位于物料堆垛顶层的片状物料50。提高上料装置的拾取物料的准确性。

即使片状物料在搬运、堆叠放置的过程中出现了变形的情况，本发明提供的上料装置也能够使取料机构准确的拾取到片状物料。位置传感器是对取料机构与物料堆垛的顶面之间的距离进行检测，如果片状物料产生了起伏变形，位置传感器检测也能够准确的检测到变形的片状物料与取料机构之间的距离，以便取料机构准确的拾取片状物料。

在一种优选的实施方式中，所述取料机构被配置为能移动至所述承载机构的上方，并且向下移动靠近所述承载机构。通过这种设计方式，取料机构可以从堆叠放置的物料堆垛的上方向下拾取位于物料堆垛的顶层的片状物料。这种拾取方式的可靠性和精确度更高，能够保证顶层的片状物料被拾取。图1示出即是这种实施方式，取料机构1具有取料轴11，取料轴11的底部设置有用于拾取片状物料50的夹爪或吸盘。取料机构1可以向下、向上移动，从而靠近和远离承载机构2。通过位置传感器3的检测，取料机构1可以向下移动到能够拾取顶层片状物料50的精确位置。拾取片状物料后，其可以直接向上抬起，使顶层的片状物料与其以下的物料堆垛分离。

可选地，所述承载机构2可以包括顶料轴21和承载平面22，所述承载平面22设置在所述顶料轴21上，如图1所示。所述承载平面22用于承载堆叠放置的片状物料50，所述顶料轴21则用于为承载平面22提供支撑作用。所述承载机构2通过驱动顶料轴21抬升，从而驱动成在平面上的片状物料50抬升。通过这种设计方式，更便于取料机构执行取料动作。在如图1所示的优选实施方式中，采用了取料机构1从上向下靠近承载机构2、承载机构2向上抬升靠近取料机构1的结构设计，显著提高了上料装置对片状物料50与取料机构1之间的距离的控制能力，能够从两个机构的角度对距离进行调节，而且降低取料机构1的拾取动作对物料堆垛的影响，降低物料堆垛被带动、产生偏斜的风险。

在其它可选的实施方式中，所述取料机构也可以从承载机构、物料堆垛的侧面向顶层的片状物料靠近。

可选地，如图1所示，所述承载机构2还可以包括料框4，所述料框4用于容纳堆叠放置的片状物料50，防止物料堆垛偏斜、倾倒。所述承载机构2的至少一部分结构位于料框4内，其用于承载物料堆垛。在如图1所示的实施方式中，顶料轴21从料框4的底部穿入料框4内，所述承载平面22位于所述料框4内。位于承载平面22上的物料堆垛能够受到料框4的约束，从而避免发生偏斜、倾倒。优选地，所述料框4的顶部敞开，以便取料机构1能够从料框4的顶部向下伸入所述料框4内，拾取物料堆垛顶层的片状物料50。图1所示的结构设计是优化的结构，在对物料堆垛起到约束作用的同时，也便于取料机构1与承载机构2配合拾取物料。

可选地，所述取料机构1可以具有吸嘴12，所述吸嘴12用于拾取片状物料50。在如图1所示的实施方式中，所述吸嘴12优选设置在所述取料轴11的底部，取料轴11中设置有气路。通过气路抽气使所述吸嘴12产生吸附作用力，进而使吸嘴12能够将片状物料吸附固定。通过吸嘴拾取片状物料，能够降低拾取动作对片状物料造成损坏的风险。在其它的实施方式中，也可以选择夹爪等机构拾取片状物料。

优选地，所述位置传感器3固定设置在所述取料机构1上，如图1所示。由于取料机构1与物料堆垛的顶层片状物料50之间的距离是实现精确拾取动作重要的因素之一。将位置传感器3设置在取料机构1上，能够消除位置传感器3检测的距离与位置传感器3自身相对于取料机构1之间的距离的误差。位置传感器3随着取料机构1一同移动，显著提高距离检测的准确性。进一步优选地，如果位置传感器3与取料机构上的吸嘴12等直接接触片状物料50的部件存在一定间距，可以在位置传感器3固定设置在取料机构上后，测定位置传感器3与吸嘴12之间距离，进而通过算法将这部分距离造成的影响排出。通过这种测量方式，也能够提高拾取动作的准确性。在如图1所示的实施方式中，位置传感器3竖直向下距片状物料50的距离与吸嘴12竖直向下距片状物料的距离是不同的。这两个距离之间的差值可以根据位置传感器和吸嘴的装配位置关系预先设定。在实际应用中，将上述差值减去即可得到吸嘴与片状物料之间的准确距离。

在其它实施方式中，所述位置传感器也可以设置在承载机构或料框上。例如将位置传感器设置在料框的侧壁上，也可以检测到取料机构与顶层的片状物料之间的距离。

可选地，所述位置传感器可以采用光学测距传感器，也可以采用声学或影像测试传感器。

本发明还提供了一种片状物料的上料方法，该上料方法采用以上提供的上料装置实现。

如图2所示，所述上料方法包括第一取料动作，所述第一取料动作包括：

可选地，预先将片状物料堆叠放置于承载机构上形成物料堆垛。

使取料机构移动到预定的取料位置，取料机构在所述取料位置处能够直接执行拾取动作。

所述承载机构开始向上抬升物料堆垛，使得物料堆垛向取料机构靠近。此时，位置传感器检测取料机构与物料堆垛的顶面之间的距离。

物料堆垛的顶面即为顶层片状物料的上表面，待物料堆垛的顶层与取料机构之间的距离达到取料机构能够拾取顶层的片状物料时，根据位置传感器的信号，所述承载机构停止抬升动作，使物料堆垛与取料机构达到相对固定的位置关系。对于上述取料机构能够拾取到顶层的片状物料的距离，该距离可以是0，即片状物料已经接触到了取料机构，也可以是取料机构一旦启动拾取动作就可以将片状物料固定在取料机构上的距离。

最后，取料机构启动拾取片状物料的动作，将顶层的片状物料拾取，以供移动至其它加工、装配位置。

本发明提供的片状物料的上料方法显著提高了片状物料自动化上料的可靠性和精确度，有助于提高自动化生产程度，避免人工上料带来的速度慢、精确度低等问题。

由于物料堆垛中包含多层片状物料，取料上料的动作在实际生产加工中是持续进行的。在执行完上述第一取料动作后，后续可以反复直径第一取料动作，从而逐渐将整个物料堆垛取走、上料。

在反复执行上述第一取料动作时，空闲的、没有拾取片状物料的取料机构可以移动至预定的取料位置，承载机构向上抬升物料堆垛。由于预定的取料位置是固定的，所以在反复执行第一取料动作时，承载机构抬升的高度可以相当于一个片状物料的厚度。这样，下一层片状物料就会被抬升到能够被取料机构直接拾取的位置。

优选地，所述上料方法还包括第二取料动作。在至少执行完一次所述第一取料动作后，可以执行第二取料动作。

如图3所示，所述第二取料动作包括：

所述承载机构先向上抬升相当于一个片状物料的厚度的高度，之后停止抬升，进入等待状态。

之后，空闲的、未拾取有片状物料的取料机构向物料堆垛的顶面靠近。此时，位置传感器启动检测取料机构与物料堆垛的顶面之间的距离。

待取料机构与物料堆垛的顶面之间的距离达到取料机构能够拾取到顶层的片状物料时，根据位置传感器的信号，取料机构停止向物料堆垛的顶面靠近。之后，取料机构可以执行拾取动作，将物料堆垛的顶层的片状物料拾取走。

这种实施方式的优点在于，在取料机构将顶层的片状物料取走后，承载机构先启动抬升动作，将物料堆垛上露出的新的顶层片状物料向上抬至取料机构能够拾取的位置。取料机构完成上一次送料的动作后，可以在位置传感器的配合下回到预定的取料位置，直接执行拾取动作。无需等待承载机构进行上抬等动作，节省了一个自动化动作节拍，提高了上料速度。

在另一种可选的实施方式中，还可以包括第三取料动作，在执行完一次第一取料动作和/或第二取料动作后，可以执行第三取料动作。在第三取料动作中，承载机构不再执行抬升动作。随着物料堆垛的顶层每被取走一个片状物料，物料堆垛的高度逐渐下降。所述取料机构每次执行拾取动作所在的空间位置不同，即不再在上述预定取料位置执行拾取动作。通过位置传感器的检测，所述取料机构可以每次都靠近到能够拾取到处在更低位置的片状物料。这种实施方式省去了承载机构的抬升动作，节省动作步骤，提高上料速度。在这种实施方式中，取料机构的可移动范围需要更大，或者取料轴的长度更长。

在本发明提供的片状物料的上料方法中，在首次进行取料的动作时采用所述第一取料动作。优点在于，通过移动承载机构使顶层的片状物料能够被取料机构拾取到，上料装置可以将此时承载机构所在的位置记录下来，作为基准上料位置。在执行之后的取料动作时，承载机构相对于基准上料位置每次移动相当于一个片状物料的厚度的位置，即可是取料机构拾取到下一层的片状物料。首次执行第一取料动作能够校准承载机构与取料机构相对配合位置。上述取料机构先移动到预定的取料位置，该“预定的取料位置”可以是预先计算出的，适合取料机构取料的位置。承载机构通过移动片状物料的堆垛，使顶层的片状物料移动到对应于“预定的取料位置”处，使取料机构能够拾取物料，同时完成配合校准动作。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种片状物料的上料装置，其特征在于，包括：

用于承载堆叠放置的片状物料的承载机构，所述承载机构被配置为能向上抬升片状物料；

取料机构，所述取料机构被配置为，至少能拾取堆叠放置的片状物料中位于顶层的片状物料；

位置传感器，所述位置传感器被配置为检测所述取料机构与堆叠放置的片状物料的顶层片状物料之间的距离。

2.根据权利要求1所述的上料装置，其特征在于，所述取料机构被配置为能移动到所述承载机构上方并下降移动向所述承载机构靠近。

3.根据权利要求1所述的上料装置，其特征在于，所述承载机构包括顶料轴和承载平面，所述承载平面设置在所述顶料轴上。

4.根据权利要求1所述的上料装置，其特征在于，还包括料框，所述承载机构的用于承载片状物料的部分位于所述料框中，所述料框的顶部敞开，所述料框被配置为用于收容堆叠放置的片状物料，所述取料机构被配置为能从所述料框的敞开的一侧伸入所述料框内。

5.根据权利要求1所述的上料装置，其特征在于，所述取料机构具有用于拾取片状物料的吸嘴。

6.根据权利要求1所述的上料装置，其特征在于，所述位置传感器固定设置在所述取料机构上。

7.根据权利要求1所述的上料装置，其特征在于，所述位置传感器为光学测距传感器。

8.一种片状物料的上料方法，其特征在于，采用权利要求1-7任意之一所述的片状物料的上料装置，包括第一取料动作，所述第一取料动作包括：

使取料机构移动到预定的取料位置；

承载机构向上抬升物料堆垛，位置传感器检测取料机构与物料堆垛的顶面之间的距离；

待物料堆垛的顶面与取料机构之间的距离达到取料机构能够拾取物料堆垛的顶层的片状物料时，承载机构停止抬升动作；

所述取料机构拾取物料堆垛的顶层的片状物料，以供移至其它位置。

9.根据权利要求8所述的上料方法，其特征在于，在执行完一次所述第一取料动作后，反复执行所述第一取料动作。

10.根据权利要求1所述的上料方法，其特征在于，还包括第二取料动作，在执行至少一次所述第一取料动作后，执行第二取料动作，所述第二取料动作包括：

所述承载机构向上抬升相当于一个片状物料的厚度的高度；

未拾取片状物料的取料机构向物料堆垛的顶面靠近，位置传感器检测取料机构与物料堆垛的顶面之间的距离；

待物料堆垛的顶面与取料机构之间的距离达到取料机构能够拾取物料堆垛的顶层的片状物料时，取料机构停止向物料堆垛的顶面靠近，取料机构拾取物料堆垛的顶层的片状物料。