CN113526129A - 全自动桁架式机械手上料机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种全自动桁架式机械手上料机，涉及机械应用技术领域；包括互相垂直的桁架X轴与桁架Y轴，桁架X轴上设第一伸缩装置，其下端设抓取装置；桁架X轴和桁架Y轴的下方设升降平台和物料输送装置；升降平台侧方设储料传感器，物料输送装置的上料端设上料需求传感器；总控制器控制设备整体工作。本发明还公开了该上料机的工作方法。本发明采用总控制器控制抓取装置的运动，用电磁铁吸附物料，实现将物料运送到指定位置的功能；实现了无人值守、连续工作的效果，同时节约了大量的劳动力。

Description

全自动桁架式机械手上料机及其工作方法

技术领域

本发明涉及机械应用技术领域，具体是一种全自动桁架式机械手上料机及其工作方法。

背景技术

在现代工业自动化生产领域里，材料的搬运、机床的上下料、整机的装配等是十分重要的工作环节，而实现这些环节的自动化将大大提高生产效率，减少成本。用自动化机械代替人的工作可以减少事故的发生。工业机械手就是为了实现这些环节的自动化而设计的。

在实际生产中，经常会遇到在加工的过程中，产品在机床内部可以实现自动交换，但在上料环节，还是由人工上料，导致生产需要时刻有人值守，劳动强度大，且容易造成上料不及时，导致生产暂停的问题。因此，需要对生产机床配设相应的上料装置。

发明内容

本发明提出一种全自动桁架式机械手上料机及其工作方法，解决了现有技术中需要人工上料导致的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种全自动桁架式机械手上料机，包括水平设置的桁架X轴和桁架Y轴，且所述桁架X轴与桁架Y轴互相垂直设置；所述桁架X轴可沿着桁架Y轴滑动，所述桁架Y轴上设置有用于驱动桁架X轴滑动的Y轴驱动装置；

所述桁架X轴上设置有第一伸缩装置，所述第一伸缩装置可沿着桁架X轴滑动，所述桁架X轴上设置有用于驱动第一伸缩装置滑动的X轴驱动装置；

所述第一伸缩装置的伸缩方向为竖直方向；所述第一伸缩装置的下端设置有抓取装置；

所述桁架X轴和桁架Y轴的下方设置有升降平台和物料输送装置；

所述升降平台的侧方设置有储料传感器，所述储料传感器固定设置且与升降平台分离设置；

所述物料输送装置的上料端设置有上料需求传感器；

所述Y轴驱动装置、X轴驱动装置、第一伸缩装置、抓取装置、升降平台、储料传感器和上料需求传感器均与总控制器控制连接。

进一步地，所述桁架X轴与桁架Y轴均采用直线滑台，所述桁架Y轴共有两根，所述桁架X轴的两端分别滑设于两根桁架Y轴上；

所述X轴驱动装置和Y轴驱动装置均采用电机。

进一步地，所述升降平台包括互相平行的底板和平台板，所述平台板位于底板的上方；

所述底板与平台板之间设置有X形的支撑架，所述支撑架包括第一架体和第二架体，所述第一架体的中部与第二架体的中部铰接在一起；

所述第一架体的上端与平台板铰接在一起，所述第二架体的下端与底板铰接在一起；

所述第一架体的下端设置第一滑动装置，所述第一滑动装置滑设于底板上；所述第二架体的上端设置第二滑动装置，所述第二滑动装置滑设于平台板下端；

所述底板上设有第二伸缩装置，所述第二伸缩装置的一端与底板铰接，所述第二伸缩装置的另一端与第一架体或第二架体铰接；所述第二伸缩装置与总控制器控制连接。

进一步地，所述第一滑动装置和第二滑动装置均采用滚轮。

进一步地，所述第一伸缩装置和第二伸缩装置为气缸或油缸。

进一步地，所述物料输送装置为辊道传送装置。

进一步地，所述储料传感器设置有若干个，若干个储料传感器在水平方向依次设置。

进一步地，所述储料传感器和上料需求传感器均采用光电传感器。

进一步地，所述抓取装置包括杆架和设置在杆架上的电磁铁，所述电磁铁与总控制器控制连接。

一种前述的全自动桁架式机械手上料机的工作方法，包括以下步骤：

1)、各储料传感器工作，识别平台板上方与其等高处是否有物料，如果无物料，则总控制器控制升降平台抬升，直至任意一个储料传感器识别到有物料，升降平台停止抬升；

2)、当上料需求传感器感应到无物料时，发出上料信号；

3)、预先将平台板上的物料位在水平面内设定坐标，依次定义为第一坐标～第N坐标；总控制器接收上料信号后，通过控制Y轴驱动装置和X轴驱动装置来实现控制抓取装置在X轴和Y轴的位移；总控制器先将抓取装置移动至第一坐标处，伸出第一伸缩装置，开启电磁铁吸附第一坐标处最顶端的物料，然后再将抓取装置移动至物料输送装置的上料端，关闭电磁铁，物料落至物料输送装置上，完成一次上料；

4)、物料输送装置将物料输送走后，上料需求传感器再次发出上料信号，控制器将抓取装置移动至第二坐标处，伸出第一伸缩装置，开启电磁铁吸附第二坐标处最顶端的物料，然后再将抓取装置移动至物料输送装置的上料端，关闭电磁铁，物料落至物料输送装置上，完成一次上料；反复重复，直至将第N坐标处的最顶端物料送走，此时，储料传感器识别到无物料，进入到步骤1)。

本发明的有益效果为：

本发明结构简单，使用方便；本发明采用总控制器控制抓取装置的运动，用电磁铁吸附物料，实现将物料运送到指定位置的功能；实现了无人值守、连续工作的效果，同时节约了大量的劳动力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的另一角度结构示意图。

其中：

1、桁架X轴；2、桁架Y轴；3、第一伸缩装置；4、Y轴驱动装置；5、X轴驱动装置；6、框架；7、物料输送装置；8、储料传感器；9、上料需求传感器；10、总控制器；11、底板；12、平台板；13、第一架体；14、第二架体；15、第一滑动装置；16、第二滑动装置；17、第二伸缩装置；18、杆架；19、电磁铁；20、物料。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

如图1-2所示，本实施例中的全自动桁架式机械手上料机，包括水平设置的桁架X轴1和桁架Y轴2，且所述桁架X轴1与桁架Y轴2互相垂直设置。所述桁架X轴1可沿着桁架Y轴2滑动，所述桁架Y轴2上设置有用于驱动桁架X轴1滑动的Y轴驱动装置4。所述桁架X轴1上设置有第一伸缩装置3，所述第一伸缩装置3可沿着桁架X轴1滑动，所述桁架X轴1上设置有用于驱动第一伸缩装置3滑动的X轴驱动装置5。本实施例中，所述桁架X轴1与桁架Y轴2均采用直线滑台，所述桁架Y轴2共有两根，所述桁架X轴1的两端分别滑设于两根桁架Y轴2上；所述X轴驱动装置5和Y轴驱动装置4均采用电机。本实施例中设置框架6，桁架Y轴2设置于框架6上。

所述第一伸缩装置3的伸缩方向为竖直方向；所述第一伸缩装置3的下端设置有抓取装置；即第一伸缩装置3可带动抓取装置在竖直方向上下移动。

所述桁架X轴1和桁架Y轴2的下方设置有升降平台和物料20输送装置7。

所述升降平台的侧方设置有储料传感器8，所述储料传感器8固定设置且与升降平台分离设置。本实施例中，所述储料传感器8设置有四个，四个储料传感器8在水平方向依次设置，关于储料传感器8的个数可根据需要进行设置。这里，储料传感器8采用光电传感器。

所述物料20输送装置7的上料端设置有上料需求传感器9，所述上料需求传感器9也采用光电传感器。

所述Y轴驱动装置4、X轴驱动装置5、第一伸缩装置3、抓取装置、升降平台、储料传感器8和上料需求传感器9均与总控制器10控制连接。总控制器10可采用PLC控制器。

本实施例中，所述升降平台包括互相平行的底板11和平台板12，所述平台板12位于底板11的上方，底板11与框架6固定。所述底板11与平台板12之间设置有X形的支撑架，所述支撑架包括第一架体13和第二架体14，所述第一架体13的中部与第二架体14的中部铰接在一起。所述第一架体13的上端与平台板12铰接在一起，所述第二架体14的下端与底板11铰接在一起。所述第一架体13的下端设置第一滑动装置15，所述第一滑动装置15滑设于底板11上；所述第二架体14的上端设置第二滑动装置16，所述第二滑动装置16滑设于平台板12下端。本实施例中，所述第一滑动装置15和第二滑动装置16均采用滚轮。所述底板11上设有第二伸缩装置17，所述第二伸缩装置17的一端与底板11铰接，所述第二伸缩装置17的另一端与第一架体13或第二架体14铰接，本实施例中，第二伸缩装置17的另一端与第一架体13铰接在一起。所述第二伸缩装置17与总控制器10控制连接，则总控制器10可通过第二伸缩装置17控制平台板12的升降。

本实施例中，所述第一伸缩装置3和第二伸缩装置17采用气缸或油缸，或者采用其它具有伸缩功能的结构也可以。

本实施例中，所述物料20输送装置7为辊道传送装置，也可以采用其它具有传送功能的输送装置。

本实施例中，所述抓取装置包括杆架18和设置在杆架18上的电磁铁19，所述电磁铁19与总控制器10控制连接。则本实施例可实现对铁质物料20的上料操作。

本实施例在使用时，将物料20放置于升降平台上，根据设置的储料传感器8的数量，将物料20排列相应的列。比如本实施例中，设置了四个储料传感器8，则将物料20排列为四列，而物料20的行数则不限制，这里设置为三行。物料20层叠设置，在竖向上放置若干个物料20。

前述的全自动桁架式机械手上料机的工作方法，包括以下步骤：

1)、各储料传感器8工作，识别平台板12上方与其等高处是否有物料20，如果无物料20，则总控制器10控制升降平台抬升，即控制第二伸缩装置17伸长，将平台板12抬升，直至任意一个储料传感器8识别到有物料20，升降平台停止抬升。

2)、当上料需求传感器9感应到无物料20时，发出上料信号。

3)、预先将平台板12上的物料20位在水平面内设定坐标，依次定义为第一坐标～第N坐标，本实施例中为第一坐标～第十二坐标；总控制器10接收上料信号后，通过控制Y轴驱动装置4和X轴驱动装置5来实现控制抓取装置在X轴和Y轴的位移。总控制器10先将抓取装置移动至第一坐标处，伸出第一伸缩装置3，开启电磁铁19吸附第一坐标处最顶端的物料20，然后再将抓取装置移动至物料20输送装置7的上料端，关闭电磁铁19，物料20落至物料20输送装置7上，完成一次上料。

4)、物料20输送装置7将物料20输送走后，上料需求传感器9再次发出上料信号，控制器将抓取装置移动至第二坐标处，伸出第一伸缩装置3，开启电磁铁19吸附第二坐标处最顶端的物料20，然后再将抓取装置移动至物料20输送装置7的上料端，关闭电磁铁19，物料20落至物料20输送装置7上，完成一次上料；反复重复，直至将第十二坐标处的最顶端物料20送走，此时，储料传感器8识别到无物料20，进入到步骤1)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动桁架式机械手上料机，其特征在于，包括水平设置的桁架X轴和桁架Y轴，且所述桁架X轴与桁架Y轴互相垂直设置；所述桁架X轴可沿着桁架Y轴滑动，所述桁架Y轴上设置有用于驱动桁架X轴滑动的Y轴驱动装置；

所述桁架X轴上设置有第一伸缩装置，所述第一伸缩装置可沿着桁架X轴滑动，所述桁架X轴上设置有用于驱动第一伸缩装置滑动的X轴驱动装置；

所述第一伸缩装置的伸缩方向为竖直方向；所述第一伸缩装置的下端设置有抓取装置；

所述桁架X轴和桁架Y轴的下方设置有升降平台和物料输送装置；

所述升降平台的侧方设置有储料传感器，所述储料传感器固定设置且与升降平台分离设置；

所述物料输送装置的上料端设置有上料需求传感器；

所述Y轴驱动装置、X轴驱动装置、第一伸缩装置、抓取装置、升降平台、储料传感器和上料需求传感器均与总控制器控制连接。

2.如权利要求1所述的全自动桁架式机械手上料机，其特征在于，所述桁架X轴与桁架Y轴均采用直线滑台，所述桁架Y轴共有两根，所述桁架X轴的两端分别滑设于两根桁架Y轴上；

所述X轴驱动装置和Y轴驱动装置均采用电机。

3.如权利要求1所述的全自动桁架式机械手上料机，其特征在于，所述升降平台包括互相平行的底板和平台板，所述平台板位于底板的上方；

所述底板与平台板之间设置有X形的支撑架，所述支撑架包括第一架体和第二架体，所述第一架体的中部与第二架体的中部铰接在一起；

所述第一架体的上端与平台板铰接在一起，所述第二架体的下端与底板铰接在一起；

所述第一架体的下端设置第一滑动装置，所述第一滑动装置滑设于底板上；所述第二架体的上端设置第二滑动装置，所述第二滑动装置滑设于平台板下端；

所述底板上设有第二伸缩装置，所述第二伸缩装置的一端与底板铰接，所述第二伸缩装置的另一端与第一架体或第二架体铰接；所述第二伸缩装置与总控制器控制连接。

4.如权利要求3所述的全自动桁架式机械手上料机，其特征在于，所述第一滑动装置和第二滑动装置均采用滚轮。

5.如权利要求3所述的全自动桁架式机械手上料机，其特征在于，所述第一伸缩装置和第二伸缩装置为气缸或油缸。

6.如权利要求1所述的全自动桁架式机械手上料机，其特征在于，所述物料输送装置为辊道传送装置。

7.如权利要求3所述的全自动桁架式机械手上料机，其特征在于，所述储料传感器设置有若干个，若干个储料传感器在水平方向依次设置。

8.如权利要求1所述的全自动桁架式机械手上料机，其特征在于，所述储料传感器和上料需求传感器均采用光电传感器。

9.如权利要求7所述的全自动桁架式机械手上料机，其特征在于，所述抓取装置包括杆架和设置在杆架上的电磁铁，所述电磁铁与总控制器控制连接。

10.一种权利要求9所述的全自动桁架式机械手上料机的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、各储料传感器工作，识别平台板上方与其等高处是否有物料，如果无物料，则总控制器控制升降平台抬升，直至任意一个储料传感器识别到有物料，升降平台停止抬升；

2)、当上料需求传感器感应到无物料时，发出上料信号；

3)、预先将平台板上的物料位在水平面内设定坐标，依次定义为第一坐标～第N坐标；总控制器接收上料信号后，通过控制Y轴驱动装置和X轴驱动装置来实现控制抓取装置在X轴和Y轴的位移；总控制器先将抓取装置移动至第一坐标处，伸出第一伸缩装置，开启电磁铁吸附第一坐标处最顶端的物料，然后再将抓取装置移动至物料输送装置的上料端，关闭电磁铁，物料落至物料输送装置上，完成一次上料；

4)、物料输送装置将物料输送走后，上料需求传感器再次发出上料信号，控制器将抓取装置移动至第二坐标处，伸出第一伸缩装置，开启电磁铁吸附第二坐标处最顶端的物料，然后再将抓取装置移动至物料输送装置的上料端，关闭电磁铁，物料落至物料输送装置上，完成一次上料；反复重复，直至将第N坐标处的最顶端物料送走，此时，储料传感器识别到无物料，进入到步骤1)。

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