CN111017542A - 排料设备及排料方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种排料设备及排料方法，涉及机械制造加工技术领域，主要目的是解决现有技术中存在的产品无序排列会造成损伤的技术问题。该排料设备用于对待转移物品进行收放和排序，包括机架、送料组件、收料组件、抓取组件和与抓取组件固定连接的三轴联动组件，收料组件位于机架上，三轴联动组件经机架固定设置在收料组件上部；抓取组件用于拿取待转移物品，三轴联动组件用于控制抓取组件在送料组件和收料组件之间移动。利用三轴联动组件带动抓取组件将待转移的物品从送料组件处转移到收料组件处并将其按一定的顺序排列起来，避免传统的随机掉落方式可能会产生的物品损失，同时避免人工操作，提高了工作效率。本发明适用于流水线加工。

Description

排料设备及排料方法

技术领域

本发明涉及机械制造加工技术领域，尤其是涉及一种排料设备及排料方法。

背景技术

随着科技的发展，自动化生产已经成为工厂的主流加工方式。芯子产品经生产线加工成型后会随机落入接料装置内，芯子在接料装置内无序排列会造成芯子损伤甚至报废。为了解决该问题，需要增加人工进行排料，这样一方面增大了人们的劳动强度，加大了生产过程中劳动力成本的输出，同时也会影响工作效率，不利于产品的高效率生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种排料设备及排料方法，以解决现有技术中存在的产品无序排列会造成损伤的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种排料设备，用于对待转移物品进行收放和排序，包括机架、送料组件、收料组件、抓取组件和与所述抓取组件固定连接的三轴联动组件，所述收料组件位于所述机架上，所述三轴联动组件经所述机架固定设置在所述收料组件上部；所述抓取组件用于拿取待转移物品，所述三轴联动组件用于控制所述抓取组件在所述送料组件和所述收料组件之间移动。

该排料设备能够利用三轴联动组件带动抓取组件将待转移的物品从送料组件处转移到收料组件处并将其按一定的顺序排列起来，避免传统的随机掉落方式可能会产生的物品损失，同时避免人工操作，提高了工作效率。

在上述技术方案中，优选的，所述抓取组件包括机械手、真空吸盘中的至少一种。

在上述技术方案中，优选的，所述机械手包括固定连接的固定块和夹具，所述夹具的数量为两个，两个所述夹具之间的距离通过调节装置进行调节；

所述调节装置包括滑槽和能沿所述滑槽的长度方向滑动移动的滑块，其中所述滑槽固定设置在所述固定块朝向所述夹具一侧，所述滑块固定设置在所述夹具上，且所述夹具通过所述滑块与所述固定块相连。

当滑块带动夹具沿设置在固定块上的滑槽滑动移动时，两个夹具之间的距离不断变化，因此通过调节滑动件在滑槽内的位置能够有效调节夹具之间的距离，进而实现对物料的拿取和释放。

在上述技术方案中，优选的，所述三轴联动组件包括设置于所述机架上并用于驱动所述抓取组件沿所述收料组件宽度方向移动的X轴机构，设置于所述X轴机构上并用于驱动所述抓取组件沿所述收料组件长度方向移动的Y轴机构，以及设置与所述Y轴机构上并用于驱动所述抓取组件沿垂直方向升降的Z轴机构。

通过沿X轴、Y轴和Z轴三个不同方向设置的三轴联动组件能够带动抓取组件在移动范围内随意活动，从而灵活的拿取并放置待转移物料。

在上述技术方案中，优选的，所述X轴机构包括沿所述收料组件宽度方向设置在所述收料组件外侧的X轴导轨、与所述X轴导轨滑动连接的X轴滑动件以及用于驱动所述X轴滑动件移动的X轴驱动组件，所述Y轴机构和所述Z轴机构均设置于所述X轴滑动件上。

在上述技术方案中，优选的，所述Y轴机构包括沿所述收料组件长度方向设置在所述X轴机构上的Y轴导轨、与所述Y轴导轨滑动连接的Y轴滑动件以及用于驱动所述Y轴滑动件移动的Y轴驱动组件；

所述Z轴机构包括沿垂直方向固定设置在所述Y轴滑动件上的Z轴导轨、与所述Z轴导轨滑动连接的Z轴滑动件以及用于驱动所述Z轴滑动件移动的Z轴驱动组件；

所述抓取组件与所述Z轴滑动件固定连接且其下端面位于所述Z轴滑动件下方。

在上述技术方案中，优选的，所述X轴机构包括两个水平设置的所述X轴导轨，两个所述X轴导轨分别设置在所述收料组件的两侧。

在上述技术方案中，优选的，还包括操作屏，所述操作屏通过支撑板固定设置在所述三轴联动组件上。

在上述技术方案中，优选的，还包括控制装置，所述控制装置用于控制所述抓取组件和三轴联动组件的工作状态。

在上述技术方案中，优选的，所述送料组件包括用于输送或盛放待转移物品的送料件和用于检测所述送料组件上是否放置有待转移物品的传感器，所述传感器与所述控制装置相连。

通过控制装置能够有效的控制抓取组件的工作状态以及三轴联动组件的工作状态，以实现对物料的拿取和释放。在使用时，可以通过传感器来检测物料的位置并驱动三轴联动组件将抓取组件移动至物料所在处。

本发明还提供了一种排料方法，包括上述任一所述的排料设备，使用该排料设备能够实现对待转移物品的自动排放。

通过该方法可以方便的实现对待转移物品的拿取和摆放。

与现有技术相比，本发明提供了一种排料设备，该排料设备利用三轴联动组件以及固定设置在三轴联动组件上的抓取组件能够方便的将待转移组件从送料组件处转移至收料组件处，避免了传统的物料随机掉落、物料之间相互碰撞可能导致的物料报废情况的发生，同时有助于提高加工效率。

本发明优选的技术方案至少还可以产生如下技术效果：

由于带转移物品的形状可能有多种，因此抓取组件可以有多种不同的结构，以适应不同形状待转移物品；同时，三轴联动组件使抓取组件的移动区域更大，便于摆放将芯子等待转移物料摆放在收料组件处。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例排料设备的整体结构示意图；

图2是图1中收料组件、三轴联动组件和抓取组件的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图1中收料组件、三轴联动组件和抓取组件的第二种结构示意图；

图5是图1中三轴联动组件的整体结构示意图；

图6是图1中抓取组件的结构示意图；

图7是本发明中抓取组件的第二种实施例的结构示意图；

图8是图7中抓取组件的分解结构图。

图中：1、机架；2、送料组件；3、收料组件；4、抓取组件；41、固定块；42、夹具；43、滑槽；44、滑块；5、X轴机构；51、X轴导轨；52、X轴滑动件；53、X轴驱动组件；6、Y轴机构；61、Y轴导轨；62、Y轴滑动件；63、Y轴驱动组件；7、Z轴机构；71、Z轴导轨；72、Z轴滑动件；73、Z轴驱动组件；8、操作屏；9、支撑板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

附图1是本发明实施例排料设备的整体结构示意图；从图中可以清楚的看到，该排料设备包括机架、送料组件、收料组件和三轴驱动组件，其中三轴驱动组件上安装有抓取组件，该抓取组件可以在送料组件和收料组件之间活动并将位于送料组件上的待移动物品搬运至位于机架上的收料组件处。

附图2是图1中收料组件、三轴联动组件和抓取组件的结构示意图；此时可以清楚的看到，三轴联动组件中的X轴机构固定设置在机架上，收料组件位于两个平行设置的X轴导轨之间，Y轴机构经固定板结构固定设置在X轴机构上方，Z轴机构沿Y轴机构的长度方向滑动设置，抓取组件位于Z轴机构的下端，当三轴联动组件工作时，抓取组件可以在相应范围内自由移动。

附图3图2是图2的俯视图；可以看出，X轴导轨和Y轴导轨的长度大于收料组件的长和宽，因此抓取组件可以在三轴联动组件的带动下移动至收料组件的任意位置上。

附图4是图1中收料组件、三轴联动组件和抓取组件的第二种结构示意图；此时，与图2的区别在于，图中的两个X轴导轨的高度一致。

附图5是图1中三轴联动组件的整体结构示意图；可以看出，X轴导轨可以直接或通过一X轴支撑板固定在机架组件上，Y轴导轨沿水平方向经X轴滑动件与X轴导轨相连，Z轴导轨固定设置在Y轴滑动件上。

附图6是图1中抓取组件的结构示意图；此时该抓取组件为真空吸盘式结构，在工作时通过真空装置产生的真空将相应的物料吸附在吸盘上，从而实现对物料的抓取。

附图7是本发明中抓取组件的第二种实施例的结构示意图；此时，该抓取组件为机械手结构，包括固定块和夹具，其中夹具的数量为两个，通过调节两个夹具之间的距离来实现对待转移物料的拿取。

附图8是图7中抓取组件的分解结构图；从图中可以清楚的看出，固定块的下表面设置有两个滑槽，滑槽沿固定块的长度方向设置；夹具的上端设置有与滑槽相配合的滑动件，在使用时，滑动件沿滑槽滑动移动，从而调节两个夹具之间的距离，实现对物料的夹持和释放。

如图1-8所示，本发明提供了一种一种排料设备，用于对待转移物品进行收放和排序，包括机架1、送料组件2、收料组件3、抓取组件4和与抓取组件4固定连接的三轴联动组件，收料组件3位于机架1上，三轴联动组件经机架1固定设置在收料组件3上部；抓取组件4用于拿取待转移物品，三轴联动组件用于控制抓取组件4在送料组件2和收料组件3之间移动。

该排料设备能够利用三轴联动组件带动抓取组件4将待转移的物品从送料组件2处转移到收料组件3处并将其按一定的顺序排列起来，避免传统的随机掉落方式可能会产生的物品损失，同时避免人工操作，提高了工作效率。

在三轴联动组件的作用下，抓取组件4能够将待转移的物品对应收纳在收料组件3上，达到排序收纳芯子等产品的目的。

具体的，为了缩短抓取组件4的移动行程，同时保证设备结构的紧凑型，将抓取组件4和三轴联动组件设置在送料组件2和收料组件3两者之间(包括送料组件2和收料组件3)。

作为可选地实施方式，为了防止各个部件之间运动相互干涉、简化设备的整体结构，三轴联动组件带动抓取组件4移动的范围是有限的，即抓取组件4仅能在一定的范围内夹取产品，并仅能将夹取到的物料放置在收料组件3上的一定范围内，为了便于描述，我们设置抓取组件4能在送料组件2上夹取物品的范围称为产品的卸载工位，将抓取组件4在收料组件3上放置物品的范围称为物料的收纳工位。该装置在工作时，抓取组件4从卸载工位处抓取物料，并在三轴驱动装置的带动下降物料放置在收纳工位处，从而达到排料和对物料进行收纳的目的。

如图1所示，送料组件2通过传送带将待转移的物料输送到抓取组件4的活动范围内，即输送到卸载工位处。需要注意的是，待转移物料按一定的速度依次移动至卸载工位处，一方面抓取组件4快速的将物料取走并离开卸载工位并输送至收料组件3的收纳工位处进行收纳，另一方面物料按一定的时间间隔依次进入卸载工位。在满足收纳物料目的的同时有效保证了系统运行的连续性。

作为可选地实施方式，通过控制装置统一控制各个组件(包括抓取组件4、三轴联动组件以及送料组件2)的运转以及工作状态来达到设备自动化运行的目的，从而降低人工操作强度，减少人力成本投入，以提高工作效率。

具体的，该控制装置为单片机或微处理器等。

本发明提供的排料设备，还包括用于识别物料是否进入卸载工位的检测传感器，该传感器与控制装置相连，在识别到物料进入卸载工位后将相关信息反馈至控制装置，控制装置根据该反馈信息来控制三轴联动组件带动抓取组件4移动至相应位置并进行抓取操作。通过控制装置能够有效的控制抓取组件4的工作状态以及三轴联动组件的工作状态，以实现对物料的拿取和释放。在使用时，可以通过传感器来检测物料的位置并驱动三轴联动组件将抓取组件4移动至物料所在处，大大提高了设备动作的准确率。

具体的，该传感器位于送料组件2的送料件即传送带处。

通过上述内容可以知道，三轴联动组件能够控制抓取组件4的具体位置。

如图5所示，作为可选地实施方式，三轴联动组件包括设置于机架1上并用于驱动抓取组件4沿收料组件3宽度方向移动的X轴机构5，设置于X轴机构5上并用于驱动抓取组件4沿收料组件3长度方向移动的Y轴机构6，以及设置与Y轴机构6上并用于驱动抓取组件4沿垂直方向升降的Z轴机构7。

通过沿X轴、Y轴和Z轴三个不同方向设置的三轴联动组件能够带动抓取组件4在卸载工位和收纳工位的区域内随意活动，从而灵活的拿取并放置待转移物料。

具体的，X轴机构5包括沿收料组件3宽度方向设置在收料组件3外侧的X轴导轨51、与X轴导轨51滑动连接的X轴滑动件52以及用于驱动X轴滑动件52移动的X轴驱动组件53，其中X轴导轨51的数量为1-2个，当X轴导轨51的数量为两个时，两个X轴导轨51并排水平设置在收料组件3的两侧，Y轴机构6通过X轴滑动件52与X轴机构5相连。

具体的，X轴滑动件52的数量与X轴导轨51的数量相同；X轴驱动组件53与任一X轴滑动件52相连并驱动该X轴滑动件52沿X轴导轨51的长度方向滑动移动。X轴驱动组件53包括伺服电机和与X轴滑动件52相连的丝杠，当伺服电机工作时，会带动丝杠转动进而使X轴滑动件52沿X轴导轨51滑动移动，从而调节Y轴机构6在X轴方向上的具体位置。

需要注意的是，X轴机构5上的两个X轴导轨51在垂直方向上的高度可以相同，也可以不同，如图2和图4所示。

Y轴机构6用于驱动抓取组件4在Y轴方向上移动。具体的，Y轴机构6包括沿收料组件3长度方向设置在X轴滑动件52上的Y轴导轨61、与Y轴导轨61滑动连接的Y轴滑动件62以及用于驱动Y轴滑动件62移动的Y轴驱动组件63；其中，Y轴导轨61通过沿垂直方向设置的Y轴连接板与X轴滑动件52固定连接且Y轴驱动组件63与X轴驱动组件53结构相同。

Z轴机构7用于驱动抓取组件4沿Z轴方向滑动移动。具体的，Z轴机构7包括沿垂直方向固定设置在Y轴滑动件62上的Z轴导轨71、与Z轴导轨71滑动连接的Z轴滑动件72以及用于驱动Z轴滑动件72移动的Z轴驱动组件73；其中，Z轴导轨71与Y轴滑动件62直接连接并固定设置，因此当Y轴滑动件62沿Y轴导轨61滑动移动时，Z轴导轨71随之移动。Z轴驱动组件73的基本结构与X轴驱动组件53相同。

抓取组件4固定设置在Z轴机构7的Z轴滑动件72上，因此当Z轴滑动件72沿Z轴导轨71滑动移动时，会带动抓取组件4沿Z轴方向滑动移动。

需要注意的是，抓取组件4与Z轴滑动件72固定连接且其下端面位于Z轴滑动件72下方，以免Z轴滑动件72影响抓取组件4夹持待转移物料。

作为可选地实施方式，该排料设备上还设置有一与控制装置相连的操作屏8，如图2所示。该操作屏8可以通过支撑板9固定设置在三轴联动组件上，也可以固定在机架1等位置上。

操作屏8包括显示屏和操作按钮，其中显示屏可以用于显示该排料设备的工作状态，操作按钮用于控制三轴联动组件或抓取组件4的工作状态或者控制排料设备的启停等。

需要注意的是，如图6-8所示，为了更加方便的拿取物品，作为可选地实施方式，抓取组件4可以包括机械手、真空吸盘中的至少一种。

当抓取组件4为真空吸盘时，真空吸盘可以通过真空设备制造出的真空将待转移物料牢固的吸附在吸盘上，以方便转移物料。

当抓取组件4为机械手时，此时该机械手包括固定连接的固定块41和夹具42，夹具42的数量为两个，两个夹具42之间的距离通过调节装置进行调节；因此两个相对设置的夹具42用于夹紧或松开物料，从而达到夹取或放置物料的目的。其中调节装置能够帮助调节两个夹具42之间的距离。

具体的，调节装置包括滑槽43和能沿滑槽43的长度方向滑动移动的滑块44，其中滑槽43设置在固定块41朝向夹具42一侧，滑块44固定设置在夹具42上，且夹具42通过滑块44与固定块41相连。需要注意的是，滑块44与驱动装置相连并在驱动装置的作用下沿滑槽43的长度方向滑动移动，在这一移动过程中，相对设置的两个夹具42之间的间距出现变化。

需要注意的是，两个夹具42之间的最小距离不大于物料的宽度或直径，两个夹具42之间的最大距离不小于物料的最大宽度。

考虑到物料本身的结构，夹具42的形状需要根据物料的结构来进行设计。本方案中的芯子为圆柱形结构，因此该夹具42相对的一侧可以是沿垂直方向设置的平板结构，也可以是向内凹陷的折角结构，如图7所示。

当需要夹取物料时，抓取组件4在三轴驱动组件的作用下移动至卸载工位并在Z轴机构7的作用下向下移动从而使待转移物料位于两个相对设置的夹具42之间，随后驱动装置控制滑块44移动并带动夹具42沿滑槽43移动从而使夹具42的内侧壁与待转移物料紧密连接形成抵接，此时待转移物料在夹具42的静摩擦力或支撑力的作用下固定在抓取组件4上，实现了对物料的夹紧，然后三轴联动组件带动抓取组件4移动至收纳工位并将物料放置在收料组件3上且按控制装置内预设的摆放顺序将物料按一定的顺序依次排列起来。需要注意的是，驱动装置控制滑动移动并带动夹具42朝向相互远离的方向移动可以解除物料与夹具42之间的连接关系，从而使物料顺势下落，实现对物料的放置。

需要注意的是，夹具42单次至少可以夹持一个待转移物料，也就是说，夹具42单次可以夹取两个甚至两个以上的待转移物料。当夹具42单次夹取两个待转移物料时，物料通过并排排列的方式被抓取组件4夹取起来。

上述收料组件3可以是一筐体，也可以是托盘状结构。

具体的，上述控制装置具有计数功能，可以自动记录拿取物料的次数，在拿取物料达到一预设次数后，可以发出相应的提示。

具体的，放置收料组件3的机架1上可以设置有承重装置，当收料组件3内部承装的物料达到一定程度后，可以发出相应的提示。

上述提示方式包括但不限于灯光提醒、蜂鸣提醒或震动提醒或者控制装置的操作端或监视端提醒等。

本发明还提供了一种排料方法，包括上述任一的排料设备，通过使用该排料设备能够实现对待转移物品的拿取和自动排放。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种排料设备，用于对待转移物品进行收放和排序，其特征在于，包括机架、送料组件、收料组件、抓取组件和与所述抓取组件固定连接的三轴联动组件，所述收料组件位于所述机架上，所述三轴联动组件经所述机架固定设置在所述收料组件上部；所述抓取组件用于拿取待转移物品，所述三轴联动组件用于控制所述抓取组件在所述送料组件和所述收料组件之间移动。

2.根据权利要求1所述的排料设备，其特征在于，所述抓取组件包括机械手、真空吸盘中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的排料设备，其特征在于，所述机械手包括固定连接的固定块和夹具，所述夹具的数量为两个，两个所述夹具之间的距离通过调节装置进行调节；

所述调节装置包括滑槽和能沿所述滑槽的长度方向滑动移动的滑块，其中所述滑槽固定设置在所述固定块朝向所述夹具一侧，所述滑块固定设置在所述夹具上，所述夹具通过所述滑块与所述固定块相连。

4.根据权利要求1所述的排料设备，其特征在于，所述三轴联动组件包括设置于所述机架上并用于驱动所述抓取组件沿所述收料组件宽度方向移动的X轴机构，设置于所述X轴机构上并用于驱动所述抓取组件沿所述收料组件长度方向移动的Y轴机构，以及设置与所述Y轴机构上并用于驱动所述抓取组件沿垂直方向升降的Z轴机构。

5.根据权利要求4所述的排料设备，其特征在于，所述X轴机构包括沿所述收料组件宽度方向设置在所述收料组件外侧的X轴导轨、与所述X轴导轨滑动连接的X轴滑动件以及用于驱动所述X轴滑动件移动的X轴驱动组件，所述Y轴机构和所述Z轴机构均设置于所述X轴滑动件上。

6.根据权利要求5所述的排料设备，其特征在于，所述X轴机构包括两个水平设置的所述X轴导轨，两个所述X轴导轨分别设置在所述收料组件的两侧。

7.根据权利要求4所述的排料设备，其特征在于，所述Y轴机构包括沿所述收料组件长度方向设置在所述X轴机构上的Y轴导轨、与所述Y轴导轨滑动连接的Y轴滑动件以及用于驱动所述Y轴滑动件移动的Y轴驱动组件；

所述Z轴机构包括沿垂直方向固定设置在所述Y轴滑动件上的Z轴导轨、与所述Z轴导轨滑动连接的Z轴滑动件以及用于驱动所述Z轴滑动件移动的Z轴驱动组件；

所述抓取组件与所述Z轴滑动件固定连接且其下端面位于所述Z轴滑动件下方。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的排料设备，其特征在于，还包括操作屏，所述操作屏通过支撑板固定设置在所述三轴联动组件上。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的排料设备，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置用于控制所述抓取组件和三轴联动组件的工作状态。

10.根据权利要求9所述的排料设备，其特征在于，所述送料组件包括用于输送或盛放待转移物品的送料件和用于检测所述送料组件上是否放置有待转移物品的传感器，所述传感器与所述控制装置相连。

11.一种排料方法，其特征在于，包括权利要求1-10任一所述的排料设备，使用该排料设备能够实现对待转移物品的自动排放。

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