CN111994336B - 一种自动化物料模块测试包装系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化物料模块测试包装系统及方法，系统包括托盘上料回收装置、送料装置、输送机构、输出机构、测试装置及包装装置；托盘上料回收装置将装载物料模块的托盘输送至取料工位；送料装置作用于取料工位处的托盘将其上的物料模块送至输送机构，并由输送机构输送至测试装置上；测试装置设上有分拣机械手和测试组件，分拣机械手将输送机构上的物料模块送至测试组件上测试，测试完成后，分拣机械手再次将物料模块取出并放至输出机构上；输出机构将物料模块输送至包装装置上；包装装置上设有第三吸取组件和编带包装组件；第三吸取组件将输出机构上的物料模块吸取并送至编带包装组件上进行编带包装；该系统能够做到无人管理，提高产能。

Description

一种自动化物料模块测试包装系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化领域，特别涉及一种自动化物料模块测试包装系统及方法。

背景技术

现有技术中，各类电子产品的设备在其产品的开发制造阶段都需要对该电子设备的电路模块进行独立的模块测试，然后再将测试好的电路模块进行编带包装。而在批量化的供货需求下，需要进行测试和包装的电路模块数量十分巨大，往往是通过自动化流水线来批量生产打包。

上述的自动化流水线往往是都是由上料部分、测试部分、包装部分以及传输部分组成一个测试包装系统，生产中的产品或者已经完成加工完成的产品被运送到该测试包装系统上进行包装加工，完工后被送出就成了完整的打包好的便于运输的产品了。

传统的测试包装系统分为全人工或者人工加智能两种模式，有相当一部分是由人工逐个对电路模块进行分拣测试、及包装，而人工作业存在效率低下，疲劳强度大，长时间分拣时易出错，同时也存在员工操作失误的风险等问题；所以亟需一种能够全自动，无人管理的自动化测试包装系统；以实现电路模块的批量测试及封装；使得测试包装系统的自动化程度高，能够降低企业的生产成本。

发明内容

本发明克服了现有技术中所存在的不足，提供了一种自动化物料模块测试包装系统及方法，该系统通过托盘回收装置、送料装置、测试装置以及包装装置之间的相互作用，能够实现物料模块的批量上料和批量打包；且全过程自动化，实现无人管理，提高工作效率，加强产能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种自动化物料模块测试包装系统，包括托盘上料回收装置、送料装置、测试装置以及包装装置；还包括用于输送物料模块的输送机构和输出机构；所述的托盘上料回收装置上具有托盘放置工位、取料工位和托盘回收工位；所述的托盘上料回收装置包括机架，在机架上设有用于输送托盘的下输送组件和上输送组件，以及与下输送组件配合的用于将托盘垂直升降的升降组件；所述的托盘放置工位位于下输送组件的前端，所述的取料工位位于上输送组件的后端，所述的托盘回收工位位于上输送组件的前端；装载物料模块的托盘由托盘放置工位输送至取料工位进行取料，取料完成后的托盘被输送至托盘回收工位；所述的送料装置包括由送料机械手控制的第一吸取组件，所述的第一吸取组件作用于取料工位上的托盘以将其上的物料模块进行吸取后送至输送机构，第一吸取组件上设有多个第一取料头；所述的输送机构上具有上料轨道，物料模块通过上料轨道输送至测试装置上；所述的测试装置包括一分拣机械手，分拣机械手上设有第二吸取组件，第二吸取组件上设有多个第二取料头；且在分拣机械手的四周分布有至少两个测试组件；测试时，所述的第二吸取组件在分拣机械手的带动下将上料轨道上的物料模块吸取后放入至测试组件上测试，待物料模块测试完成后，第二吸取组件再次将其取出后放至输出机构上；所述的输出机构上具有下料轨道，物料模块通过该下料轨道输送至包装装置上；所述的输送机构上具有两条平行的上料轨道，所述的输出机构上具有两条平行的下料轨道；每条上料轨道、下料轨道上均设有用于装载物料模块的料盘，每个料盘在分别在上料轨道、下料轨道上不断来回滑移；所述的包装装置上设有第三吸取组件和编带包装组件；所述的第三吸取组件能够沿三轴方向进行移动，且第三吸取组件上设有多个第三取料头；所述的第三吸取组件移动至下料轨道上方将物料模块吸取后再次移动以将物料模块送至编带包装组件上，所述的编带包装组件包括载带，所述的物料模块依次放置在载带上进行编带包装。

通过上述装置的共同作用，使得装有物料模块的托盘放置在托盘放置工位后，托盘能够自动输送，然后进行取料；送料装置将托盘上的物料模块吸取送至测试装置上测试；且当物料模块测试完成后，物料模块进一步被送至包装装置上进行编带包装，得到能够运输的产品，整个流程无需人工作用；大大提高生产效率，提高产能。

作为优选，所述的托盘上料回收装置包括机架，在机架上设有用于输送托盘的下输送组件和上输送组件，以及与下输送组件配合的用于将托盘垂直升降的升降组件；所述的托盘放置工位位于下输送组件的前端，所述的取料工位位于上输送组件的后端，所述的托盘回收工位位于上输送组件的前端。通过上、下输送组件能够将托盘有效的输送，且托盘放置工位和托盘回收工位设置上、下输送组件的前端，方便操作人员操作，设计人性化。

作为优选，所述的托盘放置工位配置为可同时放入若干个堆叠在一起的托盘；在所述的取料工位和托盘回收工位之间还设有收取组件，取料完成后的托盘的由收取组件收取并堆叠后放置在上输送组件上以输送至托盘回收工位上。能够同时放置多个堆叠的托盘，提高工作效率；且取料完成的托盘能够自动收起堆叠，使系统更加智能化。

作为优选，所述的收取组件包括一位于取料工位下方的托板和位于托板两侧的升降撑杆，所述的升降撑杆位于取料工位的前方；所述托板由气缸驱动，使其能够沿机架前后移动；取料完成后的托盘由该托板带动至升降撑杆的上方，所述的升降撑杆将该托盘向上抬起；在升降撑杆的两侧还设有夹板，托盘抬起后由两侧的夹板朝机架内侧移动以将其夹取；所述的夹板所在位置对应为堆叠工位，取料完成后的托盘依次堆叠在两侧的夹板上。通过托板、升降撑杆、夹板的共同作用实现取料完成后端托盘的收取及堆叠，设计巧妙，结构简单。

作为优选，所述的送料装置包括送料工作台，所述的送料机械手设在送料工作台上；所述的第一吸取组件上包括四个竖直朝下的第一取料头，每个所述的第一取料头的上端连有第一气缸，第一取料头在第一气缸作用下能够单独升降。第一吸取组件包括四个第一取料头，提高取料、送料效率。

作为优选，所述的测试装置包括测试工作台，所述的分拣机械手设在测试工作台的中心位置处；所述的第二吸取组件包括三组平行设置的操作工位，每组操作工位上设有第二气缸，每组操作工位可在各自第二气缸的作用下单独升降；且每组操作工位上具有四个竖直向下的第二取料头。每个操作工位可单独升降，使得一组操作工位可进行取料，另一组操作工位可进行送料；互不干涉；且每组操作工位上有四个第二取料头，提高测试速度。

作为优选，所述的测试组件设有四个，四个测试组件绕分拣机械手呈圆周分布。测试组件呈圆周分布在分拣机械手的周围，能提高分拣机械手的利用率；且测试组件设有四个，加快测试流程。

作为优选，在该测试工作台上还设有一条回收带，所述的回收带位于测试工作台的中间位置且与上料轨道垂直设置；所述回收带的端部设有回收盒；所述的吸取组件将未通过测试的物料模块放置在该回收带上并输送入至回收盒内。能够回收测试未通过的物料模块，使装置更精准，更环保。

作为优选，所述的包装装置包括包装工作台，所述的编带包装组件连接在包装工作台的一侧上；在包装工作台上设有X轴驱动机构、Y轴驱动机构；第三吸取组件在X轴、Y轴驱动机构作用下能够沿X轴、Y轴移动；所述的第三吸取组件上还连接有一直线电缸，第三吸取组件在该直线电缸的作用下沿Z轴方向升降。第三吸取组件通过X轴、Y轴驱动机构以及自身沿Z轴方向升降，使得能够准确的将物料模块吸取后送至编带包装组件上。

作为优选，所述的第三吸取组件包括四个竖直朝下的第三取料头，每个所述的第三取料头上连接有旋转电机和升降气缸，第三取料头在旋转电机的作用下能够单独旋转，每个取料头在升降气缸的作用下能单独升降。第三取料头通过升降电缸沿Z轴方向更精准的移动以吸取物料模块。

作为优选，所述的输送机构连接在送料装置和测试装置之间，所述的输出机构连接在测试装置和包装装置之间。输送机构和输出机构分别设有两条上料轨道和下料轨道，料盘在各自轨道上来回运输，使得物料模块的输送速度更快，加快包装速度，提高产能。

作为优选，所述的第一吸取组件上设有第一取料头，所述的第二吸取组件上设有第二取料头，所述的第三吸取组件上设有第三取料头；所述的第一取料头、第二取料头和第三取料头为真空吸嘴或磁嘴。

一种自动化物料模块测试包装方法，所述方法是基于所述的自动化物料模块测试包装系统；该方法包括以下步骤：

一：将装有物料模块的托盘堆叠后放置在托盘放置工位上进行上料；

二：上料完成后，托盘将被输送至取料工位上，然后由送料装置上的第一吸取组件对该托盘进行取料；同时取料完成的托盘将被堆叠后输送至托盘回收工位上进行收取；

三：送料装置上的第一吸取组件将吸取的物料模块送至输送机构上的上料轨道上，物料模块由上料轨道输送至测试装置上；

四：测试装置上的分拣机械手带动第二吸取组件，将上料轨道输送来的物料模块吸取，然后送至测试组件上；且当测试组件上的物料模块测试完成后，第二吸取组件将物料模块再次吸取并将测试通过的物料模块送至输出机构上；

五：输出机构上的下料轨道将物料模块输送至包装装置上，随后所述的第三吸取组件沿三轴方向移动至下料轨道上将物料模块吸取，然后再次移动以将物料模块送至包装组件上的载带上；放置在载带上的物料模块依次有序的进行编带包装；

六：重复步骤一至五，直至生产线停止。

作为优选，所述的测试装置上还设有一条回收带，所述回收带的端部设有回收盒；所述的第二吸取组件将测试组件上测试完成的物料模块吸取后，将测试未通过的物料模块释放在回收带上。

采用了上述技术方案的本发明的设计出发点、理念及有益效果是：

本发明提供了一种自动化物料模块测试包装系统及方法，相比现有技术而言通过多个装置的共同作用实现了物料模块的批量上料、批量出货；且能够做到无人管理，大大提高产能；具体是：

1、托盘上料回收装置可同时实现托盘的输送，堆叠及回收。托盘批量放入至该装置中，自动输送至取料工位取料；然后通过收取组件的工作，能够收取取料完成后的托盘并进行多层托盘的依次堆叠；最后将堆叠好的托盘输送出装置进行回收；结构简单，托盘在堆叠过程中不易发生倾斜或跌落等故障，成本低，且堆叠效率高，能够做到批量上料及批量回收；提高工作效率。

再者，该托盘上料回收装置的全部工作流程中，除了需要操作人员进行放入托盘和取出回收托盘的简单工作外，其他流程均为自动化操作；释放了劳动力，实现无人管理。

2、在送料机械手上的第一吸取组件上设有多个第一取料头，使得一次可以对多个物料模块进行吸取，节省了取料时间，提高了取料效率；在分拣机械手上的第二吸取组件上设有三个操作工位，每个操作工位上设有四个第二取料头；且每个操作工位可以单独升降，每个第二取料头可以单独吸取及释放；即通过四个取料头为一个组合对物料模块进行吸取和释放，三组操作工位同时作业，大大提高了取料、放料的速度，提高产能；在第三吸取组件上也设有多个竖直朝下的第三取料头，使得一次可以对多个物料模块进行吸取，提高了包装效率；使得第一、第二、第三吸取组件每次都可以同时吸取多个物料模块，提高整个系统的产能。

3、所述的四个测试组件沿圆周方向分布在分拣机械手的周围，采用该布局方式使得分拣机械手无需在长度上进行很大范围的伸缩，只需进行在圆周方向的转动即可对测试组件进行送检、取料；使得更方便对物料模块的吸取放置，提高了机械手的利用率，提高测试效率；布局更合理。

4、所述的输送机构和输出机构均采用双轨道进行输送料盘；使得两个上料轨道上的料盘以及两个下料轨道上的料盘在不断地进行来回滑移穿梭，提高物料模块的输送效率；使得分拣机械手工作不间断，不停的进行取料、送检、下料等步骤；提高产能，提高效率。

附图说明

图1为本发明在实施例中该系统的立体结构示意图；

图2为本发明在实施例中该系统的俯视图；

图3为本发明在实施例中该托盘上料回收装置的立体结构示意图；

图4为本发明在实施例中托盘上料回收装置机架内部组件侧面的结构示意图；

图5为本发明在实施例中托盘上料回收装置机架内部组件的立体结构示意图；

图6为本发明在实施例中取料完成的托盘堆叠至堆叠工位上的立体结构示意图；

图7为本发明在实施例中取料完成并堆叠好的托盘输送至托盘回收工位上的立体结构示意图；

图8为本发明在实施例中送料装置的立体结构示意图；

图9为本发明在实施例中送料装置俯视的立体结构示意图；

图10为本发明在实施例中送料机械手的立体结构示意图；

图11为图10中局部A的放大示意图；

图12为本发明在实施例中输送机构的立体结构示意图；

图13为本发明在实施例中测试装置俯视的立体结构示意图；

图14为本发明在实施例中测试工作台与测试组件的立体结构示意图；

图15发明在实施例中测试装置中分拣机械手的立体结构示意图；

图16为图14中局部B的放大图；

图17为本发明在实施例中测试装置上第二吸取组件的立体结构示意图；

图18为本发明在实施例中测试组件的立体结构示意图；

图19为本发明在实施例中输出机构的立体结构示意图；

图20为本发明在实施例中包装装置的立体结构示意图；

图21为本发明在实施例中包装装置另一角度的立体结构示意图；

图22为本发明在实施例中包装装置上第三吸取组件的立体结构示意图；

图23为本发明在实施例中包装装置上第三吸取组件正面的立体结构示意图；

图24为本发明在实施例中包装装置上编带包装组件的立体结构示意图。

各附图标记为：托盘上料回收装置A；送料装置B；测试装置C；包装装置D；输送机构25；输出机构40；机架1；下输送组件2；托盘放置工位3；托盘4；升降组件5；取料工位6；上输送组件7；收取组件8；托盘回收工位9；第一输送带10；升降电缸11；承托架12；支撑立板12a；托盘夹手13；托板14；升降撑杆15；夹板16；第二输送带17；堆叠工位18；挡板19；送料工作台20；送料机械手21；物料模块22；第一吸取组件23；第一取料头24；上料轨道26；料盘27；第一升降杆28；连接座29；第一安装底板30；气缸连接板31；第一气缸32；扫码定位组件33；基台34；支撑座35；直线步进电机36；滑块37；置放槽38；测试机构39；测试工作台41；测试组件42；分拣机械手43；第二吸取组件44；测试托盘45；测试工位46；操作工位47；第二气缸48；第二取料头49；第二升降杆50；第二安装底板51；固定座52；连接横板53；扫码监控组件54；下料轨道55；回收带56；回收盒57；包装工作台58；X轴驱动机构59；Y轴驱动机构60；第三吸取组件61；编带包装组件62；X轴直线电机63；X轴轨道台64；Y轴直线电机65；滑台66；直线电缸67；第三取料头68；第三安装底板69；取料头连接板70；旋转电机71；升降气缸72；扫码识别组件73；基板74；传送机构75；载带76；载带凹槽77；盖带带轮78；载带带轮79；盖带80。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，术语“至少一个”指一个或一个以上，除非另有明确的限定。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明的具体实施方式如下：

如图1-24所示，本发明提供了一种自动化物料模块测试包装系统，该测试包装系统的主要目的是对电子设备的电路模块进行流水线上的自动化批量测试并包装；其包括沿Y轴方向设置的托盘上料回收装置A，沿X轴方向设置的送料装置B、测试装置C以及包装装置D；在所述的送料装置B与测试装置C之间连接有输送机构25，在所述的测试装置C与包装装置D之间连接有输出机构40。

具体的说：如图1-6所示，所述的托盘上料回收装置A包括机架1，在机架1的下方设有下输送组件2，所述的下输送组件2的前端具有托盘放置工位3，将多个托盘4堆叠后放置在该托盘放置工位3上进行上料；在所述的下输送组件2的后端设有升降组件5，所述的升降组件5能够带动所述的托盘4上升或者下降；所述的升降组件5的上端设有对单个托盘4进行固定取料的取料工位6；在该取料工位6的前方设有对取料完成后的托盘4进行回收输送的上输送组件7；且在所述的取料工位6与上输送组件7之间设有托盘4的收取组件8，收取组件上具有堆叠工位18，,收取组件8能够对取料完成后的托盘4进行收取并堆叠在堆叠工位18上；然后将堆叠好的托盘4放置在上输送组件上7，由上输送组件7输送至其上的托盘回收工位9；即实现托盘4的批量上料及回收，且全过程完全自动化。

具体的说：如4-6图所示，所述的下输送组件2包括连接在机架1的下方两侧上并由电机控制的第一输送带10，所述的托盘放置工位3位于该第一输送带10的前端；在本发明的装置中，一次可以放置10块堆叠在一起的托盘4在该托盘放置工位3上；托盘4在第一输送带10的作用下输送至机架1的后端；且在机架1的前端两侧上设有挡板19，所述的挡板19能够使得托盘4进入机架1内时，调整其位置；防止托盘4偏离第一输送带10。

所述的升降组件5设置在机架1的后端，升降组件5能够将第一输送带10输送来的托盘4带动至机架上方；具体的说：所示的升降组件5包括一竖直设置的升降电缸11，所述的升降电缸11连接在机架1的后端上，且升降电缸11上的轨道从机架1的底部一直到顶端，在该升降电缸11的滑块上连接一用以承托托盘4的承托架12，所述的承托架12包括两侧的支撑立板12a，所述的支撑立板12a为三角形结构，使得承托架12的整体强度更好；在工作时，所述的承托架12沿上述的升降电缸11的轨道进行上下滑移；在托盘4放入之前，所述的承托架12位于第一输送带10的下方，当托盘4由第一输送带1输送至机架1的后端时，所述的承托架12在控制器的控制下上升，从而带动所述的托盘4至机架上方。

如图5-7所示，所述的取料工位6位于承托架12的正上方，在该取料工位6上设有对承托架12上的托盘4进行夹取固定的托盘夹手13，所述的托盘夹手13左右对称的连接在机架1上，并且托盘夹手13由气缸控制使其能够沿机架1在左右方向上进行移动；所述的承托架12设定为当其带动托盘4上升完成后，所述承托架12最上端的托盘4的高度刚好能够被托盘夹手13夹取；即当托盘4在承托架12的作用下上升后，两侧的托盘夹手13在气缸的控制下，均向机架1的内侧移动；能够将最上端的单个托盘4夹牢；如图8所示，然后位于取料工位6上方的第一吸取组件23对该托盘4上的物料模块22进行取料。此外，一次取料作业中，当托盘夹手13对单个托盘4进行夹取固定后，所述的承托架12带动剩余的托盘4下降。

如图6-7所示，当位于取料工位6上的托盘4取料完成后，所述的托盘4将在收取组件8的作用下离开取料工位6；并且收取组件8能够将最终全部取料完成后的托盘4进行堆叠处理；具体是指：所述的收取组件8包括一位于取料工位6下方的托板14，所述的托板14由导杆式气缸驱动控制并连接在机架1内；以及位于取料工位6前方的升降撑杆15，所述的升降撑杆15左右对称的设置在机架1内，且升降撑杆15在气缸的控制下可升降；在升降撑杆15的两侧还分别设有夹板16，所述的夹板16同样由气缸驱动，使其能够沿机架1在左右方向上移动；继而收取组件8的工作过程为：当位于取料工位6上的单个托盘4取料完成后，所述的托盘夹手13朝机架1外侧移动以将托盘4松开，使托盘4下落至下方的托板14上；所述的托板14在气缸作用下将该托盘4向前带动至升降撑杆15的上方；然后所述的升降撑杆15作用于托盘4使其向上抬起；托盘4抬起后，托盘4的底部高度刚好高于夹板16的高度，继而两侧的夹板16朝机架1的内侧移动对托盘4进行夹取，使得托盘4位于夹板16之上；之后升降撑杆15下降复位，当下一个托盘4取料完成后并再次由托板14带动至升降撑杆15的上方时，所述两侧的夹板16先朝机架1外侧移动，使得前一个托盘4下落堆叠在当前作业的托盘4上，然后升降撑杆15将堆叠好的托盘4向上抬起；两侧的夹板16再次对最下方的托盘4进行夹取，从而使得取料完成的托盘4将会全部依次堆叠在该夹板16上，如图6所示，即所述的堆料工位18对应为夹板16的所在位置；当最终所有的托盘4取料完成并堆叠在夹板16上后，所述的升降撑杆15上升将托盘4顶取，夹板16松开，升降撑杆15使托盘4下降至上输送组件7上。

如图7所示，所示的上输送组件7同样位于取料工位6的前方，上输送组件7包括连接在机架1的上方两侧并由电机控制的第二输送带17；所述的托板14和升降撑杆15均位于两个第二输送带17之间，所述的夹板16位于两个第二输送带17的外侧上，且夹板16的高度高于第二输送带17的高度。所述的托盘回收工位9位于该第二输送带17的前端；升降撑杆15将最终堆叠在一起的托盘4从夹板16上向下带动至第二输送带17上，托盘17被第二输送带17输送至托盘回收工位9上，即使托盘4从堆叠工位18输送至托盘回收工位9；然后只需操作人员将托盘4回收取下，将新一批的托盘4再次放入至托盘放置工位3上即可；即实现了托盘的批量上料、取料及回收；且全过程自动化，节省人力，提高产能。

如图8-11所示，所述的送料装置B包括一送料工作台20，在该送料工作台20上设有一个能够旋转及升降的送料机械手21；送料机械手21作用于托盘上料回收装置A上的取料工位6，对取料工位6处的托盘4上的物料模块22进行吸取后转移并释放；所述的送料机械手21上设有第一吸取组件23，所述的第一吸取组件23包括各自独立工作的第一取料头24，通过第一取料头24能够对单个物料模块22进行吸取和释放；所述的输送机构25连接在所述的送料工作台20的一侧，输送机构25上设有上料轨道26，该上料轨道26上具有能够沿其轨道进行滑移的料盘27；第一取料头24吸取物料模块22后，在送料机械手21的带动下再将物料模块22放置于料盘27上；料盘27在上料轨道上来回穿梭以输送物料模块22。

如图1-2所示，所述的送料工作台20沿X轴设置，所述的机架1设置在该送料工作台20的正前方；使得初始位置时，送料机械手21位于该取料工位6的上方；所述的输送机构25同样沿X轴方向设置，且输送机构25连接在工作台的右侧；即送料机械手的运动轨迹为：送料机械手21将托盘4上的物料模块22吸取后，转动至输送机构25的上方，然后将物料模块22释放。

如图10、11所示，所述的第一吸取组件23设置在送料机械手21的终端上，第一吸取组件23上包括有四个第一取料头24，所述的第一取料头24为真空吸嘴，第一取料头24能有效的对物料模块22进行吸取和释放；具体的说：所述的送料机械手21的终端上具有一第一升降杆28，所述的第一吸取组件23包括一竖直设置的第一安装底板30；所述的第一升降杆28的下端通过一连接座29连接固定在一该第一安装底板30的侧面上，在该第一安装底板30的同一侧面上还连接固定有一气缸连接板31，所述的气缸连接板31垂直于第一安装底板30；所述的每个第一取料头24的上端都连有第一气缸32，所述的任意两个第一气缸32连接固定在气缸连接板31的一侧上，另外两个第一气缸32对称连接固定在气缸连接板31的另一侧上；最终使得四个第一取料头24均竖直朝下。即通过该连接方式使得第一取料头24首先在第一升降杆28的作用下在竖直方向上进行移动，然后再在第一气缸32的控制下沿竖直方向精确移动；能够准确快速的吸取和释放物料模块22。此外，所述的第一吸取组件23还包括一扫码定位组件33，所述的扫码定位组件33连接固定在第一安装底板30；且与第一取料头24位于同一侧上；工作时，所述的扫码定位组件33能够先对托盘4上的物料模块22进行扫描定位；然后反馈给第一取料头24，第一取料头24进一步吸取；使物料模块22的吸取更精准。

如图9、12、13所示，所述的输送机构25包括一与地面接触的基台34，在所述基台34的上表面上间隔设有支撑座35；所述的支撑座35上连接固定有两台平行设置的直线步进电机36；且两台直线步进电机沿X轴方向设置；具体的说：所述的直线步进电机36上的轨道即为上述的上料轨道26；所述的直线步进电机36上具有滑块37，在所述的滑块37上连接有料盘27；即使得两个料盘27在上料轨道26上来回穿梭以输送物料模块22；且两个直线步进电机36设定为：当其中一个直线步进电机36上的料盘27装料完成并开始运输时，所述的另一个直线步进电机36上的料盘27送料完成并反向复位。

此外，如图12所示，所述的一个料盘27上设有四个用于固定物料模块22的置放槽38，且四个置放槽38之间的位置与四个第一取料头24之间的位置相适配；使得当送料机械手21将物料模块22送至料盘27上时，第一吸取组件23能够在找位后同时将四个第一取料头24上吸取的物料模块22释放至四个置放槽38内，一次释放就可以完成对料盘27的装料；使得送料效率更高。

本发明的送料装置的工作过程如下：初始位置下，所述的送料机械手21位于托盘4的上方，开始工作时，送料机械手21上的第一升降杆28下降至接近物料模块22；然后四个第一取料头24分别在各自第一气缸32的控制下下降以一一吸取托盘4上的物料模块22；待吸取完成后，第一升降杆28上升，所述的送料机械手21转动至其中一个上料轨道26的上方，然后第一升降杆28再次下降至靠近料盘27；然后四个第一取料头24在第一气缸32的控制下同时下降，并同时将物料模块22释放至料盘27上的置放槽38内，然后料盘27在直线步进电机36的作用下沿X轴方向向右滑动以上料；送料机械手21反向复位并再次对物料模块22进行吸取，并将物料模块22再次放置在另一个上料轨道26的料盘27上；当该料盘27装料完成且开始滑动输送时；前一个料盘27刚好送料完成并开始反向复位。即通过上述步骤实现一次对托盘4上的多个物料模块22进行吸取并送至上料轨道26上，且两个料盘27在两个上料轨道26上来回穿梭，使得送料机械手21工作不间断，持续工作，提高送料效率，促进生产产能；且全过程自动化，节省人力。

如图13-18所示，所述的测试装置C包括连接在输送机构25右侧的测试机构39；且测试机构39位于所述的输送机构25和输出机构40之间，所述的测试机构39包括一测试工作台41；在所述的测试工作台41的四周上分布有测试组件42，在测试工作台41的中心位置处设有一分拣机械手43，所述的分拣机械手43的端部上设有第二吸取组件44，所述的第二吸取组件44能够对物料模块22进行吸取和释放；该装置即通过分拣机械手43带动第二吸取组件44将输送机构1输送的物料模块22进行吸取后，放入测试组件42上进行测试；同时将测试组件42上测试好的物料模块22取出并放入至输出机构40中。

具体的说：如图13、14所示，所示的测试工作台41呈一正八边形结构，所示的输送机构1和输出机构2分别沿X轴方向设置在测试工作台41的左、右两个侧边上；所述的测设工位42一共设有四个，四个测试组件42分别设置在测试工作台41的四个斜边上，且四个测试组件42呈圆弧状分布于测试工作台41的四周；使得分拣机械手43只需呈圆周转动即可实现对每个测试组件42进行物料模块22的取放；使分拣机械手43的利用率更高，提高测试效率。

如图18所示，所述的每个测试组件42上具有测试工位46，每个测试工位46上设有两个并排设置的测试托盘45，且每个测试托盘45上设有四个用于装载物料模块22的置放槽38；所述的物料模块22由分拣机械手43放置在测试托盘45上的置放槽38后，测试组件42对其进行测试，并将结果反馈给分拣机械手43，分拣机械手43再将测试好的物料模块22取走。

如图15-17所示，所述的第二吸取组件44设置在分拣机械手43的自由端上，第二吸取组件44上包括有三组平行设置的操作工位47，且在每组操作工位47的下方设有四个第二取料头49，所述的第二取料头49为真空吸嘴，能有效的对物料模块22进行吸取和释放；具体的说：在所述的分拣机械手43的自由端上具有一第二升降杆50，所述的第二吸取组件44包括一竖直设置的第二安装底板51；所述的第二升降杆50的下端通过一固定座52连接固定在一该第二安装底板51的侧面上；在每组操作工位47上竖直设有第二气缸48，所述的三个第二气缸48平行的安装在第二安装底板51的同一侧面上；使得每组操作工位48可由各自第二气缸48控制以单独升降；在每个第二气缸48的下端还固定有连接横板53，所述的四个第二取料头49分别通过螺丝连接固定在该连接横板53上，最终使得四个第二取料头49均竖直朝下。即通过该连接方式使得第二取料头49首先可在第二升降杆50的作用下在竖直方向上进行大范围的移动，然后再在各自操作工位47上的第一气缸32控制下沿竖直方向精确移动；能够准确快速的吸取和释放物料模块22。并且，所述的一个测试托盘45上的四个置放槽38之间的位置与四个第二取料头49之间的位置相适配；使得当分拣机械手43将物料模块22送至测试托盘45或者将测试完成的物料模块22从测试托盘45上取走时，第二吸取组件44上的每个操作工位47能够在找位后使其上四个第二取料头49同时对准测试托盘45上的四个置放槽38；使得第二取料头49各自之间完成对物料模块22的释放或者吸取，一次操作即可完成对一个测试托盘45的作业，使得测试效率更高。

此外，如图17所示，所述的第二吸取组件44还包括一扫码监控组件54，所述的扫码监控组件54连接固定在第二安装底板51的另一侧上；工作时，所述的扫码监控组件54能够对物料模块22进行扫描识别以监控物料模块22的位置是否发生偏移，提高整体装置的精准度。

如图19所示，所述的输出机构40的结构与输送机构25的结构相同，所述的输出机构40同样具有两台直线步进电机36，且该直线步进电机36上的轨道即为下料轨道55；在每条下料轨道55上同样设有料盘27；所述的分拣机械手43将检测完成且通过的物料模块22放置在该下料轨道55的料盘上以进一步输出物料模块22。

如图13、14所示，在所述的测试工作台41上还设有一条回收带56，所述的回收带56沿Y轴方向设置且位于测试工作台41的中间位置；沿该回收带46的前端的下方设有一回收盒57；当所述的物料模块22测试完成且未通过测试时，反馈给分拣机械手43，第二吸取组件44上的第二取料头49将其吸取后；分拣机械手43带动第二吸取组件44至回收带56的上方，第二取料头49将其释放在回收带56上；未通过测试的物料模块22将沿着回收带56的运动轨迹送至回收盒57内；能够有效对错误的物料模块22进行回收收取。

本发明的物料模块的测试装置的工作过程如下：所述的输送机构40上的料盘27将物料模块22输送至上料轨道26的端部后停留，使得料盘27位于测试工作台41的上方；随后分拣机械手43移动使第二吸取组件44其中一个操作工位46位于该料盘27的正上方，然后操作工位46下方的四个第二取料头49上第二气缸48的驱动下下降以同时将料盘27内的物料模块22吸取；随后分拣机械手43带动该操作工位47至任一个有空余位置的测试工位46的上方；控制第二取料头49将吸取的物料模块22释放在测试托盘45上的置放槽38内；然后当有某个测试托盘45上的物料模块22测试完成后，分拣机械手43移动至其上方，第二吸取组件44上的操作工位47将该测试托盘45上的物料模块22吸取，并且得到反馈信息，随后分拣机械手43将移动至输出机构25上的下料轨道55上，第二吸取组件44将吸取的测试通过的物料模块22释放至其上的料盘27上；然后料盘27沿下料轨道55将测试通过的物料模块22输出；分拣机械手43移动至回收带56上方，将测试未通过的物料模块22释放在回收带56上；随后，分拣机械手43继续从输送机构25上取料；如此不间断重复取料、送检、再取料、送料等步骤。

值得说的是：在工作过程中，所述的第二吸取组件44上的三个操作工位47均互相不干涉的工作，且每个操作工位47上的四个第二取料头49都能独立进行物料模块49的吸取和释放，使得同时有12个第二取料头49在分拣机械手43的带动下不停的对物料模块22进行吸取和释放，大大提高了测试效率，加快生产进度；同时两条上料轨道26以及两条下料轨道55均在不断的工作输送，料盘27在轨道上来回穿插一输送物料模块22，同样加快检测进度、大大提高产能。

如图20-24所示，所述的包装装置D包括一包装工作台58，在该包装工作台58上设有X轴驱动机构59、Y轴驱动机构60、第三吸取组件61以及编带包装组件62；所述的X轴驱动机构59位于包装工作台58上，所述的Y轴驱动机构60连接在X轴驱动机构59上，且由X轴驱动机构59驱动其沿X轴方向滑移；所述的第三吸取组件61连接在Y轴驱动机构60上，且由Y轴驱动机构60驱动其沿Y轴方向进行滑移；第三吸取组件61能够沿Z轴进行升降；所述的编带包装组件62沿X轴方向设置在包装工作台58的右侧；所述的输出机构40连接在该包装工作台58的左侧，输出机构40将测试通过的物料模块22输出至该包装工作台58上；该包装装置作业时，通过第三吸取组件61将输出机构40输出而来的物料模块22吸取后，第三吸取组件61在X轴、Y轴驱动机构59、60的作用下移动至编带包装组件62的正上方，然后第三吸取组件61将物料模块22释放至编带包装组件62上进行包装。

具体的说，如图20所示，所述的X轴驱动机构59包括一X轴直线电机63和一X轴轨道台64；所述的X轴直线电机63和X轴轨道台64分别设置在包装工作台58的两侧上，且两者高度一致。所述的Y轴驱动机构60包括一Y轴直线电机65，所述的Y轴直线电机65的两端分别安装在上述的X轴直线电机63和X轴轨道台64上，使得Y轴直线电机65在X轴直线电机63的驱动下能够沿X轴直线电机63的轨道和X轴轨道台64进行滑移。在该Y轴直线电机65上设有能够沿其轨道进行滑移的滑台66，且Y轴直线电机65的轨道朝右侧设置；所述的第三吸取组件61通过一直线电缸67安装在该Y轴直线电机65上的滑台66上；使得通过控制X轴直线电机63和Y轴直线电机65，即可控制第三吸取组件61在X轴、Y轴两个方向上移动；控制该直线电缸67即可控制第三吸取组件61在Z轴方向上移动。

具体的说：如图20-23所示，所述的第三吸取组件61的一侧安装在上述直线电缸67的导轨上；所述的直线电缸67竖直连接固定在上述滑台66上；所述的第三吸取组件61包括四个竖直朝下第三取料头68，所述的第三取料头68为真空吸嘴，能够对物料模块22进行吸取和释放；所述的四个第三取料头68在直线电缸67的控制下能够同时沿Z轴方向升降；具体是指：所述的第三吸取组件61包括有一第三安装底板69，所述的第三安装底板69连接在上述直线电缸67的导轨上，且第三安装底板69在直线电缸67的作用下进行升降；在该第三安装底板69上连接有一取料头连接板70，所述的取料头连接板70垂直于该第三安装底板69；任意两个第三取料头68连接在该取料头连接板70的一侧上，另外两个第三取料头68则对称连接在该料头连接板70的另一侧上。重点在于：在所述的每一个第三取料头68上都设有一个旋转电机71和一个升降气缸72，使得每一个第三取料头68都能各自单独进行旋转和升降；通过该控制方式，使得在取料放料过程中，所述的四个第三取料头68能够先在直线电缸67的作用下同时沿高度方向进行较大范围的升降；然后再在各自升降气缸72的控制下沿高度方向进行精准的移动；使得第三取料头68能够进行快速且精准的吸取和释放物料模块22。

此外，如图22、23所示，所述的第三吸取组件61还包括一扫码识别组件73，所述的扫码识别组件73同样连接固定在第二安装底板51上，且与第三取料头68位于同一侧上；工作时，所述的扫码识别组件73能够对物料模块22进行扫码识别，识别出错误的物料模块22，避免错码产品进行下一步的包装；提高整体装置的准确率。

如图20、21、24所示，所述的编带包装组件62包括一基板74，所述的基板74沿X轴方向连接在包装工作台58的右侧，且基板74的上端面与包装工作台58的台面处于同一高度；在所述基板74上设有一沿X轴方向设置的传送机构75，所述的传送机构75连接在包装工作台58和基板74上；所述的传送机构75上具有载带76，载带76在传送机构75的作用下不断沿X轴方向朝远离包装工作台58的方向上移动；在该载带76上间隔排布有用于容放单个物料模块22的载带凹槽77，所述的第三吸取组件61从输送机构40上的料盘27上吸取物料模块22后，移动至所述载带76的上方，然后每个第三取料头68在旋转电机71的作用下旋转使得物料模块22的位置与载带凹槽77的位置相适配后，再分别将物料模块22放置在载带凹槽77上；在该基板74的上方设有盖带卷轮78，在该基板的下方设有载带卷轮79；所述载带76带动物料模块22移动后与盖带80接合在一起，然后收卷成盘，以实现物料模块22的编带包装。且在传送机构75的附近还设有一回收盒57，当所述的物料模块22被扫码识别组件73扫码发现错码后，反馈到第三取料头68，所述的第三取料头68将其吸取后，第三吸取组件61将会移动至回收盒57的正上方，将该错码的物料模块22放至回收盒57内。

本发明的物料模块的包装装置工作过程如下：所述的输出机构40其中一条下料轨道55上的料盘27将物料模块22输送至其端部后停留，所述的第三吸取组件61在X轴、Y轴驱动机构59、60的作用下，移动至料盘27的正上方；然后直线电缸67作用于第三吸取组件61，使得四个第三取料头68同时下降至靠近物料模块22的位置，随后四个第三取料头68在各自升降气缸72的控制下以分别料盘27上将物料模块22进行吸取；取料完成后，该料盘27反向复位，另一条下料轨道55上的料盘27开始朝包装工作台58的方向输送物料模块22；同时直线电缸67控制第三吸取组件61上升，然后第三吸取组件61将沿X、Y轴两个方向移动至编带包装组件62的上方；随后每个第三取料头68进行旋转使吸取的物料模块22方位与载带76上的载带凹槽77方位相适配后，沿三轴方向移动，一一将物料模块放入至载带凹槽77上；四个第三取料头68全部放料后，第三吸取组件61反向复位继续进行取料；而放置在载带76上的物料模块22随载带76沿X轴方向移动后与盖带80结合并收卷以完成物料模块22的编带包装。

继而提供了一种自动化物料模块测试包装方法，该方法用于操作上述自动化物料模块测试包装系统，包括以下步骤：

一：将装有物料模块22的托盘4堆叠后放置在托盘上料回收装置A上的托盘放置工位3上进行该系统的上料。

二：上料完成后的托盘4将被下输送组件2和升降组件5输送至机架1的后上方，所述的托盘夹手13将最上端的托盘4夹取固定在取料工位6上；然后送料装置B上的第一吸取组件23对该托盘4上的物料模块22进行取料；且当该托盘4取料完成后，重复对下一块托盘4取料，取料完成后的托盘4将被收取组件8进行收取并依次堆叠在堆叠工位18上；待取料完成的托盘4全部堆叠完成后；堆叠好的托盘4由上输送组件7输送至托盘回收工位9；然后操作人员将其收取，再在将新的托盘4放置在托盘放置工位3上即可。

三：送料机械手21将带动第一吸取组件23移动至输送机构25上，第一取料头23将吸取的物料模块22释放在上料轨道26的料盘27上；然后所述的料盘27在上料轨道26上朝测试装置C的方向滑移，将物料模块输送至测试装置C上。

四：测试装置C上的分拣机械手43将带动第二吸取组件44，第二吸取组件44上的任意操作工位47将料盘27输送来的物料模块22吸取，然后送至任一个有空余位置的测试工位46的上方；控制第二取料头49将吸取的物料模块22释放在测试托盘45上；且当某个测试工位46上的物料模块22测试完成后，第二吸取组件44其中一个操作工位47将该测试工位46上的物料模块22再次吸取并得到反馈信息；然后将测试通过的物料模块22送至输出机构40上，将测试未通过的物料模块22释放在回收带56上。

五：测试通过的物料模块22由下料轨道55上的料盘27输送至包装装置D上，随后所述的第三吸取组件61将沿三轴方向移动至料盘27的上方将物料模块吸取；然后第三吸取组件61再次移动至编带包装组件62的上方，第三吸取组件61上的第三取料头68将吸取的物料模块22依次放置在载带76上的载带凹槽77内，然后载带76将输送物料模块22进行有序的编带包装；最后得到包装成卷带的成品。

六：重复上述步骤一到五，直至生产线停止为止。

通过上述方法，使得通过该自动化物料模块测试包装系统，能够自动完成物料模块的上料、送料、测试和包装；与传统的半人工半智能的系统相比，实现了物料模块的批量上料、批量出货；且无人管理，大大提高了产能。

Claims (13)

1.一种自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：包括托盘上料回收装置、送料装置、测试装置以及包装装置；还包括用于输送物料模块的输送机构和输出机构；所述的托盘上料回收装置上具有托盘放置工位、取料工位和托盘回收工位；所述的托盘上料回收装置包括机架，在机架上设有用于输送托盘的下输送组件和上输送组件，以及与下输送组件配合的用于将托盘垂直升降的升降组件；所述的托盘放置工位位于下输送组件的前端，所述的取料工位位于上输送组件的后端，所述的托盘回收工位位于上输送组件的前端；装载物料模块的托盘由托盘放置工位输送至取料工位进行取料，取料完成后的托盘被输送至托盘回收工位；所述的送料装置包括由送料机械手控制的第一吸取组件，所述的第一吸取组件作用于取料工位上的托盘以将其上的物料模块进行吸取后送至输送机构，第一吸取组件上设有多个第一取料头；所述的输送机构上具有上料轨道，物料模块通过上料轨道输送至测试装置上；所述的测试装置包括一分拣机械手，分拣机械手上设有第二吸取组件，第二吸取组件上设有多个第二取料头；且在分拣机械手的四周分布有至少两个测试组件；测试时，所述的第二吸取组件在分拣机械手的带动下将上料轨道上的物料模块吸取后放入至测试组件上测试，待物料模块测试完成后，第二吸取组件再次将其取出后放至输出机构上；所述的输出机构上具有下料轨道，物料模块通过该下料轨道输送至包装装置上；所述的输送机构上具有两条平行的上料轨道，所述的输出机构上具有两条平行的下料轨道；每条上料轨道、下料轨道上均设有用于装载物料模块的料盘，每个料盘在分别在上料轨道、下料轨道上不断来回滑移；所述的包装装置上设有第三吸取组件和编带包装组件；所述的第三吸取组件能够沿三轴方向进行移动，且第三吸取组件上设有多个第三取料头；所述的第三吸取组件移动至下料轨道上方将物料模块吸取后再次移动以将物料模块送至编带包装组件上，所述的编带包装组件包括载带，所述的物料模块依次放置在载带上进行编带包装。

2.根据权利要求1所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：所述的托盘放置工位配置为可同时放入若干个堆叠在一起的托盘；在所述的取料工位和托盘回收工位之间还设有收取组件，取料完成后的托盘的由收取组件收取并堆叠后放置在上输送组件上以输送至托盘回收工位上。

3.根据权利要求2所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：所述的收取组件包括一位于取料工位下方的托板和位于托板两侧的升降撑杆，所述的升降撑杆位于取料工位的前方；所述托板由气缸驱动，使其能够沿机架前后移动；取料完成后的托盘由该托板带动至升降撑杆的上方，所述的升降撑杆将该托盘向上抬起；在升降撑杆的两侧还设有夹板，托盘抬起后由两侧的夹板朝机架内侧移动以将其夹取；所述的夹板所在位置对应为堆叠工位，取料完成后的托盘依次堆叠在两侧的夹板上。

4.根据权利要求1所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：所述的送料装置包括送料工作台，所述的送料机械手设在送料工作台上；所述的第一吸取组件上包括四个竖直朝下的第一取料头，每个所述的第一取料头的上端连有第一气缸，第一取料头在第一气缸作用下能够单独升降。

5.根据权利要求1所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：所述的测试装置包括测试工作台，所述的分拣机械手设在测试工作台的中心位置处；所述的第二吸取组件包括三组平行设置的操作工位，每组操作工位上设有第二气缸，单个的操作工位可在各自的第二气缸的作用下单独升降；且每组操作工位上具有四个竖直向下的第二取料头。

6.根据权利要求5所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：所述的测试组件设有四个，四个测试组件绕分拣机械手呈圆周分布。

7.根据权利要求5所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：在该测试工作台上还设有一条回收带，所述的回收带位于测试工作台的中间位置且与上料轨道垂直设置；所述回收带的端部设有回收盒；所述的吸取组件将未通过测试的物料模块放置在该回收带上并输送入至回收盒内。

8.根据权利要求1所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：所述的包装装置包括包装工作台，所述的编带包装组件连接在包装工作台的一侧上；在包装工作台上设有X轴驱动机构、Y轴驱动机构；第三吸取组件在X轴、Y轴驱动机构作用下能够沿X轴、Y轴移动；所述的第三吸取组件上还连接有一直线电缸，第三吸取组件在该直线电缸的作用下沿Z轴方向升降。

9.根据权利要求1所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：所述的第三吸取组件包括四个竖直朝下的第三取料头，每个所述的第三取料头上连接有旋转电机和升降气缸，第三取料头在旋转电机的作用下能够单独旋转，第三取料头在升降气缸的作用下能单独升降。

10.根据权利要求1所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：所述的输送机构连接在送料装置和测试装置之间，所述的输出机构连接在测试装置和包装装置之间。

11.根据权利要求1所述的自动化物料模块测试包装系统，其特征在于：所述的第一吸取组件上设有第一取料头，所述的第二吸取组件上设有第二取料头，所述的第三吸取组件上设有第三取料头；所述的第一取料头、第二取料头和第三取料头为真空吸嘴或磁嘴。

12.一种自动化物料模块测试包装方法，所述方法是基于权利要求1-11任一项所述的自动化物料模块测试包装系统；其特征在于：该方法包括以下步骤：

一：将装有物料模块的托盘堆叠后放置在托盘放置工位上进行上料；

二：上料完成后，托盘将被输送至取料工位上，然后由送料装置上的第一吸取组件对该托盘进行取料；同时取料完成的托盘将被堆叠后输送至托盘回收工位上进行收取；

三：送料装置上的第一吸取组件将吸取的物料模块送至输送机构上的上料轨道上，物料模块由上料轨道输送至测试装置上；

四：测试装置上的分拣机械手带动第二吸取组件，将上料轨道输送来的物料模块吸取，然后送至测试组件上；且当测试组件上的物料模块测试完成后，第二吸取组件将物料模块再次吸取并将测试通过的物料模块送至输出机构上；

五：输出机构上的下料轨道将物料模块输送至包装装置上，随后所述的第三吸取组件沿三轴方向移动至下料轨道上将物料模块吸取，然后再次移动以将物料模块送至包装组件上的载带上；放置在载带上的物料模块依次有序的进行编带包装；

六：重复步骤一至五，直至生产线停止。

13.根据权利要求12所述的自动化物料模块测试包装方法，其特征在于：所述的测试装置上还设有一条回收带，所述回收带的端部设有回收盒；所述的第二吸取组件将测试组件上测试完成的物料模块吸取后，将测试未通过的物料模块释放在回收带上。

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