CN110861893B - 制件上件装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制件上件装置，其包括控制器，还包括对制件进行导向和定位的固定机构，驱使固定机构上的制件进行升降和水平输送的移动机构，以及位于制件流向末端以对制件进行举升的举升机构；其中，固定机构包括机架，以及沿制件流向设于机架上多个对制件进行支撑的支撑单元；移动机构包括可承载制件并使制件升降的升降单元，以使制件依次落座于各支撑单元上。本发明的制件上件装置通过固定机构将制件导向到定位单元上，然后通过移动机构对制件进行升降和水平输送，进而使制件依次落座在支撑单元上进行输送，最后通过举升机构将制件进行举升以便于机器人手抓取，实现制件的全自动上件，从而提高生产过程中的安全性和生产产能。

Description

制件上件装置

技术领域

本发明涉及上件装置技术领域，特别涉及一种制件上件装置。

背景技术

焊装车间中线体的可动率和生产节拍是衡量一个成功线体重要条件，而上件工位是实现这两个指标关键因素之一。现有技术中，根据空间大小和产品布局，上件工位通常采用人工上件的方法。

在将制件上件到主焊线时，需要人工将制件放至固定定位置台上，再通过机器人抓手对制件进行抓取，由于机器人抓手处与人工头顶位置相当，在抓取过程中对人身的危险系数较高。而为了保证生产过程中人员的人身安全，在进行制件上件时，通常设置机器人处于等待状态，进而降低了线体生产节拍，从而导致线体产能降低。此外，固定定位置台无缓冲工位，当人工对制件进行放置时，会因制件轻微倾斜而导致制件便无法顺利放入到固定定位置台上，此时生产主线体即会停线，进而影响对制件的加工。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种制件上件装置，以能够自动对制件进行上件，进而提高生产过程中的安全性和生产产能，并具有传输缓冲的效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种制件上件装置，包括控制器，还包括：

固定机构，包括机架，并于所述机架上设有沿制件流向布置的多个支撑单元，且于各所述支撑单元处设有引导所述制件定位于相应的所述支撑单元处的定位单元；

移动机构，沿所述制件流向导向滑动于所述机架上，所述移动机构包括可承载所述制件、并驱使所述制件升降的升降单元，以及与所述机架相连、以驱使所述移动机构滑动的驱动单元；所述驱动单元和所述升降单元分别与所述控制器相连，以承接于所述控制器的控制信号，使所述制件依次落座于各所述支撑单元上，而构成对所述制件的沿所述制件流向的输送；

举升机构，于所述制件流向的末端设于所述机架上，所述举升机构包括可承载所述移动机构输送的所述制件的承载单元，以及与所述控制器连接、而可承接所述控制器的控制信号、以举升所述承载单元承载的所述制件的举升单元。

进一步的，所述定位单元包括于各所述支撑单元处设置在所述机架上的固定导向杆。

进一步的，于所述制件流向始端的所述支撑单元处还设有与所述固定导向杆相对布置的移动导向杆组件，且所述移动导向杆组件包括转动设于所述机架上的移动导向杆，以及设于所述移动导向杆和所述机架之间、并与所述控制器相连、以驱使所述移动杆转动的驱动部。

进一步的，于所述移动导向杆和所述机架之间设有使所述移动导向杆定位于导向位置的限位单元；所述限位单元包括固定于所述机架上的具有限位平面的平面限位块，以及相对于所述移动导向杆固定布置、并具有限位球面的球面限位块，且所述球面限位块因随所述移动导向杆的转动，可使所述限位球面与所述限位平面相接，而构成对所述移动导向杆的限位。

进一步的，所述移动机构包括滑动于所述机架上的框架，所述升降单元包括设于所述框架上的举升部，以及连接于所述举升部动力输出端的举升台架；于所述举升台架上设有支托所述制件的支托单元，并于所述支托单元处设有引导所述制件定位于相应的所述支托单元处的第一导向定位单元。

进一步的，所述支托单元为沿所述框架滑动方向排布于所述举升台架上的多个，且相邻所述支托单元间的距离与相邻所述支撑单元间的距离相同。

进一步的，所述举升单元设置在所述机架上，所述承载单元位于所述举升单元的动力输出端，并于所述承载单元上设有引导所述制件定位于相应的所述承载单元处的第二导向定位单元，且所述第二导向定位单元与所述第一导向定位单元的结构相同。

进一步的，所述第一导向定位单元包括固定于所述举升台架上的制件导向杆，以及位于所述举升台架上的至少一个制件定位销，且所述制件定位销的高度小于所述制动导向杆。

进一步的，在所述机架上，于所述制件流向的始末端分别设有固定限位块，在所述移动机构的滑动方向的两端分别设有可与对应端的所述固定限位块相抵接的移动限位块；相邻于两端的所述固定限位块或移动限位块，于所述机架或移动机构上还设有可先于所述固定限位块和所述移动限位块的相接、而与所述移动机构或所述移动机构相接的弹性缓冲单元。

进一步的，于所述支撑单元和所述承载单元至少其一处设有与所述控制器连接、以检测所述制件有无的制件感应单元。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的制件上件装置，通过固定机构将制件进行导向到定位单元上，然后通过移动机构对制件进行升降和水平输送，进而使制件依次落座在支撑单元上进行输送，最后通过举升机构将制件进行举升以便于机器人手抓取，实现制件的全自动上件，提高生产过程中的安全性和生产产能。并通过移动机构将制件依次落座于各支撑单元上，可使制件的沿制件流向的输送，进而在制件停止上件时，机器人手还可对装置上已放置的制件进行抓取，起到传输缓冲的效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的制件上件装置的结构示意图；

图2为发明实施例所述的固定机构的示意图；

图3为图2中A部分的局部放大图；

图4为本发明实施例所述的移动导向杆组件的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的移动机构的结构示意图；

图6为图5中B部分的局部放大图；

图7为本发明实施例所述的举升机构的结构示意图；

附图标记说明：

1-固定机构，101-机架，102-弹簧，103-固定限位块，104-底板，105-移动导向杆组件，1051-移动导向杆，1052-调整垫片，1053-球面限位块，1054-平面限位块，1055-第一气缸安装支架，1056-移动导向杆安装支架，106-固定导向杆，2-移动机构，201-举升台架，202-移动限位块，203-连接块，204-框架，205-制件导向杆，206-第一制件定位销，207-第二制件定位销，3-举升机构，301-升降台架，302-第二导向定位单元，4-支撑块，5-接近传感器，6-第一气缸，7-导向套，8-导向柱，9-第二气缸，10-第三气缸，11-第四气缸。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本实施例中所提到的术语“第一、第二、第三、第四”等是为了描述方便，并不构成对本实施例的限制。而本实施例涉及的左、右、上、下等方位名词，同样是为了便于描述而基于图示状态下的用语，而不应理解为构成对本实施例所述结构的限定。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种制件上件装置，其整体结构上包括控制器，还包括对制件进行导向和定位的固定机构，驱使固定机构上的制件进行升降和水平输送的移动机构，以及位于制件流向末端以对制件进行举升的举升机构。

其中，固定机构包括机架，并于机架上设有沿制件流向布置的多个对制件进行支撑的支撑单元，且于各支撑单元处设有引导制件定位于相应的支撑单元处的定位单元。移动机构沿制件流向导向滑动于机架上，该移动机构包括可承载制件、并驱使制件升降的升降单元，以及与机架相连、以驱使移动机构滑动的驱动单元。驱动单元和升降单元分别与控制器相连，以承接于控制器的控制信号，使制件依次落座于各支撑单元上，而构成对制件的沿制件流向的输送。举升机构设于机架上制件流向的末端，该举升机构包括可承载移动机构输送的制件的承载单元，以及与控制器连接、而可承接控制器的控制信号、以举升承载单元承载的制件的举升单元。

本实施例的制件上件装置，通过固定机构将制件进行导向到定位单元上，然后通过移动机构对制件进行升降和水平输送，进而使制件依次落座在支撑单元上进行输送，最后通过举升机构将制件进行举升以便于机器人手抓取，实现制件的全自动上件，提高生产过程中的安全性和生产产能。并通过移动机构将制件依次落座于各支撑单元上，可使制件的沿制件流向的输送，进而在制件停止上件时，机器人手还可对装置上已放置的制件进行抓取，起到传输缓冲的效果。

基于以上的整体设计思想，本实施的制件上件装置的一种示例性结构如图1所示，具体的，前述的控制器可采用现有的PLC控制器或单片机等控制器件，以能够对其进行编程，进而输出自动控制指令。固定机构1包括机架101，并在机架101的底部焊接有六个角座，且在各角座上安装有地脚膨胀螺钉以将机架101固定在地面上。如图2和图3中所示，为了对制件进行支撑，在机架101上设有沿制件流向布置的多个支撑单元，每个支撑单元又包括多个固设于机架101两侧的支撑块4。

如图2中所示，本实施例中，为了引导制件定位到各支撑单元上，靠近于各支撑块4在机架101上分别安装有固定导向杆106，并于各固定导向杆106的自由端形成有背离制件的弯曲。如此设置，在制件接触到固定导向杆106时，可先经由固定导向杆106上的弯曲段进行导向，进而引导制件顺着固定导向杆106而移动到动支撑单元上。

进一步的，为了便于将制件导向到位于机架101始端的支撑单元上，在制件流向始端的支撑单元处还设有与固定导向杆106相对布置的移动导向杆组件105，固定导向杆106与移动导向杆组件105的位置参照图2和图3。该移动导向杆组件105包括转动设于机架101上的移动导向杆1051，以及设于移动导向杆1051和机架101之间、并与控制器相连、以驱使移动杆转动的驱动部。在控制器的控制下，驱动部可驱动移动导向杆1051转动，进而可引导制件移动到始端的支撑单元上，从而可与固定导向杆106相互配合共同对制件进行导向。

移动导向杆组件105的具体结构参照图4中所示，本实施例中的驱动部为第一气缸6，为了便于第一气缸6和移动导向杆1051的安装，该移动导向杆组件105还包括一端固设在机架101上的第一气缸安装支架1055，在第一气缸安装支架1055的另一端转动设有移动导向杆安装支架1056。前述的第一气缸6的一端安装在移动导向杆安装支架1056上，另一端安装在第一气缸安装支架1055上。并且，相对于第一气缸6，移动导向杆1051转动安装在移动导向杆安装支架1056的另一侧。此外，为了便于对移动导向杆1051的调整，在移动导向杆1051与移动导向杆安装支架1056之间还设有调整垫片1052。

本实施例中，为了对转动过程中的移动导向杆1051进行限位，在移动导向杆1051和机架101之间设有使移动导向杆1051定位于导向位置的限位单元。该限位单元包括固定于机架101上的具有限位平面的平面限位块1054，以及相对于移动导向杆1051固定布置、并具有限位球面的球面限位块1053，且球面限位块1053因随移动导向杆1051的转动，可使限位球面与限位平面相抵接，从而构成对移动导向杆1051的限位。

此外，通过球面限位块1053与平面限位块1054的接触面积小，还可减小因碰撞和摩擦而造成的磨损。该限位单元的具有结构参照附图4中所示，靠近于移动导向杆安装支架1056，在气缸安装支架上外凸形成有凸台，前述的球面限位块1053固设于凸台上朝向移动导向杆安装支架1056的侧面上。对应于球面限位块1053，平面限位块1054固设在移动导向杆安装支架1056上。

如图2中所示，靠近于始端支撑单元上靠内设置的两支撑块4，在机架101上固设有两个接近传感器5，该接近传感器5与控制器连接、以检测制件有无的制件，并将检测制件到位后的信号发送到控制器。如此设置，可实现制件的自动上件，避免因人工上件时机器人的等待，从而提高生产效率，同时还能够提高人工操作的安全性。

本实施例的固定机构1在使用时，首先，机器人抓手将制件从存放框中抓起，并将制件放在位于始端的支撑单元上。然后，接近传感器5感应到制件到位后向控制器发出信号，控制器收到信号后驱动第一气缸6，进而驱动移动导向杆1051向右侧转动，球面限位块1053和平面限位块1054接触，移动导向杆1051停止转动。再然后，制件通过移动导向杆组件105和固定杆进行导向定位，完成制件的在支撑单元上的支撑，制件进入移动机构2。最后，第一气缸6带动移动导向杆1051向左转动，为下一个制件的导入做准备。

如图5中所示，在机架101的底部固设有底板104，并在底板104上构造有沿底板104长度方向延伸设置的两条导轨。前述的移动机构2包括滑动设在底板104上的框架204，并在底板104的一侧通过连接块203连接有第二气缸9，前述的驱动单元即为第二气缸9。在第二气缸9的驱动下，框架204具有沿着底板104上导轨的滑动，进而带动下述的举升台架201在相对于机架101在水平方向上往复运动。

为了对水平输送中的框架204进行限位，在机架101上，于制件流向的始末端分别设有固定限位块103，在框架204的滑动方向的两端分别设有可与对应端的固定限位块103相抵接的移动限位块202。而且，为了提高固定限位块103和移动限位块202的使用效果，相邻于两端的固定限位块103，在底板104上还设有可先于固定限位块103而与移动限位块202的相接的弹性缓冲单元。本实施例中的弹性缓冲单元优选为弹簧102，此处，弹性缓冲单元还可设置在框架204上，先于移动限位块202而与固定限位块103接触。

前述的升降单元包括设于框架204上的举升部，以及连接于举升部动力输出端的举升台架201。并于举升台架201上设有支托制件的支托单元，于支托单元处设有引导制件定位于相应的支托单元处的第一导向定位单元。

具体地，参照图5，本实施例中的举升部包括垂直设于底板104上的第三气缸10，以及连接于第三气缸10驱动并可对举升台架201上下运动进行导向的导向组件。该导向组件包括垂直设于底板104和举升台架201之间的至少两根的导向柱8，以及滑动套设于各导向柱8上的导向套7。

继续结合图5，本实施例中的支托单元为沿框架204滑动方向排布于举升台架201上的多个，并且各支托单元和前述的支撑单元一致，均由多块固设在举升台架201上的支撑块4组成。同时设置相邻支托单元间的距离与相邻支撑单元间的距离相同，以保证制件在支撑单元移动到支托单元的过程中制件位置的精确度。当然，根据具体的使用需求，前述的框架204除了可采用图5中的两个相连分体式框架204的组合，也可采用整体式框架204。

结合图5和图6，本实施例中，靠近于制件四角的支撑块4，在举升台架201上还设有引导制件定位于相应的支托单元处的第一导向定位单元，该第一导向定位单元包括固定于举升台架201上的制件导向杆205，以及位于举升台架201上的至少一个制件定位销。

仍如图6中所示的，本实施例中的制件定位销包括靠近于支托单元左侧制件导向杆205，固设在举升台架201两侧的第一制件定位销206，以及设于第一制件定位销206右侧的第二制件定位销207。设置第一制件定位销206和第二制件定位销207可使举升台架201具有对两种不同制件进行举升的功能，进而提高制件上件装置的利用率。同时，为了避免制件定位销影响制件导向杆205对制件的导向，本实施例中，设置制件导向杆205的高度大于制动定位销。当然，第一导向定位单元，除了为制件定位杆外，还可为具有导向功能的定位块。

通过移动机构2将制件依次落座于各支撑单元上，可使多个制件同时输送，进而在制件停止上件时，机器人手还可对装置上已放置的制件进行抓取，起到传输缓冲的效果，进而避免因人工上件异常而造成整个生产线停线。

本实施例的移动机构2在使用时，首先，接近传感器5将支撑单元内的制件到位后的信号传送给控制器，控制器驱动第二气缸9运行，进而带动举升台架201向上运动，举升台架201上的制件导向杆205对制件进行导向，第一制件定位销206伸入到制件上,以对制件进行定位直至升降单元里的支撑块4将制件托起，制件离开支撑单元中的支撑块4，当制件高度高于制件导向杆205后，制件的托起完成。

然后，第三气缸10运行，通过连接块203带动框架204沿着导轨向右滑动，底板104上的弹簧102对框架204进行缓冲，移动限位块202和固定限位块103相抵接，框架204移动到位。接着，第二气缸9带动举升台架201下降，下一支撑单元上的制件导向杆205对制件进行导向，使制件下降，再由第一制件定位销206对制件进一步的进行定位，制件放置在支撑单元的支撑块4上，此时第二气缸9带动举升台架201继续下降，上一支撑单元上的第一制件定位销206和制件导向杆205依次离开制件，直至举升台架201完全处于制件的下方。

随着举升台架201下降到位，第二气缸9通过连接块203带动框架204向左滑动，底板104上的弹簧102对框架204上的移动限位块202进行缓冲后，固定限位块103与移动限位块202抵接，框架204向左滑动到位。如此循环，直至制件由机架101的最左端支撑单元移动到最右端支撑单元，进而使制件进入下述的举升机构3。

如图7中所示，本实施例中的举升机构3上的举升单元为设在机架101上的第四气缸11，以及设置在机架101上的导向组件，并在第四气缸11的动力输出端连接有升降台架301。此处导向组件的结构和工作原理与移动机构2中的导向组件一致，在此不再赘述。为了实现对制件的承托，在升降台架301上设有承载单元，该承载单元与固定机构1中支撑单元的结构相同，均由多块固定在升降台架301上的支撑块4组成。

本实施例中，为了引导制件定位于相应的承载单元内，在承载单元上设有处的第二导向定位单元302，此处，第二导向定位单元302与第一导向定位单元的结构相同，均为制件导向杆205和制件定位销的组合。此外，为了对制件的状态进行自动检查，在承托单元处还设有与控制器连接、以检测制件有无的制件接近传感器5，具体结构上，接近传感器5为靠近于支撑块4而固设在升降台架301上的四个。

本实施例的举升机构3在工作时，首先，接近传感器5对制件是否移动到机架101末端进行检测，将检测到位的信号发送到控制器，控制器开启第四气缸11，进而推动升降台架301向上移动，使升降台架301与机架101之间的距离足够大，以满足机器人抓取制件的空间需求。然后，机器人手对制件进行抓取。最后，第四气缸11带动举升台架201下降到初始位置，对下一个制件进行举升。

除此之外，本实施例中的驱动单元、驱动部举升部和举升单元除了可为前述的气缸外，还可为液压缸或直线电机，其具体设置可参考现有结构，本实施例中不再详述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制件上件装置，包括控制器，其特征在于，还包括：

固定机构(1)，包括机架(101)，并于所述机架(101)上设有沿制件流向布置的多个支撑单元，且于各所述支撑单元处设有引导所述制件定位于相应的所述支撑单元处的定位单元；所述定位单元包括于各所述支撑单元处设置在所述机架(101)上的固定导向杆(106)；

移动导向杆组件(105)，设于所述制件流向始端的所述支撑单元处，并与所述固定导向杆(106)相对布置，且所述移动导向杆组件(105)包括转动设于所述机架(101)上的移动导向杆(1051)，以及设于所述移动导向杆(1051)和所述机架(101)之间、并与所述控制器相连、以驱使所述移动导向杆(1051)转动的驱动部；

移动机构(2)，沿所述制件流向导向滑动于所述机架(101)上，所述移动机构(2)包括可承载所述制件、并驱使所述制件升降的升降单元，以及与所述机架(101)相连、以驱使所述移动机构(2)滑动的驱动单元；所述驱动单元和所述升降单元分别与所述控制器相连，以承接于所述控制器的控制信号，使所述制件依次落座于各所述支撑单元上，而构成对所述制件的沿所述制件流向的输送；

举升机构(3)，于所述制件流向的末端设于所述机架(101)上，所述举升机构(3)包括可承载所述移动机构(2)输送的所述制件的承载单元，以及与所述控制器连接、而可承接所述控制器的控制信号、以举升所述承载单元承载的所述制件的举升单元。

2.根据权利要求1所述的制件上件装置，其特征在于：于所述移动导向杆(1051)和所述机架(101)之间设有使所述移动导向杆(1051)定位于导向位置的限位单元；所述限位单元包括固定于所述机架(101)上的具有限位平面的平面限位块(1054)，以及相对于所述移动导向杆(1051)固定布置、并具有限位球面的球面限位块(1053)，且所述球面限位块(1053)因随所述移动导向杆(1051)的转动，可使所述限位球面与所述限位平面相接，而构成对所述移动导向杆(1051)的限位。

3.根据权利要求1所述的制件上件装置，其特征在于：所述移动机构(2)包括滑动于所述机架(101)上的框架(204)，所述升降单元包括设于所述框架(204)上的举升部，以及连接于所述举升部动力输出端的举升台架(201)；于所述举升台架(201)上设有支托所述制件的支托单元，并于所述支托单元处设有引导所述制件定位于相应的所述支托单元处的第一导向定位单元。

4.根据权利要求3所述的制件上件装置，其特征在于：所述支托单元为沿所述框架(204)滑动方向排布于所述举升台架(201)上的多个，且相邻所述支托单元间的距离与相邻所述支撑单元间的距离相同。

5.根据权利要求3所述的制件上件装置，其特征在于：所述举升单元设置在所述机架(101)上，所述承载单元位于所述举升单元的动力输出端，并于所述承载单元上设有引导所述制件定位于相应的所述承载单元处的第二导向定位单元(302)，且所述第二导向定位单元(302)与所述第一导向定位单元的结构相同。

6.根据权利要求5所述的制件上件装置，其特征在于：所述第一导向定位单元包括固定于所述举升台架(201)上的制件导向杆(205)，以及位于所述举升台架(201)上的至少一个制件定位销，且所述制件定位销的高度小于所述制件导向杆(205)。

7.根据权利要求1所述的制件上件装置，其特征在于：在所述机架(101)上，于所述制件流向的始末端分别设有固定限位块(103)，在所述移动机构(2)的滑动方向的两端分别设有可与对应端的所述固定限位块(103)相抵接的移动限位块(202)；相邻于两端的所述固定限位块(103)或移动限位块(202)，于所述机架(101)或移动机构(2)上还设有可先于所述固定限位块(103)和所述移动限位块(202)的相接、而与所述机架(101)或所述移动机构(2)相接的弹性缓冲单元。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的制件上件装置，其特征在于：于所述支撑单元和所述承载单元至少其一处设有与所述控制器连接、以检测所述制件有无的制件感应单元。

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