CN112794062A - 一种自动上下料设备及自动上下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动上下料设备及自动上下料方法，设备包括机架、设置在机架上的上下料机构及移料机构；上下料机构具有上料组件及下料组件，上料组件及下料组件并排设置在机构安装板上，上料组件包括Y轴直线模组、Y轴直线导轨及升降托架，Y轴直线模组可带动升降托架沿着Y轴直线导轨往复运动，下料组件与上料组件的结构相同；移料机构包括机器人及连接机器人的吸料治具。采用本发明可实现自动上下料作业，代替手工操作，实现智能制造，提高生产效率，一个可操作多台设备，减少人力投入，且设备作业稳定，有效保障产品品质。

Description

一种自动上下料设备及自动上下料方法

技术领域

本发明涉及自动化设备的技术领域，特别是指一种自动上下料设备及自动上下料方法。

背景技术

随着智能制造的技术发展及产业升级需求，手工操作向半自动化设备发展，半自动化设备向全自动化设备发展，而早期制造企业已购置有多台半自动化设备，半自动化设备一人操作一台设备，较为占用人力，人工操作劳动强度大，易疲劳，生产效率及产品品质不稳定。为减少资金投入，充分利用现有半自动化设备资源进行产业升级，以实现智能制造，因此，急需一款自动上下料设备配套现有半自动化设备进行上料和下料作业，以减少人力需求，提高生产效率及产品品质。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可减少人力、提高生产效率的自动上下料设备。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种自动上下料设备，包括机架、设置在机架上的上下料机构及移料机构；上下料机构包括机构安装板、上料组件及下料组件；机构安装板纵向设置在机架的工作台一侧，上料组件及下料组件并排设置在机构安装板上，上料组件包括Y轴直线模组、Y轴直线导轨及升降托架，Y轴直线模组设置在机构安装板上，Y轴直线导轨设置在Y轴直线模组两侧的机构安装板上，升降托架可滑动的设置在Y轴直线导轨上且连接Y轴直线模组，使Y轴直线模组可带动升降托架沿着Y轴直线导轨往复运动，下料组件与上料组件的结构相同；移料机构包括机器人及连接机器人的吸料治具；吸料治具包括治具连接件、吸嘴安装架、真空吸嘴及吸嘴连接件，治具连接件与机器人连接，吸嘴安装架设置在治具连接件的底端，吸嘴安装架上可调整的间隔设置有多个吸嘴连接件，每一吸嘴连接件上至少设有一真空吸嘴，吸嘴安装架一侧的多个真空吸嘴形成第一吸盘，吸嘴安装架另一侧的多个真空吸嘴形成第二吸盘。

进一步，所述升降托架包括滑动板、支撑板及载板；滑动板可滑动设置在Y轴直线导轨上且与Y轴直线模组连接，支撑板固定设置在滑动板的两侧，载板设置在支撑板的顶面。

进一步，升降托架还包括抽屉滑轨及抽屉板，抽屉滑轨装设在支撑板上，抽屉板可滑动的设置在抽屉滑轨上，抽屉板的顶端固定设置在载板上，将升降托架设计成抽屉结构，方便员工取放产品。

进一步，上料组件还包括感应模组，感应模组包括感应器及安装架，安装架设置在取料位对应的机构安装板上，感应器装设在安装架上，用以感应升降托架上整叠产品的最上层产品位置，使产品的取料位置保持同一高度，便于取料准确。

进一步，所述机器人为四轴机器人或六轴机器人。

进一步，自动上下料设备还包括上部相机和/或下部相机，上部相机设置在上下料机构的上料组件上方且其镜头朝向上料组件，下部相机设置在位于移料机构行程范围内的工作台上且其镜头朝上设置。

本发明的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种可减少人力、提高生产效率的自动上下料方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种使用所述自动上下料设备的自动上下料方法，将所述自动上下料设备与半自动设备配套安装使用，将一叠带有隔板的产品放置在上下料机构的上料组件的升降托架上，启动自动上下料设备后，进行以下步骤：

步骤A：移料机构的机器人摆臂带动吸料治具到上下料机构的上方，吸料治具下降，第二吸盘从上料组件上吸取隔板后，机器人带动吸料治具旋转，吸料治具再次下降，第一吸盘从上料组件上吸取待加工产品，同时，第二吸盘将隔板放置到下料组件上；

步骤B：移料机构搬运第一吸盘的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤C：在进行步骤B的同时，上料组件的Y轴直线模组带动升降托架顶升到指定取料位置；

步骤D：移料机构带动吸料治具返回到上下料机构的上方，进行吸隔板、吸产品、放隔板的动作，并搬运产品至半自动设备的加工平台上方等待；

步骤E：产品加工完成后，移料机构带动吸料治具下降到加工平台，第二吸盘吸取加工平台上已加工的产品，吸料治具旋转后再次下降，将第一吸盘上的待加工产品放置在加工平台上；

步骤F：移料机构带动吸料治具将第二吸盘的已加工产品搬运到下料组件上，同时，第一吸盘从上料组件上吸取隔板，吸料治具旋转后再次下降，将第一吸盘上的隔板放入到下料组件上，同时，第二吸盘从上料组件上吸取待加工产品；

步骤G：移料机构搬运第二吸盘上的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤H：在进行步骤G的同时，下料组件的Y轴直线模组带动升降托架下降到指定收料位置；

重复步骤A至步骤H，直至上料组件上的产品加工完成。

本发明还可采用以下的技术方案实现：

一种使用所述自动上下料设备的自动上下料方法，将所述自动上下料设备与半自动设备配套安装使用，将一叠产品放置在上下料机构的上料组件的升降托架上，启动自动上下料设备后，进行以下步骤：

步骤A：移料机构的机器人摆臂带动吸料治具到上下料机构的上方，吸料治具下降，第一吸盘从上料组件上吸取待加工产品；

步骤B：移料机构搬运第一吸盘的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤C：在进行步骤B的同时，上料组件的Y轴直线模组带动升降托架顶升到指定取料位置；

步骤D：移料机构带动吸料治具返回到上下料机构的上方进行吸产品、并搬运产品至半自动设备的加工平台上方等待；

步骤E：产品加工完成后，移料机构带动吸料治具下降到加工平台，第二吸盘吸取加工平台上已加工的产品，吸料治具旋转后再次下降，将第一吸盘上的待加工产品放置在加工平台上；

步骤F：移料机构带动吸料治具将第二吸盘的已加工产品搬运到下料组件上，同时，第一吸盘从上料组件上吸取待加工产品；

步骤G：移料机构搬运第一吸盘上的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤H：在进行步骤G的同时，下料组件的Y轴直线模组带动升降托架下降到指定收料位置；

重复步骤A至步骤H，直至上料组件上的产品加工完成。

采用上述方案后，本发明自动上下料设备具有以下有益效果：

采用本发明可实现自动上下料作业，代替手工操作，实现智能制造，提高生产效率，一个可操作多台设备，减少人力投入，且设备作业稳定，有效保障产品品质。

本发明自动上下料设备可与所需的1台或2台半自动化设备配套安装使用，与2台半自动化设备配套安装使用时，本发明安装在两台半自动化设备之间，轮流完成两台半自动化设备的上下料动作，进一步减少人力及固定资产投入，降低生产成本。

本发明的移料机构的机器人可采用四轴机器人或六轴机器人，可在上下料机构、1台或2台加工平台等多工位上方活动，设备操作及控制更灵活，优化设备结构，减小设备体积，降低设备成本。

本发明的上下料机构采用直线模组步进顶升式、下降式结构，使其内产品的上料、下料始终处于同一高度水平，确保移料机构取料、放料准确；进一步升降托架采用抽屉结构，方便员工取放料。

本发明的吸料治具设计第一吸盘及第二吸盘，并可独立控制，以满足带有隔板隔离的堆叠产品的制作要求，使本发明具备隔板处理功能，在加工平台切换料时，收料后，吸盘治具旋转后即可放料，可进一步提高生产效率。

本发明还可进一步采用相机识别产品上料，可采用上部相机识别或下部相机识别方式，依设备结构、成本及产品加工要求选择；采用相机识别可进一步提高产品的放置位置精度，进一步提高产品的加工精度。

附图说明

图1为本发明自动上下料设备的立体图。

图2为本发明自动上下料设备的前侧图。

图3为本发明自动上下料设备的左侧图。

图4为本发明自动上下料设备的右侧图。

图5为本发明自动上下料设备的俯视图。

图6为本发明上下料机构的立体图。

图7为本发明上下料机构的仰视立体图。

图8为本发明上下料机构的前侧图。

图9为本发明上下料机构的左侧图。

图10为本发明吸料治具的立体图。

图11为本发明吸料治具的俯视图。

图12为本发明吸料治具的前侧图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

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”、“X”、“Y”、“Z”等指示的方位或位置关系为基于附图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装置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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1至图5所示，本发明是一种自动上下料设备1，包括机架10、设置在机架10上的上下料机构20及移料机构30。

如图6至图9所示，上下料机构20包括机构安装板21、上料组件22及下料组件23；机构安装板21纵向设置在机架10的工作台11一侧，上料组件22及下料组件23并排设置在机构安装板21上，上料组件22包括Y轴直线模组221、Y轴直线导轨222及升降托架223，Y轴直线模组221设置在机构安装板21上，Y轴直线导轨222设置在Y轴直线模组221两侧的机构安装板21上，升降托架223可滑动的设置在Y轴直线导轨222上且连接Y轴直线模组221，使Y轴直线模组221可带动升降托架223沿着Y轴直线导轨222往复运动。升降托架223包括滑动板2231、支撑板2232及载板2235；滑动板2231可滑动设置在Y轴直线导轨222上且与Y轴直线模组221连接，支撑板2232固定设置在滑动板2231的两侧，载板2235设置在支撑板2232的顶面，用以承载产品100。

进一步，升降托架223还可包括抽屉滑轨2234及抽屉板2235，抽屉滑轨2234装设在支撑板2232上，抽屉板2235可滑动的设置在抽屉滑轨2234上，抽屉板2235的顶端固定设置在载板2235上，将升降托架223设计成抽屉结构，方便员工取放产品。

进一步，上料组件22还包括感应模组224，感应模组224包括感应器2241及安装架2242，安装架2242设置在取料位对应的机构安装板21上，感应器2241装设在安装架2242上，用以感应升降托架223上整叠产品的最上层产品位置，使产品的取料位置保持同一高度，便于取料准确。

下料组件23与上料组件22结构相同，使用时，运行方式不同：上料组件22的Y轴直线模组221带动升降托架223依次顶升到取料位置，使产品的取料位置保持同一高度；下料组件23的Y轴直线模组带动升降托架下降到收料位置，使产品的收料位置保持同一高度。

如图1及图10至图12所示，移料机构30包括机器人31及连接机器人31的吸料治具32。机器人31可为四轴机器人或六轴机器人；吸料治具32包括治具连接件321、吸嘴安装架322、真空吸嘴323及吸嘴连接件324，治具连接件321与机器人31配合连接，吸嘴安装架322设置在治具连接件321的底端，吸嘴安装架322上可调整的间隔设置有多个吸嘴连接件324，每一吸嘴连接件324上至少设有一真空吸嘴323，吸嘴安装架322一侧的多个真空吸嘴323形成第一吸盘325，吸嘴安装架322另一侧的多个真空吸嘴323形成第二吸盘326；吸料治具32设计为通用型，真空吸嘴323依产品的吸取位置或调节安装，适用范围广。

如图1所示，进一步，自动上下料设备还包括有相机40，可选择上部相机和/或下部相机，采用相机对位可进一步提高产品放置位置的精度，进一步提高产品加工精度。上部相机(图纸中未示出)设置在上下料机构20的上料组件22的上方且其镜头朝向上料组件22，上部相机识别产品后，移料机构20再吸取产品，使本发明具备相机上料对位功能。下部相机设置在位于移料机构30行程范围内的工作台11上且其镜头朝上设置；移料机构30吸取产品后，先搬运至下部相机上方，下部相机识别产品后再搬运产品上料。

本发明自动上下料设备的操作过程及工作原理是：

使用时，将本发明自动上下料设备与所需的半自动设备如曝光机、贴合机等配套安装使用，将一叠带有隔板(或不带隔板，若产品没有采用隔板隔开，则以下有关隔板的操作均可省略)的产品放置在上下料机构20的上料组件22的升降托架223上，启动本发明自动上下料设备1后，进行以下步骤：

步骤A：移料机构30的机器人31摆臂带动吸料治具32到上下料机构20的上方，吸料治具32下降，第二吸盘326从上料组件22上吸取隔板后，机器人31带动吸料治具32旋转，吸料治具32再次下降，第一吸盘325从上料组件22上吸取待加工产品，同时，第二吸盘326将隔板放置到下料组件23上；

步骤B：移料机构30搬运第一吸盘325上的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤C：在进行步骤B的同时，上料组件22的Y轴直线模组221带动升降托架223顶升到指定取料位置；

步骤D：移料机构30带动吸料治具32返回到上下料机构20的上方，进行吸隔板、吸产品、放隔板的动作，并搬运产品至加工平台上方等待；

步骤E：产品加工完成后，移料机构30带动吸料治具32下降到加工平台，第二吸盘326吸取加工平台上已加工的产品，吸料治具32旋转后再次下降，将第一吸盘325上的待加工产品放置在加工平台上；

步骤F：移料机构30带动吸料治具32将第二吸盘326的已加工产品搬运到下料组件23上，同时，第一吸盘325从上料组件22上吸取隔板，吸料治具32旋转后再次下降，将第一吸盘325上的隔板放入到下料组件23上，同时，第二吸盘326从上料组件22上吸取待加工产品；

步骤G：移料机构30搬运第二吸盘326上的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤H：在进行步骤G的同时，下料组件23的Y轴直线模组带动升降托架下降到指定收料位置；

如上，上下料机构20和移料机构30配合依次循环运行，直至上料组件22上的产品加工完成。

采用上述方案后，本发明有益效果：

采用本发明可实现自动上下料作业，代替手工操作，实现智能制造，提高生产效率，一个可操作多台设备，减少人力投入，且设备作业稳定，有效保障产品品质。

本发明自动上下料设备可与所需的1台或2台半自动化设备配套安装使用，与2台半自动化设备配套安装使用时，本发明安装在两台半自动化设备之间，轮流完成两台半自动化设备的上下料动作，进一步减少人力及固定资产投入，降低生产成本。

本发明的移料机构的机器人可采用四轴机器人或六轴机器人，可在上下料机构、1台或2台加工平台等多工位上方活动，设备操作及控制更灵活，优化设备结构，减小设备体积，降低设备成本。

本发明的上下料机构采用直线模组步进顶升式、下降式结构，使其内产品的上料、下料始终处于同一高度水平，确保移料机构取料、放料准确；进一步升降托架采用抽屉结构，方便员工取放料。

本发明的吸料治具设计第一吸盘及第二吸盘，并可独立控制，以满足带有隔板隔离的堆叠产品的制作要求，使本发明具备隔板处理功能，在加工平台切换料时，收料后，吸盘治具旋转后即可放料，可进一步提高生产效率。

本发明还可进一步采用相机识别产品上料，可采用上部相机识别或下部相机识别方式，依设备结构、成本及产品加工要求选择；采用相机识别可进一步提高产品的放置位置精度，进一步提高产品的加工精度。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (8)

1.一种自动上下料设备，其特征在于，包括：机架、设置在机架上的上下料机构及移料机构；上下料机构包括机构安装板、上料组件及下料组件；机构安装板纵向设置在机架的工作台一侧，上料组件及下料组件并排设置在机构安装板上，上料组件包括Y轴直线模组、Y轴直线导轨及升降托架，Y轴直线模组设置在机构安装板上，Y轴直线导轨设置在Y轴直线模组两侧的机构安装板上，升降托架可滑动的设置在Y轴直线导轨上且连接Y轴直线模组，使Y轴直线模组可带动升降托架沿着Y轴直线导轨往复运动，下料组件与上料组件的结构相同；移料机构包括机器人及连接机器人的吸料治具；吸料治具包括治具连接件、吸嘴安装架、真空吸嘴及吸嘴连接件，治具连接件与机器人连接，吸嘴安装架设置在治具连接件的底端，吸嘴安装架上可调整的间隔设置有多个吸嘴连接件，每一吸嘴连接件上至少设有一真空吸嘴，吸嘴安装架一侧的多个真空吸嘴形成第一吸盘，吸嘴安装架另一侧的多个真空吸嘴形成第二吸盘。

2.如权利要求1所述的一种自动上下料设备，其特征在于：所述升降托架包括滑动板、支撑板及载板；滑动板可滑动设置在Y轴直线导轨上且与Y轴直线模组连接，支撑板固定设置在滑动板的两侧，载板设置在支撑板的顶面。

3.如权利要求2所述的一种自动上下料设备，其特征在于：升降托架还包括抽屉滑轨及抽屉板，抽屉滑轨装设在支撑板上，抽屉板可滑动的设置在抽屉滑轨上，抽屉板的顶端固定设置在载板上，将升降托架设计成抽屉结构。

4.如权利要求1所述的一种自动上下料设备，其特征在于：所述上料组件还包括感应模组，感应模组包括感应器及安装架，安装架设置在取料位对应的机构安装板上，感应器装设在安装架上。

5.如权利要求1所述的一种自动上下料设备，其特征在于：所述机器人为四轴机器人或六轴机器人。

6.如权利要求1所述的一种自动上下料设备，其特征在于：自动上下料设备还包括上部相机和/或下部相机，上部相机设置在上下料机构的上料组件上方且其镜头朝向上料组件，下部相机设置在位于移料机构行程范围内的工作台上且其镜头朝上设置。

7.一种使用如权利要求1至6中任意一项所述的一种自动上下料设备的自动上下料方法，其特征在于：将所述自动上下料设备与半自动设备配套安装使用，将一叠带有隔板的产品放置在上下料机构的上料组件的升降托架上，启动自动上下料设备后，进行以下步骤：

步骤A：移料机构的机器人摆臂带动吸料治具到上下料机构的上方，吸料治具下降，第二吸盘从上料组件上吸取隔板后，机器人带动吸料治具旋转，吸料治具再次下降，第一吸盘从上料组件上吸取待加工产品，同时，第二吸盘将隔板放置到下料组件上；

步骤B：移料机构搬运第一吸盘的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤C：在进行步骤B的同时，上料组件的Y轴直线模组带动升降托架顶升到指定取料位置；

步骤D：移料机构带动吸料治具返回到上下料机构的上方，进行吸隔板、吸产品、放隔板的动作，并搬运产品至半自动设备的加工平台上方等待；

步骤E：产品加工完成后，移料机构带动吸料治具下降到加工平台，第二吸盘吸取加工平台上已加工的产品，吸料治具旋转后再次下降，将第一吸盘上的待加工产品放置在加工平台上；

步骤F：移料机构带动吸料治具将第二吸盘的已加工产品搬运到下料组件上，同时，第一吸盘从上料组件上吸取隔板，吸料治具旋转后再次下降，将第一吸盘上的隔板放入到下料组件上，同时，第二吸盘从上料组件上吸取待加工产品；

步骤G：移料机构搬运第二吸盘上的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤H：在进行步骤G的同时，下料组件的Y轴直线模组带动升降托架下降到指定收料位置；

重复步骤A至步骤H，直至上料组件上的产品加工完成。

8.一种使用如权利要求1至6中任意一项所述的一种自动上下料设备的自动上下料方法，其特征在于：将所述自动上下料设备与半自动设备配套安装使用，将一叠产品放置在上下料机构的上料组件的升降托架上，启动自动上下料设备后，进行以下步骤：

步骤A：移料机构的机器人摆臂带动吸料治具到上下料机构的上方，吸料治具下降，第一吸盘从上料组件上吸取待加工产品；

步骤B：移料机构搬运第一吸盘的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤C：在进行步骤B的同时，上料组件的Y轴直线模组带动升降托架顶升到指定取料位置；

步骤D：移料机构带动吸料治具返回到上下料机构的上方进行吸产品、并搬运产品至半自动设备的加工平台上方等待；

步骤E：产品加工完成后，移料机构带动吸料治具下降到加工平台，第二吸盘吸取加工平台上已加工的产品，吸料治具旋转后再次下降，将第一吸盘上的待加工产品放置在加工平台上；

步骤F：移料机构带动吸料治具将第二吸盘的已加工产品搬运到下料组件上，同时，第一吸盘从上料组件上吸取待加工产品；

步骤G：移料机构搬运第一吸盘上的待加工产品到加工平台上进行加工；

步骤H：在进行步骤G的同时，下料组件的Y轴直线模组带动升降托架下降到指定收料位置；

重复步骤A至步骤H，直至上料组件上的产品加工完成。

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