CN112405338B - 一种铝基片研磨机自动上下料装置及上下料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝基片研磨机自动上下料装置及上下料方法，包括小车进出轨支架和铝基片自动取放小车，铝基片自动取放小车支撑在小车进出轨支架上，并沿研磨机下平台做圆周运动；铝基片自动取放小车上吸嘴装置设在升降平移机构上，料盒设在导轨上；吸嘴装置由气缸驱动连杆机构对准导轨料盒上待抓取的铝基片，由控制系统分别控制升降平移机构驱动铝基片自动取放小车升降平移，控制吸嘴装置进行旋转运动；实现铝基片在研磨机的上下料。装置结构紧凑，可同时自动完成铝基片的取放操作，速度快，效率高，节省了人力成本，提升了铝基片研磨上下料的自动化水平。

Description

一种铝基片研磨机自动上下料装置及上下料方法
技术领域
本发明属于自动化技术领域，涉及一种铝基片研磨机自动上下料装置及上下料方法，主要用于但不限于先进电子制造、电子信息等领域。
背景技术
机械硬盘由于其数据可恢复、存储时间长以及高性价比的特点，在大容量数据中心等应用领域有固态硬盘不可替代的优势，特别是随着云服务、云计算等互联网服务平台的高速发展，机械硬盘的出货量仍保持着强劲的势头。铝基片是制造机械硬盘盘片的主要原材料之一，随着硬盘容量的不断增加以及铝基片厚度的不断减小，单个硬盘的盘片数量不断增加，因此对铝基片的需求也越来越高。
铝基片研磨是加工硬盘盘片的重要工艺，为了保证同批盘片厚度的一致性，目前行业内普遍采用多片盘片在一台研磨机同时进行研磨的方法。由于铝基片在研磨机内摆放位置的特殊要求以及受研磨机结构的影响，目前国内仍采用人工进行上下料的方式。人工上下料的方式不仅工人劳动强度大，人力成本高，而且效率不高，已难以满足目前行业发展需求，需要开发一种高效的自动上下料系统。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种铝基片研磨机自动上下料装置及上下料方法，满足铝基片研磨上下料过程对自动化以及高效率的要求。采用本发明方法速度快，效率高，节省了人力成本，提升了铝基片研磨上下料的自动化水平。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
根据本发明实施例提供的一种铝基片研磨机自动上下料装置，包括小车进出轨支架和铝基片自动取放小车，铝基片自动取放小车支撑在小车进出轨支架上，并沿研磨机下平台做圆周运动；
所述铝基片自动取放小车上设有升降平移机构、吸嘴装置、导轨和料盒；所述吸嘴装置设在升降平移机构上，料盒设在导轨上；吸嘴装置由气缸驱动连杆机构对准导轨料盒上待抓取的铝基片，由控制系统分别控制升降平移机构驱动铝基片自动取放小车升降平移，控制吸嘴装置进行旋转运动；实现铝基片在研磨机的上下料。
作为优选，所述吸嘴装置设在铝基片自动取放小车的小车支架上，吸嘴装置包括吸嘴支架、旋转电机和图像采集相机，吸嘴支架上设有若干个沿其周向布置的连杆机构，连杆机构上设有气缸，端部铰接有吸嘴。
作为优选，所述导轨设在铝基片自动取放小车上并与吸嘴装置对应，料盒通过料盒驱动电机驱动沿导轨做径向的往复直线运动，每运动一次吸嘴装置进行一次取料或放料操作。
作为优选，所述导轨上的料盒分为用来装待研磨的铝基片的料盒和用来装研磨后的铝基片的料盒。
所述导轨上的料盒设有放置铝基片分隔栏，铝基片盘面沿导轨径向放置。
作为优选，所述升降平移机构包括设在小车支架上的升降电机和与其连接的螺杆啮合齿轮机构；以及设在小车支架上的小车驱动电机和与其连接的齿轮传动机构。
作为优选，所述研磨机下平台设有外齿圈和内齿圈，小车支架上设有驱动小车支架进行水平方向运动的小车驱动电机，小车驱动电机驱动与外齿圈啮合的齿轮沿内齿圈和外齿圈限定的方向进行圆周运动，每运动一周完成一次铝基片的取放操作。
相应地，本发明还提供了一种所述装置的铝基片研磨机自动上下料方法，包括如下步骤：
S1，铝基片自动取放小车在小车驱动电机驱动下沿齿圈做圆周运动，同时图像采集相机采集视场内图像，进行目标识别；
S2，铝基片自动取放小车根据目标定位信息停到取放铝基片位置；
S3，吸嘴支架根据定位信息旋转，使吸嘴对准待拾取铝基片料盒；
S4，升降电机驱动吸嘴支架下降，到达拾取位置，拾取铝基片；
S5，升降电机驱动吸嘴支架上升，旋转电机驱动吸嘴支架旋转到达待放铝基片位置；气缸收缩，吸嘴转动对准放置研磨后的铝基片料盒；
S6，控制吸嘴对准方向的气缸收缩，带动连杆机构使吸嘴转动对准放置研磨后铝基片料盒；吸嘴支架下降，释放铝基片；
S7，升降电机驱动吸嘴支架上升，到达准备放铝基片位置；
S8，旋转电机驱动吸嘴支架旋转，驱动另外一组铝基片到达料盒所在位置；
S9，重复步骤S6～S8，直到将所有铝基片放入料盒；
S10，旋转电机驱动吸嘴支架旋转，使吸嘴到达放置待研磨铝基片料盒位置；
S11，升降电机驱动吸嘴支架下降，到达铝基片放置位置，吸取铝基片；
S12，升降电机驱动吸嘴支架上升，到达准备放铝基片位置；
S13，旋转电机驱动吸嘴支架旋转，使另外一组吸嘴到达放置待研磨铝基片料盒位置；
S14，重复步骤S11～S13，直到所有吸嘴都吸取了铝基片；
S15，控制吸嘴对准方向的气缸伸长，带动连杆机构使吸嘴转动对准铝基片放置位置；
S16，升降电机驱动吸嘴支架下降，到达准备放片位置，释放铝基片；
S17，升降电机驱动吸嘴支架上升，到达初始位置；
S18，重复步骤S2～S17，进行下一个位置的盘片拾取和摆放，直至研磨机上所有位置的铝基片取放完成；
S19，铝基片自动取放小车由进出轨支架退出到研磨机外初始位置，等待操作指令。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.本发明是行业内首款针对铝基片研磨机的自动化上下料装置，降低了工人劳动强度，节省了人力成本。
2.本发明上下料装置结构紧凑，可同时自动完成铝基片的取放操作，自动化程度高。
3.本发明所述装置的自动上下料方法速度快，效率高，提高了研磨产量。
由于本发明具有上述优点，可以作为多种领域自动上下料的一种通用解决方案，此装置结构紧凑、功能独立、自动化程度高，可以方便实现相关领域产线的功能升级或自动化改造。
附图说明
图1是本发明的系统整体示意图；
图2(a)、2(b)是本发明的铝基片自动取放小车结构示意图；
图3是本发明的吸嘴支架结构示意图。
图中：1、小车进出轨支架；2、铝基片自动取放小车；3、内齿圈；4、外齿圈；5、研磨机下平台；6、小车支架；7、旋转电机；8、吸嘴支架；9、料盒；10、图像采集相机；11、铝基片；12、升降电机；13、小车驱动电机；14、料盒驱动电机；15、气缸；16、连杆机构；17、吸嘴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
如图1结合图2(a)、2(b)、图3所示，本发明铝基片研磨机自动上下料装置，包括小车进出轨支架1、研磨机下平台5和铝基片自动取放小车2，铝基片自动取放小车2支撑在小车进出轨支架1上；铝基片自动取放小车2包括小车支架6、吸嘴支架8、旋转电机7和图像采集相机10，用于拾取研磨机下平台5料盒9上的铝基片11。旋转电机7设置在小车支架6中部，旋转电机7外周连接吸嘴支架8，吸嘴支架8上均布8个沿其周向布置的连杆机构16，连杆机构16上设有气缸15，端部铰接有吸嘴17。由气缸驱动的连杆机构控制对准铝基片11抓取方向；小车支架6的侧部还设有升降电机12，由升降电机驱动小车支架6分别进行旋转和升降运动。小车支架中心安装有一个图像采集相机10，图像采集相机10设在旋转电机7下方；完成目标的识别定位功能。图像采集相机10将信息传递至控制系统，控制系统分别控制升降电机12、小车驱动电机13做小车支架6的升降平移，控制料盒驱动电机14驱动料盒9沿导轨平移运动，控制旋转电机7驱动吸嘴装置进行旋转运动；实现铝基片11在研磨机的上下料。
在铝基片自动取放小车2上安装有四个放置铝基片的料盒9，其中两个料盒用来装待研磨的铝基片11，两个料盒装研磨后的铝基片11。料盒9设在铝基片自动取放小车2的导轨中，导轨上的料盒9设有放置铝基片11分隔栏，铝基片11盘面沿导轨径向放置。料盒由料盒驱动电机14驱动沿导轨做径向的往复直线运动，每运动一次进行一次取料或放料操作。
铝基片自动取放小车2由小车驱动电机13驱动与外齿圈3啮合的齿轮进行沿研磨机内齿圈3和外齿圈4限定的方向进行圆周运动，每运动一周完成一次铝基片的取放操作。
小车支架6上装有两个电机，一个为驱动支架进行垂直方向的运动的升降电机12，进行小车进出轨的高度调节；另外一个为驱动支架进行水平方向的运动的小车驱动电机13，进行小车进出轨的运动。
相应地，本发明进而给出了一种所述装置的铝基片研磨机自动上下料方法，包括如下步骤：
1)铝基片自动取放小车2沿小车进出轨支架1进入研磨机内外齿圈确定的轨道；
2)铝基片自动取放小车2在小车电机驱动13下进行沿齿圈的圆周运动，同时图像采集相机10采集视场内图像，进行目标识别；
3)如果没有识别到目标，铝基片自动取放小车2沿圆周继续前进；如果识别到目标，铝基片自动取放小车2根据目标定位信息停到取放铝基片11的位置；
4)驱动吸嘴支架8旋转运动的旋转电机7根据定位信息旋转特定角度，使吸嘴17对准待拾取铝基片11；
5)驱动吸嘴支架8升降运动的升降电机12驱动吸嘴支架8做下降运动，到达拾取位置，拾取铝基片11；
6)驱动吸嘴支架8升降运动的升降电机12驱动吸嘴支架8做上升运动，到达准备放铝基片11的位置；
7)控制吸嘴17对准方向的气缸15收缩，带动连杆机构16使吸嘴17转动对准放置研磨后的铝基片11的料盒9；
8)料盒9由料盒驱动电机14驱动到达铝基片11放置位置；
9)驱动吸嘴支架8升降运动的升降电机12驱动吸嘴支架8做下降运动，到达铝基片11放置位置，释放铝基片11；
10)驱动吸嘴支架8升降运动的升降电机12驱动吸嘴支架8做上升运动，到达准备放铝基片11位置；
11)驱动吸嘴支架6旋转运动的旋转电机7旋转特定角度，驱动另外一组铝基片11到达料盒9所在位置；
12)重复步骤8)～11)，直到将所有铝基片11放入料盒9；
13)驱动吸嘴支架6旋转运动的旋转电机7旋转特定角度，使吸嘴17到达放置待研磨料料盒9的位置；
14)驱动吸嘴支架8升降运动的升降电机12驱动吸嘴支架8做下降运动，到达铝基片11放置位置，吸取铝基片11；
15)驱动吸嘴支架8升降运动的升降电机12驱动吸嘴支架8做上升运动，到达准备放铝基片11位置；
16)驱动吸嘴支架8旋转运动的旋转电机7旋转特定角度，使另外一组吸嘴到达放置待研磨铝基片11料盒9的位置；
17)重复步骤14)～16)，直到所有吸嘴都吸取了铝基片11；
18)控制吸嘴17对准方向的气缸15伸长，带动连杆机构16使吸嘴转动对准铝基片11放置位置；
19)驱动吸嘴支架8升降运动的升降电机12驱动吸嘴支架8做下降运动，到达铝基片11放置位置，释放铝基片11；
20)驱动吸嘴支架8升降运动的升降电机12驱动吸嘴支架8做上升运动，到达初始位置；
21)重复步骤2)～20)，进行下一个位置的铝基片11拾取和摆放，直至研磨机上所有位置的铝基片11取放完成；
22)铝基片自动取放小车2由小车进出轨支架1退出到研磨机外初始位置，等待操作指令，至此完成了铝基片研磨机自动上下料过程。
本发明上下料装置结构紧凑，可同时自动完成铝基片的取放操作，速度快，效率高，节省了人力成本，提升了铝基片研磨上下料的自动化水平。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种铝基片研磨机自动上下料装置，其特征在于，包括小车进出轨支架(1)和铝基片自动取放小车(2)，铝基片自动取放小车(2)支撑在小车进出轨支架(1)上，并沿研磨机下平台(5)做圆周运动；
所述铝基片自动取放小车(2)上设有升降平移机构、吸嘴装置、导轨和料盒(9)；所述吸嘴装置设在升降平移机构上，料盒(9)设在导轨上；导轨设在铝基片自动取放小车(2)上并与吸嘴装置对应，料盒(9)通过料盒驱动电机(14)驱动沿导轨做径向的往复直线运动，每运动一次吸嘴装置进行一次取料或放料操作；
吸嘴装置由气缸驱动连杆机构(16)对准导轨料盒(9)上待抓取的铝基片(11)，由控制系统分别控制升降平移机构驱动铝基片自动取放小车(2)升降平移，控制吸嘴装置进行旋转运动；实现铝基片(11)在研磨机的上下料。
2.根据权利要求1所述的一种铝基片研磨机自动上下料装置，其特征在于，所述吸嘴装置设在铝基片自动取放小车(2)的小车支架(6)上，吸嘴装置包括吸嘴支架(8)、旋转电机(7)和图像采集相机(10)，吸嘴支架(8)上设有若干个沿其周向布置的连杆机构(16)，连杆机构(16)上设有气缸(15)，端部铰接有吸嘴(17)。
3.根据权利要求1所述的一种铝基片研磨机自动上下料装置，其特征在于，所述导轨上的料盒(9)分为用来装待研磨的铝基片(11)的料盒和用来装研磨后的铝基片(11)的料盒。
4.根据权利要求1所述的一种铝基片研磨机自动上下料装置，其特征在于，所述导轨上的料盒(9)设有放置铝基片(11)分隔栏，铝基片(11)盘面沿导轨径向放置。
5.根据权利要求1所述的一种铝基片研磨机自动上下料装置，其特征在于，所述升降平移机构包括设在小车支架(6)上的升降电机(12)和与其连接的螺杆啮合齿轮机构；以及设在小车支架(6)上的小车驱动电机(13)和与其连接的齿轮传动机构。
6.根据权利要求1所述的一种铝基片研磨机自动上下料装置，其特征在于，所述研磨机下平台(5)设有外齿圈(4 )和内齿圈(3)，小车支架(6)上设有驱动小车支架进行水平方向运动的小车驱动电机(13)，小车驱动电机(13)驱动与外齿圈(4)啮合的齿轮沿内齿圈(3)和外齿圈(4)限定的方向进行圆周运动，每运动一周完成一次铝基片的取放操作。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述装置的铝基片研磨机自动上下料方法，包括如下步骤：
S1，铝基片自动取放小车在小车驱动电机驱动下沿齿圈做圆周运动，同时图像采集相机采集视场内图像，进行目标识别；
S2，铝基片自动取放小车根据目标定位信息停到取放铝基片位置；
S3，吸嘴支架根据定位信息旋转，使吸嘴对准待拾取铝基片料盒；
S4，升降电机驱动吸嘴支架下降，到达拾取位置，拾取铝基片；
S5，升降电机驱动吸嘴支架上升，旋转电机驱动吸嘴支架旋转到达待放铝基片位置；气缸收缩，吸嘴转动对准放置研磨后的铝基片料盒；
S6，控制吸嘴对准方向的气缸收缩，带动连杆机构使吸嘴转动对准放置研磨后铝基片料盒；吸嘴支架下降，释放铝基片；
S7，升降电机驱动吸嘴支架上升，到达准备放铝基片位置；
S8，旋转电机驱动吸嘴支架旋转，驱动另外一组铝基片到达料盒所在位置；
S9，重复步骤S6～S8，直到将所有铝基片放入料盒；
S10，旋转电机驱动吸嘴支架旋转，使吸嘴到达放置待研磨铝基片料盒位置；
S11，升降电机驱动吸嘴支架下降，到达铝基片放置位置，吸取铝基片；
S12，升降电机驱动吸嘴支架上升，到达准备放铝基片位置；
S13，旋转电机驱动吸嘴支架旋转，使另外一组吸嘴到达放置待研磨铝基片料盒位置；
S14，重复步骤S11～S13，直到所有吸嘴都吸取了铝基片；
S15，控制吸嘴对准方向的气缸伸长，带动连杆机构使吸嘴转动对准铝基片放置位置；
S16，升降电机驱动吸嘴支架下降，到达准备放片位置，释放铝基片；
S17，升降电机驱动吸嘴支架上升，到达初始位置；
S18，重复步骤S2～S17，进行下一个位置的盘片拾取和摆放，直至研磨机上所有位置的铝基片取放完成；
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