CN114560287A - 一种自动上下料设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自动上下料设备，该设备包括：上料小车、下料小车、桁架式承载架、执行机构以及配电控制系统；上料小车和下料小车均设置于桁架式承载架下，且与桁架式主体承载架之间的相对位置保持固定，上料小车用于放置待成形工件；下料小车用于放置成形后的工件；桁架式承载架，通电时制动与热成形机保持相对位置，断电时制动松开沿轨道自由推动至预设设备放置区域；执行机构与桁架式承载架连接，用于抓取上料小车上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到下料小车上；配电控制系统，用于为执行机构供电，以使得执行机构自动上下料。本申请解决了现有技术中取、放料的效率以及产品良率较低的技术问题。

Description

一种自动上下料设备

技术领域

本申请涉及自动化生产技术领域，尤其涉及一种自动上下料设备。

背景技术

热成形机所生产的产品通常为薄板类零件，零件尺寸较大，零件经高温成形后，壁厚较薄，形状不规则，易发生变形，传统人工取料生产效率低，且由于成形后的零件与模具贴合较紧，传统人工一般为单点撬动，长臂钳夹取，零件局部受力较大，易发生变形量过大甚至报废，产品良率较低。另外，放入待成形工件坯件时，因产品在模具中的定位是依靠定位孔来进行定位，定位孔规格尺寸较小，且与定位销配合间隙较小，定位比较困难，且由于是人工夹钳长臂操作，人员劳动强度较大，且生产效率较低。另外由于零件是高温成形产品，设备周围温度较高，人员工作条件恶劣。

目前，为了提高生产效率，提升产品良率，将人工取放料改为桁架式机械手臂取放料，机械手重复定位精度较高，采用伺服电机闭环控制，设备重复定位精度可达±1mm。一次调整好参数后即可实现连续生产。并将其他辅助工作：如称重计量、生产数量统计、模区吹扫工作一并集成到系统中。而伺服电机可多点控制，协同动作，多执行机构同步性较高，适用于大件/不规则形状产品的多抓点取放作业，因此，如何将多个伺服电机组成桁架式结构机械手臂，实现X、Y、Z方向移动和绕Z轴方向的旋转运动4个自由度，自动完成取、放料的操作成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请解决的技术问题是：针对现有技术中取、放料的效率以及产品良率较低。本申请提供了一种自动上下料设备，本申请实施例所提供的方案中，通过执行机构与桁架式承载架连接，用于抓取所述上料小上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到所述下料小车上，实现对待成形工件或成形后的工件自动抓取，进而提高取、放料的效率以及产品良率。另外，通过执行机构可实现X、Y、Z方向移动和绕Z轴方向旋转的4个自由度。

第一方面，本申请实施例提供一种自动上下料设备，该设备包括：上料小车、下料小车、桁架式承载架、执行机构以及配电控制系统，其中，所述上料小车和所述下料小车均设置于所述桁架式承载架下，且与所述桁架式主体承载架之间的相对位置保持固定，其中，所述上料小车用于放置待成形工件；所述下料小车用于放置成形后的工件；所述桁架式承载架，通电时制动与热成形机保持相对位置，断电时制动松开沿轨道自由推动至预设设备放置区域；所述执行机构与所述桁架式承载架连接，用于抓取所述上料小车上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到所述下料小车上；所述配电控制系统，用于为所述执行机构供电，以使得所述执行机构自动上下料。

可选地，所述上料小车包括：上料小车本体、定位销以及传感器，其中，所述上料小车本体为多层三横梁结构，用于在每一层三横梁结构上分别放置待成形工件；所述定位销用于限定每一层三横梁结构上放置的待成形工件位置保持一致；所述传感器设置于每一层待成形工件放置位置，用于检测每一层待成形工件是否被取走。

可选地，所述下料小车包括多层三横梁结构，用于在每一层三横梁结构上分别放置成形后的工件。

可选地，所述桁架式承载架包括：承载架主体、第一驱动伺服机构、第二驱动伺服机构以及第三驱动伺服机构，其中，所述承载架主体，用于提供支撑架构；所述第一驱动伺服机构用于驱动所述执行机构沿X轴运动，所述第二驱动伺服机构用于驱动所述执行机构沿Y轴运动，所述第三驱动伺服机构用于驱动所述执行机构沿Z轴旋转。

可选地，所述第一驱动伺服机构包括：第一导轨、第一移动平台、第一齿条、第一电缆拖链以及第一驱动伺服电机；其中，所述第一导轨用于承载所述第一移动平台，所述第一驱动伺服电机用于驱动所述第一齿条以使得所述第一电缆拖链运动，以及使得所述第一电缆拖链拖动所述第一移动平台通过所述第一导轨沿着X方向运动。

可选地，所述第二驱动伺服机构包括：第二驱动伺服电机、第二导轨、第二齿条、机械臂以及同步带系统；其中，所述机械臂通过所述第二导轨在所述第二驱动伺服电机带动下沿Y轴运动；所述同步带系统设置于所述机械臂上，其包括同步带、同步带连接件、下滑道移动平台、第三导轨以及同步带动轮，其中，同步带的一侧通过同步带连接件与所述第三驱动伺服机构连接，另一侧与所述下滑道移动平台连接，在所述机械臂运动时，所述下滑道移动平台相对于所述机械臂移动；所述下滑道移动平台与所述执行机构连接，以使得所述执行机构在所述下滑道移动平台带动下移动。

可选地，所述第三驱动伺服机构包括：第三驱动伺服电机、第三齿条、第三导轨、第二电缆拖链、工作台；其中，所述第三驱动伺服电机用于驱动所述第三齿条，所述第三齿条与所述第三导轨连接，以使得通过所述第三导轨带动所述第二电缆拖链运动，以及使得所述第二电缆拖链拖动工作台沿着Z方向运动。

可选地，所述执行机构包括：连接盘、转动电机、抓手支架框体、平台支架、传动杆；移动升降平台、伺服电机、伸缩臂机构以及抓手机构；其中，所述连接盘上部与所述下滑道移动平台连接，下部与所述抓手机构连接；所述转动电机用于使得所述执行机构绕Z轴方向旋转；所述抓手支架框体用于支撑所述抓手机构；所述平台支架、传动杆、移动升降平台、伺服电机均安装于所述抓手支架框体上；所述移动升降平台与所述伸缩臂机构连接，通过所述伺服电机控制所述移动升降平台升降，以带动所述伸缩臂机构进行升降；所述伸缩臂机构用于调整抓手的位置，所述及抓手机构用于抓取所述上料小车上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到所述下料小车上。

可选地，所述伸缩臂机构，包括：连接板、伸缩主臂、调整手轮、齿轮、第四齿条；其中，所述连接板与所述移动升降平台一端连接，所述伸缩主臂与所述移动升降平台的另一端连接，用于在所述移动升降平台带动下控制伸缩主臂的升降；所述调整手轮，用于调整所述移动升降平台与所述伸缩主臂所连接的位置；所述齿轮和所述第四齿条配套使用，以使得所述移动升降平台移动到所述位置。

可选地，抓手机构，包括：抓手驱动转角气缸、摆臂、第一带动连杆、第二带动连杆、摆动连杆、带动伸缩部和抓手，其中，所述摆臂设置于所述抓手驱动转角气缸的输出轴上，且与所述第一带动连杆、所述第二带动连杆和所述摆动连杆连接，用于在所述抓手驱动转角气缸带动下带动所述第一带动连杆和所述第二带动连杆水平交错移动，以及带动所述摆动连杆摆动；所述带动伸缩部和抓手与所述摆动连杆连接，用于在所述摆动连杆带动下带动所述带动伸缩部和抓手抓紧或松开待成形工件或成形后的工件。

可选地，所述抓手包括：抓手本体、两个料板限位卡具、抓手位置调节螺栓以及抓手抓具，其中，两个料板限位卡具分别设置于所述抓手本体的两端，用于卡紧抓取的待成形工件，以使得在抓取待成形工件时不发生错位；所述抓手位置调节螺栓设置于所述抓手本体上，且位于两个料板限位卡具之间，用于调整抓取待成形工件或成形后的工件的位置；所述抓手抓具设置于所述抓手本体上，用于抓取待成形工件或成形后的工件。

可选地，所述抓手机构，还包括：调节螺钉、丝杠、丝杠电机和伸缩抓机构移位拨动块，其中，所述调节螺钉设置于所述抓手上，用于调整所述带动伸缩部和所述抓手的位置；所述丝杠电机与所述丝杠连接，用于带动所述丝杠运动；所述伸缩抓机构移位拨动块与所述丝杠连接，用于在所述丝杠的运动下进行左右移动，以使调整待成形工件或成形后的工件抓取的位置。

与现有技术相比，本申请实施例所提供的方案至少具有如下有益效果：

本申请实施例所提供的方案中，通过执行机构与桁架式承载架连接，用于抓取所述上料小上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到所述下料小车上，实现对待成形工件或成形后的工件自动抓取，进而提高取、放料的效率以及产品良率。另外，通过执行机构可实现X、Y、Z方向移动和绕Z轴方向旋转的4个自由度。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的一种自动上下料设备的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种上料小车的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种下料小车的结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种桁架式承载架的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的一种执行机构的结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的一种伸缩臂机构的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种抓手的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种轨道基础结构的结构示意图。

图中：1-上料小车；2-下料小车；3-桁架式承载架；4-执行机构；5-配电控制系统；41-上料小车本体；42-定位销；43-传感器；31-承载架主体；32-第一驱动伺服机构；33-第二驱动伺服机构；34-第三驱动伺服机构；321-第一导轨；322-第一移动平台；323-第一齿条；324-第一电缆拖链；325-第一驱动伺服电机；20-第二驱动伺服电机；21-第二导轨；22-第二齿条；23-机械臂；24-同步带系统；25-同步带；26-同步带连接件；27-滑道移动平台；28-导轨；29-同步带动轮；341-第三驱动伺服电机；342-第三齿条；343-第三导轨；344-第二电缆拖链；345-工作台；41-连接盘；42-转动电机；43-抓手支架框体；44-平台支架；45-传动杆；46-移动升降平台；47-伺服电机；48-伸缩臂机构；49-抓手机构；481-连接板；482-伸缩主臂；483-调整手轮；484-齿轮；485-第四齿条；486-主臂锁紧螺栓；487-伸缩主臂支撑连接立柱；491-抓手驱动转角气缸；492-摆臂；493-第一带动连杆；494-第二带动连杆；495-摆动连杆；496-带动伸缩部；497-抓手；4971-抓手本体；4972-两个料板限位卡具；4973-抓手位置调节螺栓；4974-抓手抓具；498-调节螺钉；499-丝杠；4910-丝杠电机；4911-伸缩抓机构移位拨动块。

具体实施方式

本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，为本申请实施例所提供的一种自动上下料设备的结构示意图。在图1中，该自动上下料设备包括：上料小车1、下料小车2、桁架式承载架3、执行机构4以及配电控制系统5，其中，所述上料小车1和所述下料小车2均设置于所述桁架式承载架3下，且与所述桁架式主体承载架3之间的相对位置保持固定，其中，所述上料小车1用于放置待成形工件；所述下料小车2用于放置成形后的工件；所述桁架式承载架3，通电时制动与热成形机保持相对位置，断电时制动松开沿轨道自由推动至预设设备放置区域；所述执行机构4与所述桁架式承载架3连接，用于抓取所述上料小车1上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到所述下料小车2上；所述配电控制系统5，用于为所述执行机构4供电，以使得所述执行机构4自动上下料。

在本申请实施例所提供的方案中，自动上下料设备与热成形机配合，一方面从上料小车1中抓取待成形的待成形工件放置于热成形机中进行加工；另一方面，将热成形后的待成形工件自动抓取放置于下料小车2中。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，上料小车1和下料小车的结构有多种，下面以其中一种为例进行说明。

参见图2，为本申请实施例提供的一种上料小车的结构示意图。在图2中，上料小车1包括上料小车本体41、定位销42以及传感器43，其中，所述上料小车本体41为多层三横梁结构，用于在每一层三横梁结构上分别放置待成形工件；所述定位销42用于限定每一层三横梁结构上放置的待成形工件位置保持一致；所述传感器43设置于每一层待成形工件放置位置，用于检测每一层待成形工件是否被取走。

作为举例，上料小车1为多层式悬臂支撑小车。上料小车本体41包括多个结构，每层结构用于放置一块或多块待成形工件，且每层结构为三横梁结构，即每一层有三个横梁，相邻横梁之间存在空隙，横梁的一端与支撑部件连接，另一端悬空设置。当通过执行机构4从上料小车1上抓取待成形工件，如执行机构4通过四根抓取杆的抓手从上料小车1上抓取待成形工件，每个抓臂在横梁间抓取，避免干涉。另外，在上料小车1上的每层设置有定位装置，以确保待成形工件的位置保持一致，在上料小车1上的每个待成形工件放置位置处安装有光电传感器，可以实时监测待成形工件是否在存在，若通过光电传感器反馈待成形工件已经取走，但通过其他检测装置检测显示仍然有待成形工件，则会报警。若检测工位没有待成形工件，则控制执行机构4不到此处抓取待成形工件。

参见图3，为本申请实施例提供的一种下料小车的结构示意图。所述下料小车2包括多层三横梁结构，用于在每一层三横梁结构上分别放置成形后的工件。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，下料小车2也为多层三横梁结构，每一层用于放置成形后的工件，其具体结构与图2中下料小车2的结构类似，在此不做赘述。作为举例，在热成形机将待成形工件加工成形后，通过执行机构4从热成形机中将成形后的工件放置到下料小车2上，例如，执行机构4通过四根抓取杆的抓手使用，可使每个抓臂在横梁间放置物料，避免干涉。将成形后的工件放置在下料车2上之后，将下料小车2上的成形后的工件移动至其他检测区或者成品放置区。

进一步，为了便于理解下面对桁架式承载架3的结构进行简要介绍。

参见图4，为本申请实施例所提供的一种桁架式承载架的结构示意图。在图4中，所述桁架式承载架3包括：承载架主体31、第一驱动伺服机构32、第二驱动伺服机构33以及第三驱动伺服机构34，其中，所述承载架主体31，用于提供支撑架构；所述第一驱动伺服机构32用于驱动所述执行机构4沿X轴运动，所述第二驱动伺服机构33用于驱动所述执行机构4沿Y轴运动，所述第三驱动伺服机构34用于驱动所述执行机构4沿Z轴旋转。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，桁架式承载架3包括：承载架主体31、第一驱动伺服机构32、第二驱动伺服机构33以及第三驱动伺服机构34。对于承载架主体31由四部分组成，分别为上部分支撑架、下部分支撑架、左部分支撑架和右部分支撑架。上部分支撑架用于支撑第一驱动伺服机构32、第二驱动伺服机构33以及第三驱动伺服机构34；下部分支撑架与上部分支撑架相对设置，用于支撑整个架式承载架3结构，作为举例，在下部分支撑架中设置有两个凹槽，在这两个凹槽中分别放置上料小车1和下料车2，以使得上料小车1和下料车2均放置于桁架主体结构下，且与桁架式主体承载架3之间的相对位置保持固定；左部分支撑架和右部分支撑架相对设置，在左部分支撑架和右部分支撑架上分别设置配电箱，作为举例，在左部分支撑架和右部分支撑架上分别设置有强电配电箱与弱电配电箱，且箱内安装有各种传感器信号处理设备，控制器等电气元件。另外，为了使得桁架式承载架3移动，在其底部还需要设置承载轮，通电式，桁架可制动，确保与热成形机的相对位置固定；断电时，制动松开可沿轨道自由推动至设备放置区域。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，通过第一驱动伺服机构、第二驱动伺服机构以及第三驱动伺服机构驱动执行机构4在X轴，Y轴以及Z轴三个方向上运动。为了便于理解下面对桁架式承载架3中第一驱动伺服机构、第二驱动伺服机构以及第三驱动伺服机构的结构进行简要介绍。

一、第一驱动伺服机构

参见图4，在一种可能实现的方式中，所述第一驱动伺服机构32包括：第一导轨321、第一移动平台322、第一齿条323、第一电缆拖链324以及第一驱动伺服电机325；其中，所述第一导轨321用于承载所述第一移动平台322，所述第一驱动伺服电机325用于驱动所述第一齿条323以使得所述第一电缆拖链324运动，以及使得所述第一电缆拖链324拖动所述第一移动平台322通过所述第一导轨321沿着X方向运动。

二、第二驱动伺服机构

参见图4，在一种可能实现的方式中，所述第二驱动伺服机构33包括：第二驱动伺服电机20、第二导轨21、第二齿条22、机械臂23以及同步带系统24；其中，所述机械臂23通过所述第二导轨21在所述第二驱动伺服电机20带动下沿Y轴运动；所述同步带系24设置于所述机械臂23上，其包括同步带25、同步带连接件26、下滑道移动平台27、第三导轨28以及同步带动轮29，其中，同步带25的一侧通过同步带连接件26与所述第三驱动伺服机构34连接，另一侧与所述下滑道移动平台27连接，在所述机械臂23运动时，所述下滑道移动平台27相对于所述机械臂23移动；所述下滑道移动平台27与所述执行机构4连接，以使得所述执行机构4在所述下滑道移动平台27带动下移动。

三、第三驱动伺服机构

参见图4，在一种可能实现的方式中，所述第三驱动伺服机构34包括：第三驱动伺服电机341、第三齿条342、第三导轨343、第二电缆拖链344、工作台345；其中，所述第三驱动伺服电机341用于驱动所述第三齿条342，所述第三齿条342与所述第三导轨343连接，以使得通过所述第三导轨343带动所述第二电缆拖链344运动，以及使得所述第二电缆拖链344拖动工作台345沿着Z方向运动。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，第一导轨321为X轴方向的直线导轨，第一导轨321承载第一移动平台322；第一齿条323和第一驱动伺服电机325配套使用，带动第一导轨321沿X方向左右运动，进而带动第一导轨321所承载的第一移动平台322沿X方向左右移动。

进一步，第二驱动伺服机构33包括：第二驱动伺服电机20、第二导轨21、第二齿条22、机械臂23以及同步带系统24。其中，第二导轨21为Y轴方向直线导轨；机械臂23为双倍速机械臂，该接机械臂23上部分通过第二导轨21在第二驱动伺服电机20的带动下可沿Y轴前后移动；另外，在该机械臂23内装有同步带系统24，该同步带系统24包括同步带25、同步带连接件26、下滑道移动平台27、第三导轨28以及同步带动轮29，其中，同步带25一侧通过同步带连接件26与Z方向工作台345下部连接，另一侧与下滑道移动平台27连接，在机械臂23运动的同时下滑道移动平台27也相对于机械臂23移动，从而带动执行机构4执行相应动作。

进一步，工作台345为Z轴方向的工作台，第三驱动伺服电机341和第三齿条342配合使用，使Z方向的工作台345上下移动。另外，在架式承载架3上还设置有承重轮和配电箱。

进一步，为了便于理解下面对执行机构的结构进行简要介绍。

参见图5，为本申请实施例提供的一种执行机构的结构示意图。在图5中，所述执行机构4包括：连接盘41、转动电机42、抓手支架框体43、平台支架44、传动杆45；移动升降平台46、伺服电机47、伸缩臂机构48以及抓手机构49；其中，所述连接盘41上部与所述下滑道移动平台27连接，下部与所述抓手机构44连接；所述转动电机42，用于使得所述执行机构4绕Z轴方向旋转；所述抓手支架框体43用于支撑所述抓手机构49；所述平台支架44、传动杆45、移动升降平台46、伺服电机47均安装于所述抓手支架框体43上；所述移动升降平台46与所述伸缩臂机构48连接，通过所述伺服电机47控制所述移动升降平台46升降，以带动所述伸缩臂机构48进行升降；所述伸缩臂机构48用于调整抓手的位置，所述及抓手机构49用于抓取所述上料小车1上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到所述下料小车2上。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，连接盘41上部与Y方向的下滑道移动平台27相连接；转动电机42可带动执行机构4绕Z轴方向进行旋转，此为执行机构4的第四个自由度，其他三个自由度分别为沿X轴运动、沿Y轴运动以及沿Z轴运动；连接盘41的下部与抓手支架框体43连接。作为举例，为满足称重需要，该连接采用铰接方式，铰接区域设置有称重传感器，以用来检测物料的重量；抓手支架框体43为抓手的支撑结构，由框架和钢板组成，该结构背面(面对桁架式承载架3一侧)装有平台支架44、传动杆45、移动升降平台46以及伺服电机47，其中，移动升降平台46与所述伺服电机47以及所述伸缩臂机构48连接，通过伺服电机47控制升降，进而带动伸缩臂机构48进行升降，以满足不同成形高度的产品。

进一步，参见图6为本申请实施例提供的一种伸缩臂机构的结构示意图。在图6中，所述伸缩臂机构48，包括：连接板481、伸缩主臂482、调整手轮483、齿轮484、第四齿条485；其中所述连接板481与所述移动升降平台46一端连接，所述伸缩主臂482与所述移动升降平台46的另一端连接，用于在所述移动升降平台46带动下控制伸缩主臂支撑连接立柱487的升降；所述调整手轮483，用于调整所述伸缩主臂支撑连接立柱487与所述伸缩主臂482所连接的位置；所述齿轮484和所述第四齿条485配套使用，以使得所述移动升降平台46移动到所述位置。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，连接板481与移动升降平台46的一端连接，伸缩主臂482与移动升降平台46的另一端连接，以通过移动升降平台46来控制伸缩臂机构48的升降。另外，伸缩臂机构48还包括调整手轮483、齿轮484、第四齿条485，调整手轮483，用于调整所述伸缩主臂482和伸缩主臂支撑连接立柱487所连接的位置；齿轮484和第四齿条485配套使用，以使得移动升降平台46移动到所述位置。为了调整齿轮484和调整手轮483的位置，在伸缩臂机构48上还设置有主臂锁紧螺栓486。

进一步，参见图5，抓手机构49，包括：抓手驱动转角气缸491、摆臂492、第一带动连杆493、第二带动连杆494、摆动连杆495、带动伸缩部496和抓手497，其中，所述摆臂492设置于所述抓手驱动转角气缸491的输出轴上，且与所述第一带动连杆493、所述第二带动连杆494和所述摆动连杆495连接，用于在所述抓手驱动转角气缸492带动下带动所述第一带动连杆493和所述第二带动连杆494水平交错移动，以及带动所述摆动连杆495摆动；所述带动伸缩部496和抓手497与所述摆动连杆495连接，用于在所述摆动连杆495带动下带动所述带动伸缩部496和抓手497抓紧或松开待成形工件或成形后的工件。

在一种可能实现的方式中，参见图6，所述抓手497包括：抓手本体4971、两个料板限位卡具4972、抓手位置调节螺栓4973以及抓手抓具4974，其中，两个料板限位卡具4971分别设置于所述抓手本体4971的两端，用于卡紧抓取的待成形工件，以使得在抓取待成形工件时不发生错位；所述抓手位置调节螺栓4972设置于所述抓手本体4971上，且位于两个料板限位卡具4971之间，用于调整抓取待成形工件或成形后的工件的位置；所述抓手抓具4974设置于所述抓手本体4971上，用于抓取待成形工件或成形后的工件。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，两个料板限位卡具4971设置于抓手本体4971的两端，用以确保待成形工件或成形后的工件在抓取时不发生错位；抓手位置调节螺栓4973设置于所述抓手本体4971上，且位于两个料板限位卡具4971之间，当待成形工件或成形后的工件为非规则形状料板或成品，可调节抓手497的位置。

在一种可能实现的方式中，参见图7为本申请实施例提供的一种抓手的结构示意图。在图7中，所述抓手机构49，还包括：调节螺钉498、丝杠499、丝杠电机4910和伸缩抓机构移位拨动块4911，其中，所述调节螺钉498设置于所述抓手497上，用于调整所述带动伸缩部496和所述抓手497的位置；所述丝杠电机4910与所述丝杠499连接，用于带动所述丝杠499运动；所述伸缩抓机构移位拨动块4911与所述丝杠499连接，用于在所述丝杠499的运动下进行左右移动，以使调整待成形工件或成形后的工件抓取的位置。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，由于抓取不同工件产品所需要的抓手497不同，因此执行机构4中抓手497是可以拆卸连接的，以便更换抓手497。另外，为了实现对待成形工件或成形后的工件进行自动抓取，作为举例，自动上下料设备还包括显示器(图中未标注)，该显示器包括触摸显示屏，用户可通过触摸显示屏来切换识别不同抓手497对应的抓取控制程序。进一步，为了适应高温环境，抓手497为耐热不锈钢材质。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，自动上下料设备还设置有物料检测传感器，用于检测自动上下料设备是否抓取了待成形工件或成形后的工件。另外，自动上下料设备还设置有关联互锁控制机构，该机构和热成形设备形成闭环控制系统。操作人员将待热成形工件及小车放置完成后关闭上料防护门，按下就绪按钮。系统扫描各检测若满足条件系统就绪，若不满足系统触发报警。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，用户还可通过自动上下料设备的触摸显示屏的参数设置界面，确认所输入的工件参数与实际工件参数是否一致，若不一致需修改参数，保持与所放置工件规格一致。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，自动上下料设备还设置有称重传感器(图中未标注)，该传感器设置于抓手497上；抓手497将工件托起，移至预设位置后机器人与抓手497之间的称重传感器测量出工件重量，若重量不符系统报警，若正常抓具将工件移出上料台架。另外，自动上下料设备还设置有报警灯警示装置(图中未标注)、配电箱、预留有助力机械手安装位置、外围有安全围栏与安全门及门锁传感器；其中，助力机械手安装位置用于安装其他抓手，用于配合其他机械手共同完成特殊的取放料作业；安全围栏与安全门，可形成封闭区间，确保安全生产。具体的，参见图1所示。

进一步，为了使得自动上下料设备能够靠近或远离热成形机，在自动上下料设备接触的地基上设置有轨道基础结构，该轨道基础结构固定在自动上下料设备的正前方地面上，具体的，参见图8所示。由于自动上下料设备的规格尺寸较大，轨道基础结构需要跨越安全通道，为了保证安全，在该轨道上方设置有安全盖板，确保人员通过安全。具体的，参见图1所示。

本申请实施例所提供的方案中，通过执行机构4与桁架式承载架3连接，用于抓取所述上料小1上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到所述下料小车2上，实现对待成形工件或成形后的工件自动抓取，进而提高取、放料的效率以及产品良率。另外，通过执行机构4可实现X、Y、Z方向移动和绕Z轴方向旋转的4个自由度。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种自动上下料设备，其特征在于，包括：上料小车(1)、下料小车(2)、桁架式承载架(3)、执行机构(4)以及配电控制系统(5)，其中，

所述上料小车(1)和所述下料小车(2)均设置于所述桁架式承载架(3)下，且与所述桁架式主体承载架(3)之间的相对位置保持固定，其中，所述上料小车(1)用于放置待成形工件；所述下料小车(2)用于放置成形后的工件；

所述桁架式承载架(3)，通电时制动与热成形机保持相对位置，断电时制动松开沿轨道自由推动至预设设备放置区域；

所述执行机构(4)与所述桁架式承载架(3)连接，用于抓取所述上料小车(1)上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到所述下料小车(2)上；

所述配电控制系统(5)，用于为所述执行机构(4)供电，以使得所述执行机构(4)自动上下料。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述上料小车(1)包括：上料小车本体(41)、定位销(42)以及传感器(43)，其中，所述上料小车本体(41)为多层三横梁结构，用于在每一层三横梁结构上分别放置待成形工件；所述定位销(42)用于限定每一层三横梁结构上放置的待成形工件位置保持一致；所述传感器(43)设置于每一层待成形工件放置位置，用于检测每一层待成形工件是否被取走。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述下料小车(2)包括多层三横梁结构，用于在每一层三横梁结构上分别放置成形后的工件。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述桁架式承载架(3)包括：承载架主体(31)、第一驱动伺服机构(32)、第二驱动伺服机构(33)以及第三驱动伺服机构(34)，其中，所述承载架主体(31)，用于提供支撑架构；所述第一驱动伺服机构(32)用于驱动所述执行机构(4)沿X轴运动，所述第二驱动伺服机构(33)用于驱动所述执行机构(4)沿Y轴运动，所述第三驱动伺服机构(34)用于驱动所述执行机构(4)沿Z轴旋转。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第一驱动伺服机构(32)包括：第一导轨(321)、第一移动平台(322)、第一齿条(323)、第一电缆拖链(324)以及第一驱动伺服电机(325)；其中，所述第一导轨(321)用于承载所述第一移动平台(322)，所述第一驱动伺服电机(325)用于驱动所述第一齿条(323)以使得所述第一电缆拖链(324)运动，以及使得所述第一电缆拖链(324)拖动所述第一移动平台(322)通过所述第一导轨(321)沿着X方向运动。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第二驱动伺服机构(33)包括：第二驱动伺服电机(20)、第二导轨(21)、第二齿条(22)、机械臂(23)以及同步带系统(24)；其中，所述机械臂(23)通过所述第二导轨(21)在所述第二驱动伺服电机(20)带动下沿Y轴运动；所述同步带系统(24)设置于所述机械臂(23)上，其包括同步带(25)、同步带连接件(26)、下滑道移动平台(27)、第三导轨(28)以及同步带动轮(29)，其中，同步带(25)的一侧通过同步带连接件(26)与所述第三驱动伺服机构(34)连接，另一侧与所述下滑道移动平台(27)连接，在所述机械臂(23)运动时，所述下滑道移动平台(27)相对于所述机械臂(23)移动；所述下滑道移动平台(27)与所述执行机构(4)连接，以使得所述执行机构(4)在所述下滑道移动平台(27)带动下移动。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第三驱动伺服机构(34)包括：第三驱动伺服电机(341)、第三齿条(342)、第三导轨(343)、第二电缆拖链(344)、工作台(345)；其中，所述第三驱动伺服电机(341)用于驱动所述第三齿条(342)，所述第三齿条(342)与所述第三导轨(343)连接，以使得通过所述第三导轨(343)带动所述第二电缆拖链(344)运动，以及使得所述第二电缆拖链(344)拖动工作台(345)沿着Z方向运动。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述执行机构(4)包括：连接盘(41)、转动电机(42)、抓手支架框体(43)、平台支架(44)、传动杆(45)；移动升降平台(46)、伺服电机(47)、伸缩臂机构(48)以及抓手机构(49)；其中，

所述连接盘(41)上部与所述下滑道移动平台(27)连接，下部与所述抓手机构(44)连接；所述转动电机(42)用于使得所述执行机构(4)绕Z轴方向旋转；所述抓手支架框体(43)用于支撑所述抓手机构(49)；所述平台支架(44)、传动杆(45)、移动升降平台(46)、伺服电机(47)均安装于所述抓手支架框体(43)上；所述移动升降平台(46)与所述伸缩臂机构(48)连接，通过所述伺服电机(47)控制所述移动升降平台(46)升降，以带动所述伸缩臂机构(48)进行升降；

所述伸缩臂机构(48)用于调整抓手的位置，所述及抓手机构(49)用于抓取所述上料小车(1)上的待成形工件放置于热成形机中，以及将从热成形机出来的成形后的工件放置到所述下料小车(2)上。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述伸缩臂机构(48)，包括：连接板(481)、伸缩主臂(482)、调整手轮(483)、齿轮(484)、第四齿条(485)；其中，

所述连接板(481)与所述移动升降平台(46)一端连接，所述伸缩主臂(482)与所述移动升降平台(46)的另一端连接，用于在所述移动升降平台(46)带动下控制伸缩主臂(482)的升降；

所述调整手轮(483)，用于调整所述移动升降平台(46)与所述伸缩主臂(482)所连接的位置；

所述齿轮(484)和所述第四齿条(485)配套使用，以使得所述移动升降平台(46)移动到所述位置。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，抓手机构(49)，包括：抓手驱动转角气缸(491)、摆臂(492)、第一带动连杆(493)、第二带动连杆(494)、摆动连杆(495)、带动伸缩部(496)和抓手(497)，其中，

所述摆臂(492)设置于所述抓手驱动转角气缸(491)的输出轴上，且与所述第一带动连杆(493)、所述第二带动连杆(494)和所述摆动连杆(495)连接，用于在所述抓手驱动转角气缸(492)带动下带动所述第一带动连杆(493)和所述第二带动连杆(494)水平交错移动，以及带动所述摆动连杆(495)摆动；

所述带动伸缩部(496)和抓手(497)与所述摆动连杆(495)连接，用于在所述摆动连杆(495)带动下带动所述带动伸缩部(496)和抓手(497)抓紧或松开待成形工件或成形后的工件。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述抓手(497)包括：抓手本体(4971)、两个料板限位卡具(4972)、抓手位置调节螺栓(4973)以及抓手抓具(4974)，其中，

两个料板限位卡具(4971)分别设置于所述抓手本体(4971)的两端，用于卡紧抓取的待成形工件，以使得在抓取待成形工件时不发生错位；

所述抓手位置调节螺栓(4972)设置于所述抓手本体(4971)上，且位于两个料板限位卡具(4971)之间，用于调整抓取待成形工件或成形后的工件的位置；

所述抓手抓具(4974)设置于所述抓手本体(4971)上，用于抓取待成形工件或成形后的工件。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述抓手机构(49)，还包括：调节螺钉(498)、丝杠(499)、丝杠电机(4910)和伸缩抓机构移位拨动块(4911)，其中，

所述调节螺钉(498)设置于所述抓手(497)上，用于调整所述带动伸缩部(496)和所述抓手(497)的位置；

所述丝杠电机(4910)与所述丝杠(499)连接，用于带动所述丝杠(499)运动；

所述伸缩抓机构移位拨动块(4911)与所述丝杠(499)连接，用于在所述丝杠(499)的运动下进行左右移动，以使调整待成形工件或成形后的工件抓取的位置。

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