CN113734774A - 基于自动化工装的上下料系统及其上下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于自动化工装的上下料系统及其上下料方法，通过第一转动机构带动移动机构和连接件上下和左右运动，实现了移动机构带动对称设计的夹持组件同时进行上下移动，连接件带动对称设计的夹持机构同时进行左右运动，通过第一转动机构同时带动对称设置的夹持机构，对工件抓取实现同时上料和下料，节省多设备的成本，同时运动提高工作效率节省时间，节省了占地空间；夹持机构和连接杆件之间设置的升降机构，以及加持机构中设置的感应器，可以针对不同高度的工件进行对夹持机构离工件之间的距离调节，实现多种工件的加工；通过设置的第二转动件，可以实现夹持机构抓取工件时进行角度调节，使得工件以合适的角度放置在传送线上，提高加工效率。

Description

基于自动化工装的上下料系统及其上下料方法

技术领域

本发明涉及工件的自动上下料领域，具体涉及一种基于自动化工装的上下料系统及其上下料方法。

背景技术

产线对工件进行加工，需要自动进行上料和下料来实现加工的自动化，目前产线上采用的是在流水线的两端分别设置上料机和下料机，待加工的工件放置在上料机的一侧，由上料机自动将待加工的工件放置在流水线中，经过流水线中的各个工位加工完成之后，到达流水线的末端，然后再由下料机将加工好的工件自动放置在设置好的位置处，来实现工件的自动化上下料操作。

但是这种两端分别放置上料机和下料机不仅占地面积大，而且设备成本较高，工作时如果两台设备的工作节拍不一致，也很容易造成上料时工件堆积或是下料时空拿的现象，导致使用效率不高。

因此，现急需一种既可以节省成本，又可以提高工作效率、节省占据空间的上下料系统来解决目前存在的问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于自动化工装的上下料系统，并进一步提供一种基于上述上下料系统的上下料方法，已解决现在技术存在的上述问题。

技术方案：基于自动化工装的上下料系统，包括运动组件、夹持组件两部分。

其中，运动组件包括第一动力模块，与第一动力模块连接的第一转动机构，以及跟随转动机构运动的连接件和移动机构，其中连接件两端分别连接转动机构和移动机构；

夹持组件包括与所述移动机构和连接件连接的连接杆件，与所述连接杆件连接的夹持机构，通过移动机构和连接件的运动，实现连接杆件带动夹持机构进行不同方向的运动。

其中夹持机构通过第一转动机构带动移动机构相对于地面进行垂直移动，夹持机构通过第一转动机构带动连接件相对于地面进行水平运动，夹持机构通过第二转动机构进行相对于地面进行角度调节。

在进一步的实施例中，所述第一转动机构包括两组同轴固定连接、且形状不同的第一凸轮和第二凸轮，通过第一动力模块带动第一凸轮和第二凸轮同时转动，带动与之连接的连接件和移动机构跟随其外边缘进行左右和上下移动，进而带动与移动机构连接的连接杆件进行运动，进而实现与连接杆件连接的夹持机构的进行上下左右运动，确定夹持机构的运动轨迹，提高抓取精度。

在进一步的实施例中，所述移动机构包括移动件，与移动件固定连接、且随第二凸轮转动带动所述移动件升降的第一凸起件，第二凸轮的转动使得第一凸起件跟随其外边缘的形状进行上下移动，进而带动与第一凸起件固定连接的移动机构进行左右运动，进而实现与移动机构连接的连接杆件进行左右运动，进而实现夹持机构在进行上下料时防止与流水线产生碰撞。

在进一步的实施例中，所述连接件上固定设置有第二凸起件，所述第二凸起件随着第一凸轮转动带动连接件进行移动，电机带动第一凸轮进行转动，第一凸轮的转动使得第二凸起件在第一凸轮外边缘的作用下，进行左右运动，进而带动与第二凸起件固定连接的连接件进行左右运动，进而实现与连接件连接的连接杆件进行左右运动，进而夹持机构进行左右运动，实现夹持机构将工件放置在不同的流水线上，提高上下料的效率。

在进一步的实施例中，所述夹持机构为2个，分别设置在所述连接杆件的两端，通过第一转动机构的运动，带动分别与第一转动机构连接的移动机构和连接件进行上下和左右运动，进而带动与移动机构和连接件相连接的连接杆件进行上下左右运动，进而实现夹持机构同时对工件进行上料和下料，同时进行操作不仅节省了时间提高效率，而且不会因为不同的速度产生工件堆积的现象。

在进一步的实施例中，所述夹持组件还包括第二转动机构，所述第二转动机构在夹持机构运动的过程中，用于对夹持机构进行角度调节，当需要加工的工件进行送料时和加工时需要的摆放角度不一致，夹持机构抓取工件之后通过第二转动机构将工件进行角度的调节，然后放置在加工的流水线上，实现夹持机构对工件进行取放时合适角度的调节，便于加工，进一步的提高加工效率。

在进一步的实施例中，所述夹持机构和连接杆件之间设置有升降机构，所述升降机构用于调节夹持机构与工件的距离，当需要加工的工件高度不一致时，升降机构调节夹持机构和工件之间的距离，使得夹持机构更加准确的夹取工件，实现针对不同工件的夹取和放置，提高上下料系统的使用率，节省成本。

在进一步的实施例中，所述夹持机构上设置有感应器，所述感应器随夹持机构到达需要加工的工件上面时，感应器感应夹持机构和工件上表面之间的距离，然后控制升降机构进行对夹持机构根据距离进行上升或是下降，感应器感应工件距离夹持机构的高度以便于升降机构自适应带动夹持机构进行距离的调节，实现针对不同大小的工件进行自动的调整夹持距离，节省人力，进一步的提高加工效率，节省工作时间。

基于自动化工装的上下料系统的上下料方法，包括以下步骤：

S1、需要进行加工的工件原料从流入线送至上下料系统端，运动组件的第一动力模块带动同轴连接的第一凸轮和第二凸轮进行转动，此时第一凸轮的转动带动与之连接的连接件跟随其外边缘的转动进行左右运动，第二凸轮的转动带动与之连接的移动件跟随其外边缘进行上下移动，进而实现与连接件和移动机构连接的连接杆件进行左右和上下移动，进而连接杆件带动与之两端连接的夹持机构进行左右上下移动，此时夹持机构运动到流入线上面时，夹持机构中的感应器感应流入线上工件与夹持夹持机构之间的距离，自适应调节升降机构对夹持机构和工件之间的距离，夹持机构和工件之间调节为最佳距离；

S2、设置在连接杆件两端的夹持机构一端从流入线上夹取工件至U型流水线上进行上料，经过各个工位加工完成之后到达上下料系统端，另一端的夹持机构将U型流水线上的工件夹取至流出线上进行下料，第一转动机构带动两个夹持机构进行同步工作，同时完成上料和下料的操作；

S3、依次重复S1至S2，直至系统结束工作。

有益效果：本发明涉及一种基于自动化工装的上下料系统及其上下料方法，通过第一转动机构带动移动机构和连接件进行上下和左右运动，从而实现移动机构带动对称设计的夹持组件同时进行上下移动，连接件带动对称设计的夹持机构同时进行左右运动，通过第一转动机构同时带动对称设置的夹持机构，进行对工件抓取实现同时上料和下料，节省多设备的成本，同时运动提高工作效率节省时间，节省了占地空间；夹持机构和连接杆件之间设置的升降机构，以及加持机构中设置的感应器，可以针对不同高度的工件进行对夹持机构离工件之间的距离调节，实现多种工件的加工，提高上下料系统的使用率；通过设置在夹持机构上的第二转动件，可以实现夹持机构抓取工件时进行角度的调节，便于使得工件以合适的角度放置在传送线上，提高加工效率。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明移动机构和连接件连接结构示意图；

图3为本发明第一转动机构结构和连接件连接结构示意图；

图4为本发明第一转动机构与移动机构连接结构示意图；

图5为本发明图1中A部的夹持组件和升降组件结构示意图；

图6为本发明第二转动机构和夹持机构连接结构示意图；

图7为本发明图1中的C部快速拆卸机构的结构示意图。

图中各附图标记为：支撑架1、支撑块2、第二转动机构3、第一转动杆3a、第二转动杆3b、套接件4、夹持组件5、气缸5a、夹持机构5b、距离感应器5c、流入线6、U型流水线7、流出线8、连接杆件、移动机构10、第一固定块10a、第一移动板10b、第一凸起件10c、第二移动板10d、第二固定块10e、第三移动板10f、扳动手柄10g、转动凸轮10h、连接销10i、转动轴10j、第一转动机构11、凸轮11a、第二凸轮11b、转轴11c、连接件12、第二凸起件12a、第二连接杆件13。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人认为，目前的上下料设备至少在产线两端分别设置为2台，在进行上下料时由于上料机和下料机的工作的节拍不一致，如果上料时速度过快则会导致工件在产线上堆积，如果下料时速度过快容易导致下料空拿的现象，降低设备的使用效率，而且两台设备分别安装，也会造成占地面积大且价格昂贵。

为此，申请人设计一种基于自动化工装的上下料系统及其上下料方法，由第一转动机构带动移动机构10和连接件12进行上下左右运动，同时带动对称设置的两个夹持组件5对工件的拿取，进而实现同步的上料和下料。

实施例一：

在实际应用中，如图1至图6所示，该自动上下料系统包括运动组件和与运动组件连接的夹持组件5。其中运动组件包括第一动力模块，以及通过转轴11c与第一动力模块连接的第一转动机构，跟随第一转动机构进行运动的移动机构10和连接件12，且第一转动机构和移动机构10分别连接在连接件12的两端，连接件12与支撑架1进行转动连接，本实施例中第一转动机构为形状不同、且同转轴11c连接的第一凸轮11a和第二凸轮11a，移动机构10包括移动件，与移动件固定连接、且随第二凸轮11a转动带动所述移动件升降的第一凸起件10c，连接杆件上设置有第一凸轮11a转动带动连接杆件进行移动第二凸起件12a；夹持组价包括滑动连接在移动机构10上的连接杆件，连接杆件穿过支撑架1、且两端通过套接件4分别连接一个夹持机构5b，夹持机构5b通过第一转动件带动移动机构10进行上下移动，通过第一转动机构带动连接件12进行左右运动，实现对称设置的两个夹持机构5b同时进行运动取放工件；本实施例中所说的第一动力模块为电机，连接件12为连杆，夹持机构5b为机械手抓或是可以实现抓取的机构。

如图1所示，本实施例采用U型流水线 7为例，也可以为环形流水线或是相互平行的流水线，当对需要进行加工的工件进行上料、加工和取料时，人工将需要加工的工件原料放置在流入线6上，经流入线6送至上下料系统端，此时启动电机带动转动连接在支撑架1上的转轴11c进行转动，进而带动固定连接在转轴11c上的第一凸轮11a和第二凸轮11a进行转动，由于第一凸轮11a和第二凸轮11a的形状不同，在第一凸轮11a进行转动的同时，带动沿着第一凸轮11a外边缘进行运动的连杆上的第二凸起件12a进行运动，带动连杆进行左右运动，进而带动与连杆连接的第三移动板10f进行左右运动，进而带动与第三移动板10f连接的连接杆件进行左右运动，进而带动通过套接件4连接在连接杆件两端的夹持进行左右运动；于此同时，在第二凸轮11a进行转动的同时，带动沿着第二凸轮11a外边缘进行运动的移动机构10中的第二移动板10d上的第一凸起件10c进行运动，带动第二移动板10d以及与第二移动板10d固定连接的第一移动板10b，在第一固定块10a中进行上下移动，进而带动与第二移动板10d固定连接、且与连接杆件进行滑动连接的第二固定块10e进行上下运动，进而带动通过套接件4连接在连接杆件两端的夹持进行上下运动；第一凸轮11a和第二凸轮11a分别带动连杆和移动件同时进行运动，实现夹持机构5b进行上下左右的运动，当第一凸轮11a带动夹持进行左右运动时，以及同时进行的第二凸轮11a带动夹持机构5b进行上下运动时，实现了设置在流入线6端的夹持机构5b进行取料并放置在U型流水线 7上依次进行在各个工位的加工，此时另一端的夹持机构5b从U型流水线 7上拿取加工好的工件并放置在流出线8上，两端的夹持机构5b同步进行操作，不会因为抓取速度问题造成的工件在产线堆积的现象，而且大大的节省时间，而且只需要一个装置就可以实现上料和下料，节省占地空间，同时也进一步的节省了多个设备造成的成本增加的问题。

优选的，为了进一步对夹持机构5b抓取的工件旋转角度，以便于工件以合适的角度放置在U型流水线 7进行加工，在与夹持机构5b连接的套接件4上、以及与连接杆件连接的支撑块2上面设置有第二转动机构3，包括第一转动杆3a和第二转动杆3b，在第一凸轮11a转动带动沿着其外边缘左右移动的连杆运动时，带动夹持组件5进行运动，当夹持组件5运动至远离第一凸轮11a位置时对工件夹取完成之后，当运动至U型流水线 7需要放置在U型流水线 7上对工件进行加工、且需要对工件角度进行调整时，在连接杆件的运动下，带动第二转动件的第一转动杆3a进行运动，进而带动与第一转动杆3a连接的第二转动杆3b进行运动，进而实现连接杆件的左右运动带动第一转动杆3a和第二转动杆3b进行角度的调节，进而实现夹持机构5b对夹取工件角度的调节，实现工件合适位置的摆放，便于后续的操作。

优选的，为了针对不同高度的工件进行上下料，提高上下料系统的使用率，在夹持机构5b和套接件4之间设置有升降机构，本实施例采用的升降机构为气缸5a，也可以是其他本领域技术人员公知的可以实现升降功能的机构，当针对较高工件进行抓取上下料时，气缸5a带动夹持机构5b向上运动，当需要对较低工件进行抓取上下料时，气缸5a带动夹持机构5b向下运动，机械手抓和升降机构之间的结合，进一步提高上下料系统的柔性夹持，增加上下料系统的使用效率。

优选的，为了实现抓取的更加自动化，实现针对不同高度的工件抓取时自动调整机械手抓相对于工件的高度位置，在夹取机构上设置有感应器，本实施采用的是距离感应器5c，当夹持机构5b运动到流入线6时，加持机构上的距离感应器5c感应到工件距离夹持机构5b的距离，自动控制夹持机构5b根据检测到的距离控制气缸5a调节夹持机构5b与工件之间的距离，以便于夹持机构5b实现自动夹取和调节，当然如果不需要距离感应器5c工作时，可以关闭其开关按钮，进一步的节省人力，实现多种工件的上下料操作，使得上下料系统更加的自动化和提高上下料系统的使用率。

优选的，为了节省成本，防止连接杆件在长时间工作时产生损坏的情况，因此采用两个互为连接的连接杆件，分别为第一连接杆件和第二连接杆件13，且在其之间设置有快速拆卸组件，当需要更换连接杆件时，扳动手柄10g进行逆时针运动，此时转动凸轮10h跟随扳动手柄10g顺时针运动，转动凸轮10h的运动同时带动与之连接的转动轴10j进行转动，同时转动轴带动转动连接在其上的连接销10i进行向上移动，将第一连接杆件和第二连接杆件13分离，然后将损坏的连接杆件抽离出去进行更换，当更换完成时，扳动手柄10g向下运动，与之连接的转动凸轮10h进行顺时针进行运动，从而带动连接在转动凸轮10h之间的转动轴10j进行顺时针转动，进而带动贯穿连接在转动轴10j上的连接销10i向下运动，进而将第一连接杆件9和第二连接杆件13进行紧固的连接，快速拆装机构的设计解决了连接杆件损坏时，需要对整个连接杆件进行更换所带来的成本问题，实现快速的拆装，提高更换效率。

在上述自动上下料系统的基础之上，本发明提供一种基于自动化工装的上下料系统的上下料方法，具体步骤如下：

首先，需要进行加工的工件原料从流入线6送至上下料系统端，运动组件的第一动力模块带动同轴连接的第一凸轮11a和第二凸轮11a进行转动，此时第一凸轮11a的转动带动与之连接的连接件12跟随其外边缘的转动进行左右运动，第二凸轮11a的转动带动与之连接的移动件跟随其外边缘进行上下移动，进而实现与连接件12和移动机构10连接的连接杆件进行左右和上下移动，进而连接杆件带动与之两端连接的夹持机构5b进行左右上下移动；

接着，此时夹持机构5b运动到流入线6上面时，夹持机构5b中的感应器感应流入线6上工件与夹持夹持机构5b之间的距离，自适应调节升降机构对夹持机构5b和工件之间的距离，夹持机构5b和工件之间调节为最佳距离；

随后，设置在连接杆件两端的夹持机构5b一端从流入线6上夹取工件至U型流水线7上进行上料，经过各个工位加工完成之后到达上下料系统端，另一端的夹持机构5b将U型流水线 7上的工件夹取至流出线8上进行下料，第一转动机构带动两个夹持机构5b进行同步工作，同时完成上料和下料的操作；

最后，依次重复S1至S2，直至系统结束工作。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制，在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (9)

1.基于自动化工装的上下料系统，其特征在于，包括：

运动组件，包括第一动力模块，与第一动力模块连接的第一转动机构，以及跟随转动机构运动的连接件和移动机构，其中连接件两端分别连接第一转动机构和移动机构；

夹持组件，包括与所述移动机构和连接件连接的连接杆件，与所述连接杆件连接的夹持机构，通过移动机构和连接件的运动，实现连接杆件带动夹持机构进行不同方向的运动；

其中夹持机构通过第一转动机构带动移动机构进行垂直移动，夹持机构通过第一转动机构带动连接件进行水平运动，夹持机构通过第二转动机构进行角度调节。

2.根据权利要求1所述的基于自动化工装的上下料系统，其特征在于：所述第一转动机构包括两组同轴固定连接、且形状不同的第一凸轮和第二凸轮，用于限制夹持机构的运动轨迹。

3.根据权利要求1所述的基于自动化工装的上下料系统，其特征在于：所述移动机构包括移动件，与移动件固定连接、且随第二凸轮转动带动所述移动件升降的第一凸起件。

4.根据权利要求1所述的基于自动化工装的上下料系统，其特征在于：所述连接件上固定设置有第二凸起件，所述第二凸起件随着第一凸轮转动带动连接件进行移动。

5.根据权利要求1所述的基于自动化工装的上下料系统，其特征在于：所述夹持机构为2个，分别设置在所述连接杆件的两端，通过第一转动机构的运动，带动连接杆件运动，实现夹持机构对工件进行取放。

6.根据权利要求1所述的基于自动化工装的上下料系统，其特征在于：所述夹持组件还包括第二转动机构，所述第二转动机构在夹持机构运动的过程中，用于对夹持机构进行角度调节，实现夹持的工件在进行取放时进行角度调节。

7.根据权利要求6所述的基于自动化工装的上下料系统，其特征在于：所述夹持机构和连接杆件之间设置有升降机构，所述升降机构用于调节夹持机构与工件的距离，实现不同工件的夹持。

8.根据权利要求6所述的基于自动化工装的上下料系统，其特征在于：所述夹持机构上设置有感应器，所述感应器随着夹持机构夹取工件过程中，感应工件的高度以便于升降机构自适应带动夹持机构进行距离的调节。

9.基于自动化工装的上下料系统的上下料方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、需要进行加工的工件原料从流入线送至上下料系统端，运动组件带动夹持机构进行运动，夹持机构中的感应器感应工件的高度，自适应调节升降机构对夹持机构对工件夹持距离的调整；

S2、对称设置的夹持机构一端从流入线上夹取工件至U型流水线上进行上料，经过各个工位加工完成之后到达上下料系统端，另一端的夹持机构将U型流水线上的工件夹取至流出线上进行下料，同时进行上料和下料的操作；

S3、依次重复S1至S2，直至系统结束工作。

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