CN110127366A - 工件取放系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种工件取放系统，包括：工作台；导轨，设置在所述工作台上；治具，安装在所述导轨上且能够沿所述导轨移动；振动送料器，用于输送工件；机械手，设置在所述工作台上；吸嘴组件，安装在所述机械手上，用于从所述振动送料器的取料位取走工件，并将工件贴放到装夹在所述治具上的产品上。通过上述技术方案，使得能够提供一种可实现工件自动化取放的取放系统。

Description

工件取放系统

技术领域

本公开涉及工件取放系统，具体地，涉及一种自动化工件取放系统。

背景技术

在电子设备的生产作业中，需要对电子设备的壳体进行金属片贴片作业，以形成电子设备的天线。金属片厚度很薄，容易变形，形状不规则，正反两面颜色有轻微差别，贴片时只能由一个方向贴片、焊接。由于金属片自身特性以及精度要求较高，导致目前只能手工进行取放金属片，无法实现金属片的自动化取放，生产效率低。

发明内容

本公开的目的是提供一种工件取放系统，该系统能够实现工件自动化取放。

为了实现上述目的，本公开提供一种工件取放系统，包括：

工作台；

导轨，设置在所述工作台上；

治具，安装在所述导轨上且能够沿所述导轨移动；

振动送料器，用于输送工件；

机械手，设置在所述工作台上；

吸嘴组件，安装在所述机械手上，用于从所述振动送料器的取料位取走工件，并将工件贴放到装夹在所述治具上的产品上。

可选地，所述取放系统还包括电机，所述电机用于驱动所述治具在产品上料位和工件上料位之间移动，其中，所述产品上料位在所述机械手的行程范围之外，所述工件上料位在所述机械手的行程范围之内。

可选地，所述取放系统还包括检测装置和控制器，所述检测装置用于在所述治具处于产品上料位时检测所述治具上是否有产品装夹到位，所述控制器用于根据检测结果控制所述电机工作。

可选地，所述取放系统还包括固定相机和移动相机，所述固定相机安装在所述工作台上，用于对所述吸嘴组件吸取的工件进行图像采集；所述移动相机安装在所述机械手上，用于对产品上的两个标记点进行图像采集。

可选地，所述振动送料器与所述工作台分离。

可选地，所述振动送料器包括振动发生器、振动盘和光电感应器，所述振动盘安装在所述振动发生器上，所述振动盘包括盘面和设置在所述盘面周围的螺旋料道，所述螺旋料道的底面上开设有第一吹气孔，所述光电感应器用于识别所述螺旋料道上的来料为正面朝上还是反面朝上，并根据识别结果控制所述第一吹气孔吹气或不吹气。

可选地，所述光电感应器的焦点投射在所述第一吹气孔上。

可选地，所述螺旋料道的底面上还开设有用于筛选来料角度的第二吹气孔。

可选地，所述第二吹气孔设置为使得来料角度正确的工件不经过所述第二吹气孔，使得来料角度不正确的工件经过所述第二吹气孔。

可选地，所述螺旋料道的内侧壁至少有一段的高度不超过0.01mm。

可选地，所述振动送料器还包括到位感应器，所述到位感应器用于检测所述螺旋料道上的取料位是否有工件，并根据检测结果控制所述振动发生器启停。

可选地，所述取料位设有通孔，所述到位感应器设置在所述通孔下方。

可选地，所述吸嘴组件包括驱动装置、弹性件、滑轨、上滑块、下滑块、吸嘴，所述上滑块和下滑块配合在所述滑轨上，所述上滑块和下滑块柔性连接，所述驱动装置用于驱动所述上滑块沿所述滑轨上下移动，所述吸嘴安装在所述下滑块上，所述弹性件设置在所述上滑块和下滑块之间。

可选地，所述吸嘴组件还包括连接杆，所述连接杆穿设于所述上滑块，所述连接杆的下端固定于所述下滑块，所述连接杆的上端形成有用于阻止所述上滑块从所述连接杆上脱开的限位凸台。

可选地，所述弹性件为套设在所述连接杆上的弹簧。

可选地，所述吸嘴组件包括固定块，所述固定块安装在所述机械手上，所述固定块上安装有多个所述滑轨，每个滑轨上安装有所述上滑块和所述下滑块，每个下滑块上安装有一个吸嘴，所述驱动装置为气缸，所述气缸的缸体安装在所述固定块上，所述气缸的活塞杆连接于所述上滑块。

可选地，所述吸嘴为陶瓷材质。

可选地，所述吸嘴的横截面呈矩形。

通过上述技术方案，使得能够提供一种可实现工件自动化取放的取放系统。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例的一种工件取放系统的示意图；

图2是本公开实施例的一种工件取放方法的流程图；

图3是本公开实施例的一种产品标记点和贴放位的示意图；

图4是本公开实施例的一种坐标系偏移角度示意图；

图5是本公开实施例的一种振动送料器的立体示意图；

图6是本公开实施例的一种振动送料器的局部俯视示意图，其中示出了来料角度正确的工件；

图7是本公开实施例的一种振动送料器的局部俯视示意图，其中示出了来料角度不正确的工件；

图8是本公开实施例的一种吸嘴组件的示意图；

图9是本公开实施例的一种吸嘴组件的示意图，其中未示出驱动装置；

图10是本公开实施例的一种连接杆的示意图；

图11是本公开实施例的一种连接杆与上滑块的装配方式的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1所示，本公开提供一种工件取放系统，该取放系统包括工作台1、导轨2、治具3、振动送料器4、机械手5、吸嘴组件6。导轨2、机械手5和振动送料器4设置在工作台1上。振动送料器4用于输送工件，例如金属片。治具3安装在导轨2上且能够沿导轨2移动，治具3用于装夹待贴放工件的产品，例如电子设备的壳体、电路板等。吸嘴组件6安装在机械手5上，用于从振动送料器4的取料位吸取工件。

工作时，人工取产品装入治具3，振动送料器4将工件送到取料位后，机械手带动吸嘴组件6移动到取料位上方，吸嘴组件6吸取工件，然后机械手5带动吸嘴组件6移动到产品附近，将吸取的工件贴放到产品上。

可选地，如图1所示，工作台1上还可以设置有用于向吸嘴组件6提供负压的真空组件10。

进一步地，治具3可以具有两个工作位置：产品上料位和工件上料位。在产品上料位，人工将产品装入治具3；在工件上料位，吸嘴组件6将工件贴放到产品上。工件上料位在机械手5的行程范围之内。为了保证操作人员的安全，产品上料位可以在机械手5的行程范围之外。

为了保证上料精度，治具3与导轨2之间的配合间隙设置得很小，使得人工难以推动治具3。在这种情况下，取放系统还可以包括电机(未示出)，该电机用于驱动治具3在产品上料位和工件上料位之间移动。以此方式，不仅能够节省人力，而且能够进一步保证操作人员安全。在本公开实施例中，工件上料位在工作台1的边缘。

可选地，在本公开实施例中，如图1所示，取放系统还可以包括检测装置7和控制器(未示出)，检测装置7与控制器电连接，控制器与电机电连接。检测装置7用于在治具3处于产品上料位时检测其上是否有产品装夹到位，控制器用于控制工件取放系统中的各个部件协调工作。具体地，当检测装置7检测到治具3上有产品装夹到位时，检测装置7发出信号至控制器，控制器控制电机工作，以将治具3从产品上料位移动到工件上料位，等待上料。以此方式，能够提高自动化程度。这里，检测装置7例如可以是设置在导轨1两侧的到位感应器。

为了实现工件的精确贴放，在本公开实施例中，如图1所示，取放系统还可以包括固定相机和移动相机，固定相机8安装在工作台1上，用于对吸嘴组件6吸取的工件进行图像采集；移动相机9安装在机械手5上，用于对产品上的两个标记点进行图像采集。

请参见图2，图2是根据一示例性实施例示出的一种自动化的工件取放方法的流程图，该自动化工件取放方法可以应用于图1所示的工件取放系统中，如图2所示，该方法包括以下步骤。

步骤S11：机械手5取工件，并将工件移动至固定相机8上方的拍照位；

步骤S12：固定相机8对拍照位进行图像采集，以获取工件的工件工具坐标；

步骤S13：机械手5移动至待贴放工件的产品上方，通过移动相机9对产品上设置的两个标记点进行图像采集，以获得两个标记点的世界坐标；

步骤S14：根据两个标记点的世界坐标，及产品上的工件贴放位与两个标记点之间的位置关系，确定工件贴放位的坐标；

步骤S15：根据工件工具坐标及工件贴放位的坐标，控制机械手5携带工件移动至工件贴放位进行工件的贴放。

固定相机8上方的取景范围内，设置有拍照位，机械手5在取工件后，会携带工件移动到拍照位上，并触发固定相机8采集图像，对采集的图像进行解析，便可以得到工件的工具坐标。以下将对固定相机8拍摄过程及坐标的获取进行说明。

可选的，工件工具坐标的确定可以先根据固定相机8采集的图像，获取工件的工件世界坐标，然后根据工件世界坐标及机械手5的法兰中心世界坐标，确定工件的工件工具坐标。

工件的工具坐标实际是工件的几何中心(该中心系在制作匹配模板时人为建立)与机械手5法兰中心的相对坐标，其计算公式为：工件工具坐标N＝工件世界坐标P–法兰中心世界坐标W。其中的法兰中心世界坐标W为机械手5已知的坐标。

固定相机8拍照后，输出的机械坐标即为工件的工件世界坐标，建立工件工具坐标的意义是方便调试、简化人机交互步骤以及易于维护。在不加载工件工具坐标的时候，机械手5夹取装置围绕自身法兰中心进行角度旋转，加载工件工具坐标后，将围绕所加载的工具坐标作为旋转中心，且移动到某一位置时是将工具而不是法兰中心移至目的坐标点，进而实现针对工件的准确移位。

可选的，在机械手5移动到固定相机8上方的拍照位后，可以向固定相机8发送机械手5所取工件的工件模板，那么固定相机8可以基于接收到的工件模板，在视野范围内搜索匹配的工件，根据图像采集的结果，可以输出工件合格标志位(比如0或1，0表示拍摄的工件与模板不匹配，1表示拍摄的工件与模板匹配)，及拍摄的工件与工件模板的角度偏差，其中，工件合格标志位用于指示拍摄的工件是否与工件模板匹配。那么在工件合格标志位指示拍摄的工件与工件模板匹配时，工件工具坐标可以根据工件世界坐标、机械手5的法兰中心世界坐标、及角度偏差来确定。

当然，在本公开实施例中，如果固定相机8检测到当前拍照位上的工件与接收到的工件模板不匹配，或者没有在视野范围内检测到工件时，可以直接输出工件合格标志位0，而无需再输出工件世界坐标以及工件与工件模板的角度偏差，那么机械手5可以重新执行取工件和移动到拍照位进行拍照的步骤。

如果固定相机8检测到当前拍照位上的工件与接收到的工件模板匹配时，可以输出工件合格标志位1、拍摄到的工件的工件世界坐标、以及拍摄的工件与工件模板的角度偏差。其中的工件世界坐标为已标定(即将像素坐标与机械坐标相对应，使成像视野内每一个像素坐标转换为机械手5可识别的机械坐标)过的固定相机8所发送的坐标，即为当前视野内已搜索到且与工件模板相匹配的工件的世界坐标P，且当前法兰中心的世界坐标W已知，经运算后可得工件的工具坐标。例如通过以下方式运算得到工件工具坐标：

N.X＝O.X-(W.X-P.X)×(cos(W.C))+(W.Y-P.Y)×(sin(W.C))

N.Y＝O.Y-(W.Y-P.Y)×(cos(W.C))+(W.X-P.X)×(sin(W.C))

N.Z＝0

N.C＝0.C-P.C

其中，N.XYZC为工件工具坐标的坐标值(X为X方向的坐标值；Y为Y方向的坐标值；Z为Z方向的坐标值；C为角度)；0.XYZC为法兰中心的工具坐标(其值为0)；W.XYZC为法兰中西当前世界坐标值；P.XYZC为工件当前世界坐标值(相机输出，P.C即为相机输出的角度偏差)。

应当理解，存在多个工件时，机械手5可以依次携工件移至不同的拍照位将各个工件置于固定相机8视野中，然后固定相机8重复上述过程直至所有工件信息输出完毕。

通过以上方式可以较为准确地得到机械手5所取工件的工件工具坐标，有利于进一步在放置工件时，可以利用工件工具坐标来准确地来放置工件。

在得到工件的工件工具坐标后，机械手5将继续移动到产品的上方，在产品上方同样可以设置用来拍摄产品标记点的拍照位。机械手5到达产品上方的拍照位后，可以通过移动相机9对两个标记点分别进行拍摄，进而获取两个标记点的世界坐标。以下将对移动相机9拍照及获取两个标记点的世界坐标的方式进行说明。

可选的，针对每个标记点而言，可以先根据移动相机9采集的该标记点的图像，获取该标记点的相机输出坐标，然后根据相机输出坐标、移动相机9拍照点的坐标、以及预设的基准拍照点坐标，确定该标记点的世界坐标。

因为相机的局限性，在标定后只能输出在标定位置视野内的机械坐标，固定相机8因视野不变所以输出的坐标值可直接用于机械手5，而移动相机9输出的坐标值则需要经过一些处理。在进行相机标定时记录当前机械手5的位置S，在该位置下相机输出坐标值与世界坐标系相匹配，那么在实际操作时，实际的拍照位可能与标定时的位置S存在偏差，因此需要将相机输出的坐标加上移动相机9实际拍照点与标记时的基准拍照点的坐标差值，计算公式为：M＝P+PSN–S，其中M为所需的标记的的世界坐标，P为相机输出坐标，PSN为移动相机9当前拍照点的坐标，S为标定时记录的基准拍照点坐标。

可选的，在机械手5移动至产品上方后，可以向移动相机9发送两个标记点的模板，移动相机9对每一标记点进行图像采集后，根据该标记点的模板，输出该标记点的合格标志位，及拍摄的该标记点与该标记点的模板的角度偏差，那么在标记点的合格标志位指示每个标记点均与对应的模板匹配时，该标记点的世界坐标可以根据相机输出的标记点坐标、移动相机9拍照点的坐标、预设的基准拍照点坐标、及角度偏差来确定。

类似于固定相机8拍摄过程，每个标记点对应有模板，机械手5移动到标记点拍摄的位置后，向移动相机9发送对应标记点的模板，进行触发移动相机9在取景范围内搜索标记点。如果没检测到对应的标记点或者检测到的标记点与模板不匹配，那么可以输出合格标志位0，那么机械手5可以重新执行上述步骤或报错等等。如果检测到标记点，且与模板匹配，那么可以输出合格标志位1、拍摄的标记点坐标、及拍摄的标记点与对应模板的角度偏差。那么可以根据相机输出的标记点坐标、移动相机9拍照点的坐标、预设的基准拍照点坐标、及移动相机9输出的角度偏差，确定该标记点的世界坐标。当然，在确定两个标记点的坐标时，只需分别针对两个标记点进行两次成像即可，实现起来较为方便快捷。

在得到两个标记点的世界坐标后，可以根据产品上的工件贴放位与所述两个标记点之间的位置关系来得到工件贴放位的坐标。每款产品在确定标记点时都会相应有一组体现标记点与贴放位相对距离的偏移量数据△δ，因为同一工序加工原因，在同一片产品上，该数据上下浮动量处于可接受范围内，所以直接采用预设值的方式设定偏移量较为方便，简化人机交互。如图3所示，Mark点即为标记点，各贴放位与Mark点之间的相对距离是产品成形时固定好的，因此通过公式：P(贴放位坐标)＝T(Mark点坐标)+△δ(相对距离)，即可得到工件贴放位的坐标。

由于实际应用中贴放位的加工公差不固定的现象，本公开实施例还可以采用实时补偿方式，根据实际情况增加补偿量β对位置进行修正，保证贴放准确。那么计算贴放位坐标的公式为：P(贴放位)＝T(Mark点)+△δ(相对距离)+β(补偿)。

可选的，在获得两个标记点的世界坐标之后，还可以根据两个标记点的世界坐标，建立实际用户坐标系，并确定实际用户坐标系与标准用户坐标系之间的偏移角度。那么工件贴放位的坐标可以根据两个标记点的世界坐标、产品上的工件贴放位与两个标记点之间的位置关系、及得到的两个坐标系之间的偏移角度来确定。

因为产品无法精确固定，除了横向和纵向还会有角度的偏移，建立用户坐标系的目的是更好的矫正贴料位整体的角度偏差。通过两个标记点坐标确定两点连线与X轴的角度偏差，从而建立一个与原世界坐标系(机械坐标)有一定角度差的用户坐标系，如图4所示(图中为便于显示放大了偏移角度)。

先以原始设计图中的标记点(MARKDIST1、MARKDIST2)建立标准用户坐标系，然后每次拍摄两个标记点(MARK1、MARK2)后，建立一个实际用户坐标系，两者偏角的差值即为便偏移角度。

实际用户坐标系偏角C1计算公式为：

C1＝arctan((MARK2.Y-MARK1.Y)/(MARK2.X-MARK1.X))

标准用户坐标系偏角C0计算公式为：

C0＝arctan((MARKDIST2.Y-MARKDIST1.Y)/(MARKDIST2.X-MARKDIST1.X))

偏移角度△C：△C＝C1–C0

在得到角度偏差后，可以基于角度偏差来建立用户坐标系，那么在放置工件时，是在建立的考虑了偏移角度后的用户坐标系中进行放置，可以使得工件的贴放更加准确。例如，可通过以下方式建立用户坐标系：

MC＝MC1-MC2(MC为偏移角度△C，MC1为实际用户坐标系偏角C1，MC2为标准用户坐标系偏角C0。)

WKWD11＝TRANS(MARK1.X,MARK1.Y,0,MC)(即，以MARK1为原点建立用户坐标系WKWD11，偏角是MC。)

WKWD12＝TRANS(MARK2.X,MARK2.Y,0,MC)(即，以MARK2为原点建立用户坐标系WKWD12，偏角是MC。)

获得工件贴放位的坐标后，可以在建立的用户坐标系(WKWD11或WKWD12)中通过编程将工件工具坐标置为贴放位的坐标即可控制机械手5将工件贴放到工件贴放位上。当然，对于在贴放工件时究竟选择哪个标记点对应的用户坐标系来贴放，本公开实施例不作限定，通常为了提升放置的准确性，可以选择距离工件贴放位较近的标记点的用户坐标系来放置工件。

在贴放工件时，例如可以通过下列语句实现：

WX＝PUTLIAO.X+BU.X

WY＝PUTLIAO.Y+BU.Y

WZ＝PUTLIAO.Z+BU.Z

WC＝PUTLIAO.C+BU.C

TIE＝POINT(WX,WY,WZ,WC)

MOVE TIE WITH WORK＝WKWD11

即，控制机械手5在用户坐标系WKWD11下移动至工件贴放位TIE。其中，PUTLIAO.XYZC表示工件贴放位与MARK1在各方向上的相对位置关系，BU.XYZC为实际应用中根据需要进行的手动补偿(具体的值可根据需要人工调整)，TIE为各相对距离结合成的点为坐标。

请继续参见图4，完成放置后，是以工件的工具坐标点与产品的贴放位重合，而不是以机械手的法兰中心为参考，这样使得工件的放置更为准确。

本公开实施例中，机械手5取工件后，先在固定相机8上方对所取的工件进行成像，进而获取工件的工件工具坐标，机械手5再移动至产品上方，对预先设置好的两个标记点进行成像，从而得到标记点的世界坐标，根据已知的工件贴放位与两个标记点之间的位置关系，可以得出产品上的工件贴放位的坐标，将工件工具坐标置为工件贴放位的坐标，机械手5即可实现将工件移动到工件贴放位进行贴放。本公开实施例中，由于标记点可以是成形或固定在产品上的简单形状，易于相机捕捉，可以有效避免因毛刺和公差导致的贴放偏差，同时，采用相对距离的方式来找工具贴放位，获取的贴放位坐标更加准确，可以满足因色差、对比度不明显等无法准确视觉定位的贴放位的工件贴放，工件贴放的效果较好。

可选地，在本公开实施例中，如图1所示，工作台1上还设置有废料收集盒11，用于收集位置或角度偏移过大的工件。

为了避免振动送料器4的振动影响贴放工件的精度，在本公开实施例中，如图1所示，振动送料器4与工作台1分离，即振动送料器4独立于工作台1，不安装到工作台1上。

在本公开实施例中，如图5所示，振动送料器4包括振动发生器41和振动盘42，振动盘42安装在振动发生器41上，振动盘42包括盘面421和设置在盘面421周围的螺旋料道422。

本公开实施例中，振动送料器4的送料原理为：将工件(例如金属片)倒入振动盘42内，振动发生器41产生的振动可以使安装在上方的振动盘42作绕其垂直轴的扭摆振动，工件由于该扭摆振动产生离心力，沿螺旋料道422上升，直至到达取料位。

在本公开实施例中，如图5至图7所示，振动送料器4还包括光电感应器43，该光电感应器43用于识别螺旋料道422上的来料为正面朝上还是反面朝上，螺旋料道422的底面上开设有第一吹气孔4221，第一吹气孔4221下方可以连接有第一气管(未示出)，当光电感应器43识别到来料为反面朝上时控制第一气管通气，从而使第一吹气孔4221向上吹气，将反面朝上的工件吹起，使其重新落回到盘面421内，确保来料始终正面朝上。

为了确保第一吹气孔4221将反面朝上的工件吹气，在本公开实施例中，光电感应器43的焦点恰好投射在第一吹气孔4221上。在其他可能的实施方式中，光电感应器43的焦点也可以投射在第一吹气孔4221的附近。

光电感应器43可以通过任意适当的方式安装到振动送料器4上。在本公开实施例中，如图5所示，振动送料器4还包括光电感应器支架44，光电感应器支架44设置在振动盘42的外侧，光电感应器43安装在光电感应器支架44上。

在本公开中，光电感应器43例如为颜色感应器。当工件为金属片时，工件的正反两面颜色有轻微差别，通过颜色感应器能够准确识别出工件是正面朝上还是反面朝上。

为了确保到达取料位的工件角度一致，便于后续机械手的拾取，在本公开实施例中，如图6和图7所示，螺旋料道422的底面上还开设有用于筛选来料角度的第二吹气孔4222，该第二吹气孔4222将来料角度不对(与预设角度不同)的工件吹气，使其重新落入盘面421内，并且放过来料角度正确(与预设角度相同的)工件。第二吹气孔4222的下方可以连接有第二气管(未示出)，该第二气管一直保持通气状态，从而使第二吹气孔4222一直吹气。

具体地，在本公开实施例中，第二吹气孔4222可以开设在这样的位置：该位置可以保证来料角度正确的工件不经过第二吹气孔4222，来料角度不正确的工件经过第二吹气孔4222。图6示出了来料角度正确的工件12，该工件12在经过螺旋料道22时不会覆盖到第二吹气孔222，因此不会被第二吹气孔222吹落到盘面21内。图7示出了来料角度不正确的工件12，该工件12在经过螺旋料道22时会覆盖到第二吹气孔222，因此会被第二吹气孔222吹落到盘面21内。

为了保证到达取料位的工件不会重叠，在本公开实施例中，螺旋料道422的内侧壁4223至少有一段的高度不超过单个工件的高度，由此当出现两个工件上下叠加的情况时，经过该段内侧壁时，位于上方的工件会跌落，落入盘面421内。具体地，螺旋料道422的内侧壁4223至少有一段的高度不超过0.01mm。这里，螺旋料道422的内侧壁4223是指螺旋料道的靠近盘面中心的侧壁。

为了便于机械手取料，在本公开实施例中，如图5所示，振动送料器4还包括到位感应器45，该到位感应器45用于检测取料位上是否有工件，并根据检测结果控制振动发生器41启停。具体地，当到位感应器45检测到取料位上有工件时，振动发生器41停止振动；当取料位上的工件被取走后，振动发生器41重新振动送料。

为了便于检测，在本公开实施例中，取料位上设有通孔4224，到位感应器45设置在通孔4224下方，到位感应器45发出的信号穿过通孔4224到达工件。

到位感应器45可以通过任意适当的方式安装到振动送料器4上。在本公开实施例中，振动送料器4还可以包括到位感应器支架46，到位感应器支架46与螺旋料道422相连，到位感应器45安装在到位感应器支架46上。

综上所述，采用本公开实施例的振动送料器4，可以实现正面朝上、角度一致、单个连续的稳定来料。

在本公开实施例中，如图8和图9所示，吸嘴组件6包括驱动装置、滑轨63、上滑块64、下滑块65、弹性件、吸嘴66，上滑块64和下滑块65配合在滑轨63上，驱动装置用于驱动上滑块64沿滑轨63上下移动，吸嘴66安装在下滑块65上，上滑块64与下滑块65柔性连接，弹性件设置在上滑块64和下滑块65之间。

工作时，驱动装置驱动上滑块64沿滑轨63向下移动，下滑块65在自身重力作用下也随上滑块64一起沿滑轨63向下移动，上滑块64和下滑块65之间的距离保持不变。当吸嘴66碰到工件时，上滑块64与下滑块65之间的距离缩短，下滑块65相对于上滑块64向上移动，上滑块64与下滑块65之间的弹性件压缩，实现缓冲功能。当吸嘴66与工件分离时，下滑块65在自身重力和弹力共同作用下复位。

在本公开中，通过设置滑轨63和滑块，能够保证吸嘴66在取放料过程中不会产生摇晃，提高精度；通过设置在两个滑块之间设置弹性件，能够实现柔性缓冲功能。以此方式，使得本公开实施例的吸嘴组件6既能实现缓冲功能，又能获得高精度。

在本公开中，可以通过多种方式实现上滑块64和下滑块65的柔性连接。例如，可以通过伸缩杆连接上滑块64和下滑块65，当吸嘴66未碰到工件时，伸缩杆在下滑块65的重力作用下被拉伸至最大长度；当吸嘴66碰到工件时，下滑块65相对于上滑块64向上移动，伸缩杆缩短。再例如，可以通过柔性绳连接上滑块64和下滑块65，当吸嘴66未碰到工件时，柔性绳在下滑块65的重力作用下被张紧；当吸嘴66碰到工件时，下滑块65相对于上滑块64向上移动，柔性绳松弛。

在本公开实施例中，如图9至图11所示，吸嘴组件6可以包括连接杆67，连接杆67穿设于上滑块64，连接杆67的下端固定于下滑块65，连接杆67的上端形成有用于阻止上滑块64从连接杆67上脱开的限位凸台671，通过连接杆67实现上滑块64和下滑块65的柔性连接。当吸嘴66未碰到工件时，在下滑块65的重力作用下，限位凸台671与上滑块64的顶面642接触，连接杆67被限位，下滑块65也和连接杆67一起被限位，此时上滑块64和下滑动之间没有相对运动；当吸嘴66碰到工件时，下滑块65相对于上滑块64向上移动，连接杆67也相对于上滑块64向上运动，限位凸台671与上滑块64的顶面642脱离。

如图9至图11所示，上滑块64形成有供连接杆67穿过的过孔641，为了保证上滑块64和下滑块65相对运动时不发生卡滞，过孔641的直径可以大于连接杆67的直径，以使连接杆67与过孔641形成间隙配合。

弹性件可以为任意适当的类型，例如可以为弹性橡胶。在本公开实施例中，弹性件可以为套设在连接杆67上的弹簧68。

为了简化结构、降低成本，在本公开实施例中，如图10所示，连接杆67可以为螺钉。在这种情况下，限位凸台671为所述螺钉的螺钉头，下滑块65上设置有与所述螺钉相配合的螺纹孔。

驱动装置可以为任意适当的类型，例如直线电机。在本公开实施例中，如图8所示，驱动装置可以气缸61，吸嘴组件6还可以包括固定块62，滑轨63的上端固定于固定块62，气缸61的缸体也固定于固定块62，气缸61的活塞杆连接于上滑块64。

进一步地，在图8所示实施方式中，固定块62装有四个滑轨63，每个滑轨63上安装有上滑块64和下滑块65，每个下滑块65上安装有一个吸嘴66。通过集成多个滑轨63，使得吸嘴组件6可以一次高效吸取多个工件。

为了限制上滑块64的下极限位置，防止工件被压坏，在本公开实施例中，吸嘴组件6还包括用于限制上滑块64的下极限位置的限位块69，该限位块69固定于滑块。取料时，驱动装置驱动上滑块64向下移动，直至上滑块64与限位块69接触。

在本公开中，优选地，吸嘴66可以为陶瓷材质。陶瓷具有高硬度、不会磁化、易加工成小尺寸工件等优势，非常适于作为吸嘴66的材质。

进一步地，为了适于吸附金属片状工件，吸嘴66的横截面可以呈矩形。

在本公开实施例中，如图1所示，工作台1上设置有两个导轨2和两个机械手5，每个导轨2上安装有各自的治具3，每个机械手5上安装有各自的吸嘴组件6，工作台1的两侧均设置有振动送料器4，分别与两个机械手5相配合。当其中一个导轨2上的产品中的工件放置完成，滑出工件上料位，另一个导轨2将准备放置工件的产品送进工件上料位，确保工作台上时刻有产品在放置工件。工件贴放位不规则地分布在产品左右两边，两个机械手分别交错上料，左边机械手装产品左边的工件，右边机械手装产品右边的工件，保证机械手满载运行，减少待料时间。同时移动相机9拍摄产品标记点，固定相机8拍摄工件，最终实现高效高精度取放工件。

以下简要描述本公开实施例的一种工件取放系统的工作过程。

人工取产品装入治具3，检测装置7确认治具放置正确后，电机驱动治具3移动到工件上料位等待上料；同时，振动送料器4将工件送到取料位后，机械手5移动到振动送料器4上方，带动吸嘴组件6到取料位，此时真空组件10开启真空吸取工件；取完工件后机械手5移动到固定相机8正上方位拍照，视觉定位系统通过拍照识别工件的位置和角度，拍完后如果识别出工件的位置或角度偏移过大，就将工件丢到废料收集盒11中，重复取工件-拍照动作；如果工件的位置和角度都满足要求，机械手5继续移动到产品上方，用移动相机9拍产品中的标记点，视觉定位系统通过相机确定产品上的工件贴放位的坐标；拍照完毕，吸嘴组件6将吸住的工件放到工件贴放位上，当产品所有工件都取放完成，电机驱动治具移动到产品上料位，产品的工件上料完成。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (18)

1.一种工件取放系统，其特征在于，包括：

工作台(1)；

导轨(2)，设置在所述工作台(1)上；

治具(3)，安装在所述导轨(2)上且能够沿所述导轨(2)移动；

振动送料器(4)，用于输送工件；

机械手(5)，设置在所述工作台(1)上；

吸嘴组件(6)，安装在所述机械手(5)上，用于从所述振动送料器(4)的取料位取走工件，并将工件贴放到装夹在所述治具(3)上的产品上。

2.根据权利要求1所述的取放系统，其特征在于，所述取放系统还包括电机，所述电机用于驱动所述治具(3)在产品上料位和工件上料位之间移动，其中，所述产品上料位在所述机械手(5)的行程范围之外，所述工件上料位在所述机械手(5)的行程范围之内。

3.根据权利要求2所述的取放系统，其特征在于，所述取放系统还包括检测装置(7)和控制器，所述检测装置(7)用于在所述治具(3)处于产品上料位时检测所述治具(3)上是否有产品装夹到位，所述控制器用于根据检测结果控制所述电机工作。

4.根据权利要求1所述的取放系统，其特征在于，所述取放系统还包括固定相机(8)和移动相机(9)，所述固定相机(8)安装在所述工作台(1)上，用于对所述吸嘴组件(6)吸取的工件进行图像采集；所述移动相机(9)安装在所述机械手(5)上，用于对产品上的两个标记点进行图像采集。

5.根据权利要求1所述的取放系统，其特征在于，所述振动送料器(4)与所述工作台(1)分离。

6.根据权利要求1所述的取放系统，其特征在于，所述振动送料器(4)包括振动发生器(41)、振动盘(42)和光电感应器(43)，所述振动盘(42)安装在所述振动发生器(41)上，所述振动盘(42)包括盘面(421)和设置在所述盘面(421)周围的螺旋料道(422)，所述螺旋料道(422)的底面上开设有第一吹气孔(4221)，所述光电感应器(43)用于识别所述螺旋料道(422)上的来料为正面朝上还是反面朝上，并根据识别结果控制所述第一吹气孔(4221)吹气或不吹气。

7.根据权利要求6所述的取放系统，其特征在于，所述光电感应器(43)的焦点投射在所述第一吹气孔(4221)上。

8.根据权利要求6所述的取放系统，其特征在于，所述螺旋料道(422)的底面上还开设有用于筛选来料角度的第二吹气孔(4222)。

9.根据权利要求8所述的取放系统，其特征在于，所述第二吹气孔(4222)设置为使得来料角度正确的工件不经过所述第二吹气孔(4222)，使得来料角度不正确的工件经过所述第二吹气孔(4222)。

10.根据权利要求6所述的取放系统，其特征在于，所述螺旋料道(422)的内侧壁(4223)至少有一段的高度不超过0.01mm。

11.根据权利要求6所述的取放系统，其特征在于，所述振动送料器(4)还包括到位感应器(45)，所述到位感应器(45)用于检测所述螺旋料道(422)上的取料位是否有工件，并根据检测结果控制所述振动发生器(41)启停。

12.根据权利要求11所述的取放系统，其特征在于，所述取料位设有通孔(4224)，所述到位感应器(45)设置在所述通孔(4224)下方。

13.根据权利要求1所述的取放系统，其特征在于，所述吸嘴组件(6)包括驱动装置、弹性件、滑轨(63)、上滑块(64)、下滑块(65)、吸嘴(66)，所述上滑块(64)和下滑块(65)配合在所述滑轨(63)上，所述上滑块(64)和下滑块(65)柔性连接，所述驱动装置用于驱动所述上滑块(64)沿所述滑轨(63)上下移动，所述吸嘴(66)安装在所述下滑块(65)上，所述弹性件设置在所述上滑块(64)和下滑块(65)之间。

14.根据权利要求13所述的取放系统，其特征在于，所述吸嘴组件(6)还包括连接杆(67)，所述连接杆(67)穿设于所述上滑块(64)，所述连接杆(67)的下端固定于所述下滑块(65)，所述连接杆(67)的上端形成有用于阻止所述上滑块(64)从所述连接杆(67)上脱开的限位凸台(671)。

15.根据权利要求14所述的取放系统，其特征在于，所述弹性件为套设在所述连接杆(67)上的弹簧(68)。

16.根据权利要求13所述的取放系统，其特征在于，所述吸嘴组件(6)包括固定块(62)，所述固定块(62)安装在所述机械手(5)上，所述固定块(62)上安装有多个所述滑轨(63)，每个滑轨(63)上安装有所述上滑块(64)和所述下滑块(65)，每个下滑块(65)上安装有一个吸嘴(66)，所述驱动装置为气缸(61)，所述气缸(61)的缸体安装在所述固定块(62)上，所述气缸(61)的活塞杆连接于所述上滑块(64)。

17.根据权利要求13所述的取放系统，其特征在于，所述吸嘴(66)为陶瓷材质。

18.根据权利要求13所述的取放系统，其特征在于，所述吸嘴(66)的横截面呈矩形。