CN113459438A - 自动卸料系统和自动卸料方法 - Google Patents

Abstract

本发明注塑加工领域，公开了一种自动卸料系统和自动卸料方法，其中自动卸料系统包括模具、取料装置、处理器和第一轮廓识别器，所述模具合模时制造工件，所述模具开模时，取料装置伸入所述模具内部，取下所述工件；所述第一轮廓识别器的识别方向朝向所述模具的模仁方向，用于识别所述模具的模仁轮廓，所述处理器接收所述第一轮廓识别器数据，并处理分析；所述处理器处理分析，识别后的模仁轮廓对比设定的模仁轮廓，判断工件是否残留在模仁上。实现自动取下工件，并且测出工件是否正常取出。

Description

自动卸料系统和自动卸料方法

技术领域

本发明属于注塑加工领域，特别是一种自动卸料系统和自动卸料方法。

背景技术

工业自动化作为国家重点发展的方向，工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子、计算机、机器视觉等技术领域的一门综合性技术。对于一些机械加工中往往会存在停滞的问题，例如在模具加工过程中，例如中国专利，申请号：201610242351.2，涨胎自动卸料式定子铁芯的迭压模具，其利用卸料板在模具开模和合模过程中将工件顶出，然后再复位，整个过程可以不用人工操作，但是，一旦工件没有正常取出，模具无法得出，还会正常合模，导致工件还在模具上，再次注塑时会导致模具受挤压堵塞流道甚至损坏模腔，严重影响到模具的正常生产作业。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术的缺点，提供一种自动卸料系统和自动卸料方法，实现自动取下工件，并且测出工件是否正常取出。

其技术方案如下：

自动卸料系统包括模具、取料装置、处理器和第一轮廓识别器，所述模具合模时制造工件，所述模具开模时，取料装置伸入所述模具内部，取下所述工件；

所述第一轮廓识别器的识别方向朝向所述模具的模仁方向，用于识别所述模具的模仁轮廓，所述处理器接收所述第一轮廓识别器数据，并处理分析；

所述处理器处理分析，识别后的模仁轮廓对比设定的模仁轮廓，判断工件是否残留在模仁上。

在其中一个实施例中，所述第一轮廓识别器发出激光，并收集所述模仁反射回去光线，所述处理器分析计算出所述模仁轮廓；

所述第一轮廓识别器发出激光，并收集所述模仁外轮廓外反射回去光线，所述模仁外轮廓外反射回去光线密度达到所述模仁反射回来的光线5％以上，所述处理器分析计算出所述模仁外轮廓外存在阴影部分，判断存在工件在所述模仁上。

在其中一个实施例中，计算所述阴影部分突出高度与设定的所述工件厚度对比，若小于所述工件厚度判断为所述模仁存在残胶。

在其中一个实施例中，所述模具上设置有校正柱，所述校正柱突出于所述模具上，所述第一轮廓识别器发出激光，根据校正柱反射回去光线，校正第一轮廓识别器光线识别。

在其中一个实施例中，所述取料装置上安装有第二轮廓识别器，所述工件取出后，所述第二轮廓识别器对开模方向的模仁发出激光，收集所述模仁在开模方向反射回去光线，所述处理器分析计算出开模方向上的所述模仁轮廓。

在其中一个实施例中，所述处理器存储模仁轮廓数据，所述第二轮廓识别器识别出的所述模仁轮廓，处理器对比存储模仁轮廓数据，发生偏移后，所述处理器控制取料装置回正。

在其中一个实施例中，所述取料装置取出所述工件后，所述第二轮廓识别器发出激光，并收集所述工件反射回去光线，所述处理器分析计算出所述工件轮廓，与所述处理器存储工件轮廓对比，在误差范围内判断为合格。

在其中一个实施例中，所述工件变形范围达到预设值，所述处理器判断所述模具合模时间不足，增加所述模具合模时冷却时间。

在其中一个实施例中，所述取料装置将所述工件取下放在输送带，所述第二轮廓识别器识别发出光线，收集所述工件反射回去光线，识别每两个所述工件间的间距，所述处理器获取后每两个所述工件间的间距，并控制输送带的输送速度。

在其中一个实施例中，所述取料装置包括支撑架、转向电机、转向架和取件器，所述转向电机固定安装在支撑架上，所述转向架固定安装在所述转向电机的输出轴上，所述取件器和所述第二轮廓识别器分别安装在所述转向架上。

自动卸料方法包括如下步骤：

注塑机开启，带动模具合模，模具合模后，注塑机注入塑料，塑料填充模具的模腔，填满模腔后，停留预定时间，等工件冷却；

注塑机开启，带动模具开模，工件随之裸露出来，取料装置从模仁中取下工件；

第一轮廓识别器开始工作，发射出激光，并收集模仁反射回的激光，在自身以及处理器的分析处理中得出模仁的外轮廓；

处理器对比识别出的模仁轮廓与预设的模仁轮廓对比，在误差范围内，判断工件已取出；

模具继续开启下一步工步。

本方案的优点和原理

模具安装在注塑机上，相应的取料装置和第一轮廓识别器安装完毕，然后与处理器相连接，方便数据的传输。在模具开模时，取料装置伸入至模仁内，然后按照预定的轨迹取下工件，取消工件后，为了判断工件是否正常取下，此时的第一轮廓识别器开始哦概念股中，识别模仁上是否存在工件，识别的轮廓传输至处理器内，处理器分析后与模仁的输入数据做对比，然后判断是否存在工件，判断结果不存在工件后才开始下一步的操作。此过程中无需人工干预，可以实现自动化地取消工件，然后判断工件是否正常取消，再进行下一步的操作。避免了因为工件无法正常取出，但是模具还是照常进行下一步合模作业，轻则堵塞流道，需要拆模清理，影响了工作效率，大大增加生产周期，增加了工作人员的负担；重则直接导致模具挤压变形，影响模具的寿命，导致模具的损坏，需要停工维修模具，甚至需要重新制作模具，直接导致停工一周甚至一个月。所以本方案在实现自动化操作避免了工具无法正确取出，影响模具的寿命和工作效率。

附图说明

此处的附图，示出了本发明所述技术方案的具体实例，并与具体实施方式构成说明书的一部分，用于解释本发明的技术方案、原理及效果。

除非特别说明或另有定义，不同附图中，相同的附图标记代表相同或相似的技术特征，对于相同或相似的技术特征，也可能会采用不同的附图标记进行表示。

图1是本发明实施例的合模时立体结构示意图；

图2是本发明实施例的开模时立体结构示意图；

图3是本发明实施例的取件时立体结构示意图；

图4是本发明实施例的第二轮廓识别器扫描时立体结构示意图；

图5是本发明实施例的第二轮廓识别器扫描时主视结构示意图；

图6是本发明实施例的开模时模仁俯视结构示意图；

图7是本发明实施例的第一轮廓识别器扫描后带工件轮廓结构示意图；

图8是本发明实施例的第二轮廓识别器扫描识别区域结构示意图；

图9是本发明实施例的取料装置放下工件后结构示意图。

附图标记说明：

10、模具；11、模仁；12、校正柱；20、取料装置；21、支撑架；22、转向电机；23、转向架；24、取件器；241、吸盘；242、抽气座；30、第一轮廓识别器；40、第二轮廓识别器；50、输送带；60、工件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照说明书附图对本发明的具体实施例进行更详细的描述。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在结合本发明的技术方案以现实的场景的情况下，本文所使用的所有技术和科学术语也可以具有与实现本发明的技术方案的目的相对应的含义。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，当元件被认为“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上，也可以是存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，也可以是同时存在居中元件；当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。

如图1制图4所示，自动卸料系统包括模具、取料装置、处理器和第一轮廓识别器，所述模具合模时制造工件，所述模具开模时，取料装置伸入所述模具内部，取下所述工件；所述第一轮廓识别器的识别方向朝向所述模具的模仁方向，用于识别所述模具的模仁轮廓，所述处理器接收所述第一轮廓识别器数据，并处理分析；所述处理器处理分析，识别后的模仁轮廓对比设定的模仁轮廓，判断工件是否残留在模仁上。

模具安装在注塑机上，相应的取料装置和第一轮廓识别器安装完毕，然后与处理器相连接，方便数据的传输。在模具开模时，取料装置伸入至模仁内，然后按照预定的轨迹取下工件，取消工件后，为了判断工件是否正常取下，此时的第一轮廓识别器开始哦概念股中，识别模仁上是否存在工件，识别的轮廓传输至处理器内，处理器分析后与模仁的输入数据做对比，然后判断是否存在工件，判断结果不存在工件后才开始下一步的操作。此过程中无需人工干预，可以实现自动化地取消工件，然后判断工件是否正常取消，再进行下一步的操作。避免了因为工件无法正常取出，但是模具还是照常进行下一步合模作业，轻则堵塞流道，需要拆模清理，影响了工作效率，大大增加生产周期，增加了工作人员的负担；重则直接导致模具挤压变形，影响模具的寿命，导致模具的损坏，需要停工维修模具，甚至需要重新制作模具，直接导致停工一周甚至一个月。所以本方案在实现自动化操作避免了工具无法正确取出，影响模具的寿命和工作效率。

当然，取料装置还可以通过采用卸料板的方式取下工件。

所述第一轮廓识别器发出激光，并收集所述模仁反射回去光线，所述处理器分析计算出所述模仁轮廓；所述第一轮廓识别器发出激光，并收集所述模仁外轮廓外反射回去光线，所述模仁外轮廓外反射回去光线密度达到所述模仁反射回来的光线5％以上，所述处理器分析计算出所述模仁外轮廓外存在阴影部分，判断存在工件在所述模仁上。

第一轮廓识别器在正常工作是时，通过发射激光，然后自身收集反射回来的激光光线，在自身以及处理器的分析计算下，可以计算出模仁的轮廓，通过对比模仁的输入计算机时的预设值，可以判断出模仁的大小是否正常，在误差允许范围内，模仁的轮廓合格判断出模仁上没有工件。但是当模仁外轮廓的部分还有光线反射回来，通过第一轮廓识别器和处理器的分析计算后，得出的轮廓图就可以判断出模仁上是否存在工件，当存在工件时，取料装置再将工件取下，然后第一轮廓识别器重新识别，判断模仁上是否存在工件，然后再进行下一步的操作。但是，对于一些透明材质的工件，由于其具会折射光线，导致部分甚至大部分光线无法正常返回值第一轮廓识别器内，从而导致的第一轮廓识别器和处理器分析后，得出的轮廓只有一点阴影部分，判断为不存在工件，导致的误操作。所以此处通过识别反射回来的光线，全部收集分析，当反射回来的光线密度范围达到模仁反射回来光线的5％，在第一轮廓识别器和处理器的处理中，得出模仁的外轮廓会存在阴影部分，如图7所示，模仁外轮廓存在阴影部分，此时判断的结果是存在工件，所以即使是透明的工件，也能将正常识别出来。

为了进一步地判断模仁外轮廓的情况，计算所述阴影部分突出高度与设定的所述工件厚度对比，若小于所述工件厚度判断为所述模仁存在残胶。此时存在残胶残留在模仁上，判断出来后，再进行清理，避免残胶的存在，在后续的工件制造中都存在缺陷，但是却误认为是合格工件。

具体在本实施例中，第一轮廓识别器和第二轮廓识别器均采用激光轮廓扫描仪。

由于不同模具加工的产品不同，第一轮廓识别器的布置和数量也不尽相同，第一轮廓识别器可以设置有多个，如识别的方向呈相互呈九十度，可以多角度识别出来，此处就不一一列举。

如图4制图6所示，所述模具上设置有校正柱，所述校正柱突出于所述模具上，所述第一轮廓识别器发出激光，根据校正柱反射回去光线，校正第一轮廓识别器光线识别。在长期的使用者，第一轮廓识别器容易存在误差积累的情况，导致精度会受到影响，如果还是按照第一轮廓识别器的识别进行判断工件的有无，容易产生误判，同样会影响工作的效率。为了避免这种情况的发生，在模具上设置有突出的校正柱，第一轮识别器在正常识别出模仁轮廓，也可以对校正柱识别，在每次识别后，利用校正柱的轮廓图像校正第一轮廓识别器的识别数据，避免长时间的识别导致第一轮廓识别器发生误差积累，影响正常的轮廓识别。当然也可以设置有专门的校正程序，例如，在模具开模100次后，启动一次校正程序，对校正柱的识别，校正第一轮廓识别器的数据。

如图1至图5以及图9所示，所述取料装置上安装有第二轮廓识别器，所述工件取出后，所述第二轮廓识别器对开模方向的模仁发出激光，收集所述模仁在开模方向反射回去光线，所述处理器分析计算出开模方向上的所述模仁轮廓。此时判断出的方向是在模具开模的方向上，由于一些工件存在凹陷的情况，无法正常识别在凹陷的方向上是否存在残胶的情况，所以此处通过采用第二轮廓识别器，安装在取料装置上，在取料装置伸入至模仁时，可对模仁在开模方向上进行识别轮廓，避免了第一轮廓识别器无法识别的情况。

所述处理器存储模仁轮廓数据，所述第二轮廓识别器识别出的所述模仁轮廓，处理器对比存储模仁轮廓数据，发生偏移后，所述处理器控制取料装置回正。取料装置在取料后，长期的取放过程中会存在误差的积累。第二轮廓识别器在取料装置上，识别后的模仁开模方向上轮廓，通过计算机与预设模仁轮廓比较，以识别中心范围多大的圆内，是否包覆模仁，或者是模仁的某个特征，判断取料装置是否在预设的范围内移动。如图8所示，有两个虚线圆，用于判断是否包覆模仁，小的虚线圆包覆住模仁中部的特征，控制小的虚线圆大于模仁中部的最大尺寸，并预留误差范围，如果模仁中部的特征完全落入小的虚线圆内，则得出取料装置位于正常的取料区间内。同理，大的虚线圆具有同样的作用，起到双重保证作用。在对一些小工件的情况下，使用模仁最大轮廓落如虚线圆内判断会增加精确。对于大型工件则利用模仁特征落如虚线圆内判断会更加精确。

所述取料装置取出所述工件后，所述第二轮廓识别器发出激光，并收集所述工件反射回去光线，所述处理器分析计算出所述工件轮廓，与所述处理器存储工件轮廓对比，在误差范围内判断为合格。利用第二轮廓识别器在取料装置上的优点，跟随工件的移动，待工件取下后，可以对工件进行一个外轮廓的识别，通过对比处理器预设的工件轮廓，对于精度要求不高的工件，可以初步判断是合格产品，无需人工抽检，对于工件精度要求高的情况，可以判断为初步合格，工作人员无需反复抽检。

所述工件变形范围达到预设值，所述处理器判断所述模具合模时间不足，增加所述模具合模时冷却时间。工件在取出后，当工件发生变形后，第二轮廓识别器会识别，此时处理器判断是轮却时间不够，增加模具合模的时间，增加工件的冷却时间，待工件冷却后，在开模，可以自动控制合模时间，无需工作人员人为的输入数据操作，增加了自动化的程度。

为了使得效率最大化，待工件能保持1000件无变形后，处理器缩小合模的时间1秒，如此调试，直至工件在1000件内出现3件变形，再次调回至前一个最短合模时间的，并停留在合模时间内。待完成10000件后，再次启动上述程序，判断是否可以继续缩短合模时间。当然此时仅仅是本实施例列举的，具体件数以及缩短合模时间可以根据实质需要调节。

如图9所示，所述取料装置将所述工件取下放在输送带，所述第二轮廓识别器识别发出光线，收集所述工件反射回去光线，识别每两个所述工件间的间距，所述处理器获取后每两个所述工件间的间距，并控制输送带的输送速度。在取料装置放下工件后，传输带的速度可以进行调节，控制每件工件的间距，方便后续工序的操作，此时通过第二轮廓识别器识别两个工件的间距，处理器识别后，控制输送带的输送速度，达到两个工件间的距离与预设的距离相同。

如图9所示，所述取料装置包括支撑架、转向电机、转向架和取件器，所述转向电机固定安装在支撑架上，所述转向架固定安装在所述转向电机的输出轴上，所述取件器和所述第二轮廓识别器分别安装在所述转向架上。支撑架与机械臂(图中未示出)连接，通过带动支撑架的运动，从而带动转向电机的运动，最后带动取件器移动，完成提取工件的目的，而为了避免取件器与第二轮廓识别器之间的干涉，导致第二轮廓识别器无法在取出工件后直接识别模仁的轮廓，所以通过转向架转动后将工件取出模仁的开模方向，进而第二轮廓识别器移动到模仁的开模方向，此时的第二轮廓识别器可以正常识别模仁的开模方向的轮廓。

如图9所示，取件器包括吸盘和抽气座，吸盘通过按压在工件上，吸盘内部形成密闭空间，然后通过抽气座对吸盘内的空气抽出，形成负压，仅仅吸附在工件上，然后移动机械臂带动工件出来，当需要取消工件时，抽气座抽气进吸盘内，降低负压进而放下工件，此过程由于是吸附作用，不会对工件表面刮花。

自动卸料方法包括如下步骤：

注塑机开启，带动模具合模，模具合模后，注塑机注入塑料，塑料填充模具的模腔，填满模腔后，停留预定时间，等工件冷却；

注塑机开启，带动模具开模，工件随之裸露出来，取料装置从模仁中取下工件；

第一轮廓识别器开始工作，发射出激光，并收集模仁反射回的激光，在自身以及处理器的分析处理中得出模仁的外轮廓；

处理器对比识别出的模仁轮廓与预设的模仁轮廓对比，在误差范围内，判断工件已取出；

模具继续开启下一步工步。

引用图纸说明时，是对出现的新特征进行说明；为了避免重复引用图纸导致描述不够简洁，在表述清楚的情况下已描述的特征，图纸不再一一引用。

以上实施例的目的，是对本发明的技术方案进行示例性的再现与推导，并以此完整的描述本发明的技术方案、目的及效果，其目的是使公众对本发明的公开内容的理解更加透彻、全面，并不以此限定本发明的保护范围。

以上实施例也并非是基于本发明的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.自动卸料系统，其特征在于，包括模具、取料装置、处理器和第一轮廓识别器，所述模具合模时制造工件，所述模具开模时，取料装置伸入所述模具内部，取下所述工件；

所述第一轮廓识别器的识别方向朝向所述模具的模仁方向，用于识别所述模具的模仁轮廓，所述处理器接收所述第一轮廓识别器数据，并处理分析；

所述处理器处理分析，识别后的模仁轮廓对比设定的模仁轮廓，判断工件是否残留在模仁上。

2.如权利要求1所述自动卸料系统，其特征在于，所述第一轮廓识别器发出激光，并收集所述模仁反射回去光线，所述处理器分析计算出所述模仁轮廓；

所述第一轮廓识别器发出激光，并收集所述模仁外轮廓外反射回去光线，所述模仁外轮廓外反射回去光线密度达到所述模仁反射回来的光线5％以上，所述处理器分析计算出所述模仁外轮廓外存在阴影部分，判断存在工件在所述模仁上。

3.如权利要求2所述自动卸料系统，其特征在于，计算所述阴影部分突出高度与设定的所述工件厚度对比，若小于所述工件厚度判断为所述模仁存在残胶。

4.如权利要求1所述自动卸料系统，其特征在于，所述模具上设置有校正柱，所述校正柱突出于所述模具上，所述第一轮廓识别器发出激光，根据校正柱反射回去光线，校正第一轮廓识别器光线识别。

5.如权利要求1所述自动卸料系统，其特征在于，所述取料装置上安装有第二轮廓识别器，所述工件取出后，所述第二轮廓识别器对开模方向的模仁发出激光，收集所述模仁在开模方向反射回去光线，所述处理器分析计算出开模方向上的所述模仁轮廓。

6.如权利要求5所述自动卸料系统，其特征在于，所述处理器存储模仁轮廓数据，所述第二轮廓识别器识别出的所述模仁轮廓，处理器对比存储模仁轮廓数据，发生偏移后，所述处理器控制取料装置回正。

7.如权利要求5所述自动卸料系统，其特征在于，所述取料装置取出所述工件后，所述第二轮廓识别器发出激光，并收集所述工件反射回去光线，所述处理器分析计算出所述工件轮廓，与所述处理器存储工件轮廓对比，在误差范围内判断为合格。

8.如权利要求5所述自动卸料系统，其特征在于，所述取料装置将所述工件取下放在输送带，所述第二轮廓识别器识别发出光线，收集所述工件反射回去光线，识别每两个所述工件间的间距，所述处理器获取后每两个所述工件间的间距，并控制输送带的输送速度。

9.如权利要求5所述自动卸料系统，其特征在于，所述取料装置包括支撑架、转向电机、转向架和取件器，所述转向电机固定安装在支撑架上，所述转向架固定安装在所述转向电机的输出轴上，所述取件器和所述第二轮廓识别器分别安装在所述转向架上。

10.自动卸料方法，其特征在于，包括如下步骤：

注塑机开启，带动模具合模，模具合模后，注塑机注入塑料，塑料填充模具的模腔，填满模腔后，停留预定时间，等工件冷却；

注塑机开启，带动模具开模，工件随之裸露出来，取料装置从模仁中取下工件；

第一轮廓识别器开始工作，发射出激光，并收集模仁反射回的激光，在自身以及处理器的分析处理中得出模仁的外轮廓；

处理器对比识别出的模仁轮廓与预设的模仁轮廓对比，在误差范围内，判断工件已取出；

模具继续开启下一步工步。

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