CN113443381B - 自动上料机构及柔性多工位自动上料系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动上料机构及柔性多工位自动上料系统，解决现有技术中手工上料效率低、工作强度大，柔性差，不能适应自动化生产趋势以及多工位自动上料的问题。自动上料机构包括机架、第一输送线、第二输送线、中间输送线、暂存装置、第一拨动机构和第二拨动机构，中间输送线位于第一输送线和第二输送线之间，暂存装置固定设置于中间输送线和第二输送线之间。本发明实现了自动化上料，降低了工人的劳动强度，节省了生产成本，同时提高了生产效率；自动上料机构可以单独使用，也可以多个并排使用构成柔性多工位自动上料系统，应用在多工位生产线上。

Description

自动上料机构及柔性多工位自动上料系统

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种自动上料机构及具有该自动上料机构的柔性多工位自动上料系统。

背景技术

目前，一些生产线比如电子产品的测试线上产品的上料通常采用人工上料，人工上料工作强度大，效率低，尤其是对于多工位的生产线，每个工位都要配置工作人员进行人工上料，导致人工人本高，在高度提倡自动化及低成本的趋势下，现有人工上料的上述缺点已越来越突出。

因此，需要开发一种智能化、自动化上料机构，能够实现自动上料，尤其适用于多工位生产线的上料使用，推动装备制造、产品生产智能化、柔性化，提高生产效率。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种自动上料机构及柔性多工位自动上料系统，解决现有技术中手工上料效率低、工作强度大，柔性差、不能适应自动化生产趋势以及多工位自动上料的问题。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明所提出的自动上料机构采用以下技术方案予以实现：一种自动上料机构，包括：

机架；

第一输送线；

第二输送线；

中间输送线，其位于所述第一输送线和所述第二输送线之间；

暂存装置，其固定设置于所述中间输送线和所述第二输送线之间；

第一拨动机构，其用于当所述第一输送线上载有产品的载具到达第一预设位置时将所述载具推送到所述中间输送线上；

第二拨动机构，其用于当所述中间输送线上的所述载具达到第二预设位置时将所述载具推送到所述暂存装置上暂存，以及当暂存的所述载具上的产品被搬运后将所述载具将所述载具推送到所述第二输送线上。

所述第一拨动机构包括第一拨动块和用于驱动所述第一拨动块沿所述载具的推送方向移动的拨动气缸；

所述第二拨动机构包括第二拨动块和用于驱动所述第二拨动块沿所述载具的推送方向移动的第一单轴机器人。

所述暂存装置包括水平设置的支撑板、在所述载具的推送方向两侧对所述载具进行限位的第一限位部件和将所述载具定位在所述支撑板上的定位组件，所述第一限位部件设在所述支撑板的顶面上。

所述定位组件位于所述支撑板的下方，其包括定位销和位于所述定位销下方驱动所述定位销升降的定位气缸，所述支撑板上设有供所述定位销穿过的避让孔，所述暂存装置还包括第二限位部件，用于限制所述支撑板上的所述载具向上运动。

所述自动上料机构还包括：产品搬运机构，用于将暂存的所述载具上的产品搬运至处理位置，以及将所述处理位置上的产品重新搬运至所述第二输送线上的所述载具上，其包括产品抓取模组和用于驱动所述产品抓取模组移动的移动模组。

所述产品抓取模组包括安装板、布设安装在所述安装板上的多个吸盘组件及多个弹性定位部件，所述弹性定位部件与所述吸盘组件交替设置，当所述产品被吸取在所述吸盘组件上时，所述弹性定位部件处于压缩态并抵靠在所述产品上使所述产品保持水平。

所述移动模组包括第二单轴机器人、设在所述第二单轴机器人上的气缸和设在所述气缸上的旋转气缸，所述产品抓取模组设在所述旋转气缸的旋转缸体上。

所述第一输送线、所述第二输送线以及所述中间输送线内均设有顶升机构，用于将对应输送线上的所述载具顶升至预设推送高度；所述顶升机构包括顶升板和位于所述顶升板下方驱动所述顶升板升降的顶升气缸。

所述顶升机构还包括：

定位装置，用于对所述顶升板的升降动作进行导向定位；

挡料装置，其设在所述顶升板的侧部，用于对所述顶升板上的所述载具进行止挡。

本发明还提出了一种柔性多工位自动上料系统，包括多个上述的自动上料机构，多个所述自动上料机构并排设置，且任意两相邻所述自动上料机构中，其中一所述自动上料机构的所述第一输送线的入口、所述第二输送线的入口、所述中间输送线的入口分别对应与另一所述自动上料机构的所述第一输送线的出口、所述第二输送线的进口、所述中间输送线的进口相衔接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：

1、本发明一种自动上料机构，通过设置第一输送线、第二输送线及中间输送线实现载具及产品的自动上料，同时设置第一拨动机构和第二拨动机构实现载具在不同输送线之间流转，设置暂存装置在产品进行处理时对空载具进行暂存，从而实现了自动化上料代替手动上料，降低了工人的劳动强度，节省了生产成本，同时提高了生产效率；

2、本发明自动上料机构可以单独使用，也可以多个并排使用构成柔性多工位自动上料系统，应用在多工位生产线上，多个柔性自动上料机构并排使用时，每个机构运动轨迹相同，并且任意单个机构出现故障时，都可以单独停止，不影响其它机构的运行，可实现停机不影响其它工站的维护。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为本发明实施例中自动上料机构的立体图；

图2为本发明实施例中自动上料机构省略机架护板后立体图；

图3为本发明实施例中自动上料机构运动说明图；

图4为本发明实施例中第一输送线立体图；

图5为本发明实施例中暂存装置立体图；

图6为本发明实施例中产品搬运机构立体图；

图7为本发明实施例中产品抓取模组立体图；

图8为本发明实施例中顶升机构立体图；

图9为本发明实施例中柔性多工位自动上料系统立体图。

附图标记：

1、自动上料机构；100、机架；110、架体；120、护板；200、第一输送线；210、支架；220、皮带线；300、第二输送线；400、中间输送线；500、暂存装置；510、支撑板；520、第一限位部件；530、定位组件；531、定位销；532、定位气缸；540、第二限位部件；550、安装板；600、第一拨动机构；610、第一拨动块；620、拨动气缸；700、第二拨动机构；710、第二拨动块；720、第一单轴机器人；800、产品搬运机构；810、产品抓取模组；811、安装板；812、吸盘组件；813、弹性定位部件；814、等高销；815、直线轴承；816、过渡连接板；820、移动模组；821、第二单轴机器人；822、气缸；823、旋转气缸；900、顶升机构；910、顶升板；911、定位孔；920、顶升气缸；930、定位装置；940、挡料装置；941、阻挡块；942、阻挡气缸；950、固定支架。

2、载具。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、 “内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

参照图1至图7，本实施例自动上料机构1，应用于对电子产品比如耳机进行测试的测试生产线上，包括机架100、第一输送线200、第二输送线300、中间输送线400、暂存装置500、第一拨动机构600和第二拨动机构700。

机架100是本实施例整个机构的主要支撑基体，也作为其他各零部件的安装基体，其主要包括架体110和安装在架体110上的多个护板120，护板120将部分零部件遮挡，起到保护作用。

第一输送线200、第二输送线300和中间输送线400均用于输送，其中中间输送线400位于第一输送线200和第二输送线300之间。本实施例中如图1和图2所示，第一输送线200、第二输送线300和中间输送线400沿横向并排设置，第一输送线200用来输送空的载具2，即未装载待测产品的载具，并在载具2到达上料位置时向载具2上装载待测产品，中间输送线400用来输送载有待测产品的载具2，第二输送线300用来输送载有已测产品的载具2，将载具2输送至下料位置进行产品下料。中间输送线400和第二输送线300分别用来输送载有待测产品的载具2和载有已测产品的载具2，从而可避免载有待测产品的载具2和载有已测产品的载具串线，导致无法分辨哪些产品已测，哪些产品待测。

第一输送线200、第二输送线300和中间输送线400的结构相近，本实施例中均采用标准皮带线。以第一输送线200为例，如图4所示，其包括支架210和标准的皮带线220。

暂存装置500作为载有待测产品的载具2的等待工位，其固定设置于中间输送线400和第二输送线300之间。由于产品在测量设备内进行测试需要一定的时间，则当前一产品未测试完时，载有后一待测产品的后一载具2到达第二输送线300之前可在暂存装置500进行暂存等待进行产品检测，待前一产品测试完后，立即将后一产品搬运至测试设备内，以进一步提高测试效率。

第一拨动机构600用于当第一输送线200上载有待测产品的载具2到达第一预设位置（如图3所示的A位置）时将载有待测产品的载具2推送到中间输送线400上，具体推送到如图3所示中间输送线400上的B位置；第二拨动机构700用于当中间输送线400上载有待测产品的载具2达到第二预设位置（如图3所示的C位置）时将载具2推送到暂存装置500上（如图3中所示的D位置）进行暂存，以及当暂存装置500上暂存的载具2上的产品被搬运走后将空的载具推送到第二输送线300上，具体推送到如图3所示第二输送线300上的E位置，等待承载已测产品，载具2的运动轨迹如图3中粗箭头所示。

进一步地，如图1至图3所示，由于第一拨动机构600的动作简单、单一，本实施例中其包括第一拨动块610和用于驱动第一拨动块610沿载具2的推送方向移动的拨动气缸620。第一拨动块610固设在拨动气缸620的活塞杆输出端上，拨动气缸620工作时带动第一拨动块610将载有待测产品的载具2由第一输送线200的A位置推送到中间输送线400上的B位置，推送后复位等待推送后一载有待测产品的载具2。拨动气缸620可通过一支架固设在中间输送线400的架体上。

由于第二拨动机构700的动作较为复杂，至少要推送至两个位置，本实施例中第二拨动机构700包括第二拨动块710和用于驱动第二拨动块710沿载具2的推送方向移动的第一单轴机器人720，第二拨动块710固连在第一单轴机器人720的移动部件输出端上，第一单轴机器人720可固设在机架100上。单轴机器人也称单轴机械手、电动滑台、线性模组或单轴驱动器，可以实现直线移载、搬运，且设置有伺服电机或步进电机，可以实现任意位置的停止，且定位精度高。

如图5所示，暂存装置500包括水平设置的支撑板510、在载具2的推送方向两侧对载具2进行限位的第一限位部件520和将载具2定位在支撑板510上的定位组件530，第一限位部件520设在支撑板510的顶面上，支撑板510通过两侧的安装板550固设在中间输送线400的架体上和第二输送线300的架体上。

本实施例中第一限位部件520为条形的限位板，通过螺丝固设在支撑板510的顶面上，在载具2被推送至暂存装置500上的过程中，对载具2起到限位和导向作用，使其平稳的推送。

定位组件530位于支撑板510的下方，其包括定位销531和位于定位销531下方驱动定位销531升降的定位气缸532，定位销531具体固连在定位气缸532的活塞杆顶端上，支撑板510上设有供定位销531穿过的避让孔511，载具2未到达暂存装置500上之前，定位销531的顶端处于支撑板510顶面的下方，以避免干涉载具2的推送，当载具2在支撑板510上被推送到位时，定位销531在定位气缸532的带动下升起，插至载具2上对应设置的对应孔内实现对载具2的定位。

由于载具2到达支撑板510上后，很难保证定位销531能与载具2上的定位孔准确对正，则存在定位销531上升时与定位孔错开使载具2被向上顶起的风险，进而存在载具2被顶翻的风险，为避免此问题，本实施例中暂存装置500还包括第二限位部件540，用于限制支撑板510上的载具2向上运动。具体地，本实施例中第二限位部件540为固设在第一限位部件520上方的条形限位块，两第一限位部件520上均设置有该第二限位部件540，各第二限位部件540至少部分位于载具2的上方空间中，当载具2具有向上运动的趋势时，第二限位部件540对其起到止挡作用。

为进一步提高本实施自动上料机构的自动化程度，以进一步提高生产效率，本实施例中产品的搬运，比如将产品搬运至测试设备内或者测试设备内已测完产品搬运至空的载具2上，本实施例中采用产品搬运机构800进行搬运。具体地，产品搬运机构800用于将暂存装置500上暂存的载具2上的产品搬运至处理位置（本实施例中为测试设备的测试位置），以及将处理位置（本实施例中为测试设备的测试位置）上已测产品重新搬运至第二输送线300上空的载具2上，其包括产品抓取模组810和用于驱动产品抓取模组810移动的移动模组820。

产品抓取模组810可以是现有技术中的机械手抓取机构，移动模组820可以是现有技术中的常用移动机构。

进一步地，对于产品抓取模组810，如图6和图7所示，本实施例中采用吸盘抓取，包括安装板811、布设安装在安装板811上的多个吸盘组件812及多个弹性定位部件813，弹性定位部件813与吸盘组件812交替设置，当产品被吸取在吸盘组件812上时，弹性定位部件813在产品的挤压作用下处于压缩态并抵靠在产品上使产品保持水平。之所以设置弹性定位部件813，是由于产品被吸盘组件812吸起来以后，由于各吸盘组件812的位置精度难以保证一致，吸盘压缩量也难以保证一致，导致产品被吸起来以后难以保证处于水平状态，若产品不能保持水平，则将其置于测量位置时可能存在产品定位不准，影响测试精准性的可能，则通过设置弹性定位部件813，在产品被被吸起来以后若产品倾斜，在弹性定位部件813的形变恢复力下会挤压产品使其尽可能趋于水平。

具体地，弹性定位部件813为弹簧，在安装板811上固设有与弹性定位部件813一一对应的直线轴承815，直线轴承815内滑动配合有等高销814，即等高销814可相对直线轴承815上下滑动，弹性定位部件813套设在等高销814上并夹设在等高销814与直线轴承815之间，通过等高销814相对直线轴承815的升降使弹簧产生形变，通过弹簧的形变恢复力对吸取的工件产生向下的挤压作用，安装板811通过螺丝固定在过渡连接板816上，过渡连接板816通过螺丝固定在移动模组820上。

具体地，如图6所示，本实施例中移动模组820包括第二单轴机器人821、设在第二单轴机器人821上的气缸822和设在气缸822上的旋转气缸823，产品抓取模组810具体通过其过渡连接板816连接在旋转气缸823的旋转缸体上。由于第一输送线200、中间输送线400和第二输送线300沿横向并排设置，则第二单轴机器人821沿横向水平设置，即其直线运动方向沿三条输送线的排列方向，气缸822具体为滑台气缸，其活塞杆滑动方向沿竖直方向，旋转气缸823位于气缸822的下方，其旋转缸体在水平面内旋转，实现对产品在水平内的旋转。本实施例中的移动模组，通过第二单轴机器人821、气缸822和旋转气缸823可以实现产品的旋转、升降和水平直线移动，使产品的位置变化更为灵活，从而扩大其使用范围。

为便于载具2在相邻输送线之间的推送，本实施例中第一输送线200、第二输送线300以及中间输送线400内均设有顶升机构900，用于将对应输送线上的载具2顶升至预设推送高度。在各输送线处于正常输送状态时，顶升机构900下降回位处于输送高度的下方，以防止干涉载具2的输送，当要推送载具2时，顶升机构900顶升载具2使其位置抬高以顺利越过所在输送线推送至相邻输送线。

进一步地，如图8所示，本实施例中顶升机构900包括顶升板910和位于顶升板910下方驱动顶升板910升降的顶升气缸920，顶升气缸920通过固定支架950固设在对应的输送线架体上。

顶升机构还包括定位装置930，用于对顶升板910的升降动作进行导向定位。如图8所示，定位装置930为定位气缸，其数量为两个，设在顶板板910一组对角位置处，顶升板910上对应设有定位孔911，当然，定位装置930也可以为其他结构，比如定位导柱等。

为进一步对载具2进行止挡，防止其脱离顶升板910，本实施例中顶升机构900还包括挡料装置940，其设在顶升板910的侧部，用于对顶升板910上的载具2进行止挡。挡料装置940具体包括阻挡块941和阻挡气缸942，阻挡气缸942驱动阻挡块941升降以实现止挡和解除止挡。

参照图9，本实施例还提出了一种柔性多工位自动上料系统，适用于多工位测试线，包括多个自动上料机构1，多个自动上料机构1与测试线的多个工位一一对应，自动上料机构1参见本发明自动上料机构的实施例及附图1至图8的描述，在此不再赘述。多个自动上料机构1并排设置，本实施例中具体沿纵向并排设置，且任意两个相邻自动上料机构1中，其中一自动上料机构1的第一输送线200的入口、第二输送线300的入口、中间输送线400的入口分别对应与另一自动上料机构1的第一输送线200的出口、第二输送线300的进口、中间输送线400的进口相衔接。即两个相邻自动上料机构1中，第一个自动上料机构1的第一输送线200的入口与第二个自动上料机构1的第一输送线200的出口相衔接，第一个自动上料机构1的第二输送线300的入口与第二个自动上料机构1的第二输送线300的出口相衔接，第一个自动上料机构1的中间输送线400的入口与第二个自动上料机构1的中间输送线400的出口相衔接，从而实现有机整体。

产品由始端自动上料机构1的第一输送线200上装载在空的载具2上，当第一输送线200上载有待测产品的载具2到达第一预设位置（如图3所示的A位置）时，由第一拨动机构600将载有待测产品的载具2推送到中间输送线400上的B位置，当中间输送线400上载有待测产品的载具2达到第二预设位置（如图3所示的C位置）时，由第二拨动机构700将载有待测产品的载具2推送到暂存装置500上（如图3中所示的D位置）进行暂存，当暂存装置500上暂存的载具2上的产品被搬运走后第二拨动机构700将空的载具2继续推送到第二输送线300上的E位置，产品测试完毕后，由产品搬运机构800搬运产品重新放置在E位置上空的载具2上，继续沿下游自动上料机构1的第二输送线300输送至下料位置进行下料，下料后空的载具2可由第一输送线200回传输送至始端自动上料机构1的第一输送线200上料位置。始端自动上料机构1的中间输送线400上装载有待测产品的载具2除满足自身工位需要外，还顺次向下游自动上料机构1的中间输送线400上输送以满足下游各工位的测试需要，实现多工位同步测试，进一步提高测试生产效率，同时实现了载有待测产品的载具2和载有已测产品的载具2的分流输送，避免串线。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动上料机构，其特征在于，包括：

机架；

第一输送线；

第二输送线；

中间输送线，其位于所述第一输送线和所述第二输送线之间；

暂存装置，其固定设置于所述中间输送线和所述第二输送线之间；

第一拨动机构，其用于当所述第一输送线上载有产品的载具到达第一预设位置时将所述载具推送到所述中间输送线上；

第二拨动机构，其用于当所述中间输送线上的所述载具达到第二预设位置时将所述载具推送到所述暂存装置上暂存，以及当暂存的所述载具上的产品被搬运后将所述载具推送到所述第二输送线上。

2.根据权利要求1所述的自动上料机构，其特征在于，

所述第一拨动机构包括第一拨动块和用于驱动所述第一拨动块沿所述载具的推送方向移动的拨动气缸；

所述第二拨动机构包括第二拨动块和用于驱动所述第二拨动块沿所述载具的推送方向移动的第一单轴机器人。

3.根据权利要求1所述的自动上料机构，其特征在于，

所述暂存装置包括水平设置的支撑板、在所述载具的推送方向两侧对所述载具进行限位的第一限位部件和将所述载具定位在所述支撑板上的定位组件，所述第一限位部件设在所述支撑板的顶面上。

4.根据权利要求3所述的自动上料机构，其特征在于，

所述定位组件位于所述支撑板的下方，其包括定位销和位于所述定位销下方驱动所述定位销升降的定位气缸，所述支撑板上设有供所述定位销穿过的避让孔，所述暂存装置还包括第二限位部件，用于限制所述支撑板上的所述载具向上运动。

5.根据权利要求1所述的自动上料机构，其特征在于，所述自动上料机构还包括：产品搬运机构，用于将暂存的所述载具上的产品搬运至处理位置，以及将所述处理位置上的产品重新搬运至所述第二输送线上的所述载具上，其包括产品抓取模组和用于驱动所述产品抓取模组移动的移动模组。

6.根据权利要求5所述的自动上料机构，其特征在于，

所述产品抓取模组包括安装板、布设安装在所述安装板上的多个吸盘组件及多个弹性定位部件，所述弹性定位部件与所述吸盘组件交替设置，当所述产品被吸取在所述吸盘组件上时，所述弹性定位部件处于压缩态并抵靠在所述产品上使所述产品保持水平。

7.根据权利要求5或6所述的自动上料机构，其特征在于，

所述移动模组包括第二单轴机器人、设在所述第二单轴机器人上的气缸和设在所述气缸上的旋转气缸，所述产品抓取模组设在所述旋转气缸的旋转缸体上。

8.根据权利要求1所述的自动上料机构，其特征在于，

所述第一输送线、所述第二输送线以及所述中间输送线内均设有顶升机构，用于将对应输送线上的所述载具顶升至预设推送高度，所述顶升机构包括顶升板和位于所述顶升板下方驱动所述顶升板升降的顶升气缸。

9.根据权利要求8所述的自动上料机构，其特征在于，所述顶升机构还包括：

定位装置，用于对所述顶升板的升降动作进行导向定位；

挡料装置，其设在所述顶升板的侧部，用于对所述顶升板上的所述载具进行止挡。

10.一种柔性多工位上料系统，其特征在于，包括多个权利要求1至9中任一项所述的自动上料机构，多个所述自动上料机构并排设置，且任意两相邻所述自动上料机构中，其中一所述自动上料机构的所述第一输送线的入口、所述第二输送线的入口、所述中间输送线的入口分别对应与另一所述自动上料机构的所述第一输送线的出口、所述第二输送线的进口、所述中间输送线的进口相衔接。

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