CN114560312A - 全自动摆盘设备及摆盘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全自动摆盘设备及摆盘方法，包括舟皿上下料机构、舟皿移栽机构、摆盘机构和料盘传送机构；所述舟皿上下料机构具有满料舟皿上料工位和空舟皿下料工位；所述舟皿移栽机构往返于摆盘机构和舟皿上下料机构，所述舟皿移栽机构上具有取料工位；所述料盘传送机构具有空料盘上料工位、摆盘工位、满料料盘下料工位；所述摆盘机构衔接取料工位和摆盘工位，摆盘机构包括X轴双动子、用于识别物料的识别装置、取放料机械手，所述X轴双动子分别驱动识别装置和取放料机械手沿X轴向移动。实现取放料机械手放物料的同时，识别装置可识别，互不干涉，省去了取放料机械手的等待时间，取放料机械手可不间断地进行取料和放料，提高了设备的摆盘效率。

Description

全自动摆盘设备及摆盘方法

技术领域

本发明涉及摆盘设备领域技术，尤其是指一种全自动摆盘设备及摆盘方法。

背景技术

在零件的加工生产中，以数控刀片为例，通常数控刀片加工完成后用舟皿对其进行初步收集，在数控刀片出货时，需将舟皿内的数控刀片整齐地摆放至具有多个容置槽的料盘内，进行储存与运输；传统技术中，通常是人工一个一个地将舟皿内的数控刀片摆放至料盘内，该种方式效率低，人工劳动强度大，人工成本高，不利于大批量生产。

后来出现有将舟皿内的数控刀片自动摆放至料盘内的设备，但其通常在取放料机械手上一体式装设有识别装置，先通过识别装置识别舟皿中的刀数控片外观特征及其位置坐标和角度，随后取放料机械手取数控刀片并调整角度后放入方料盘中，其虽然可以实现对数控刀片的自动摆盘，但是，在实际使用时，取放料机械手存在一定时间内呈等待状态，即需等识别装置识别后才进行工作，导致设备的摆盘效率低。

因此，有必要设计一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种全自动摆盘设备及摆盘方法，其通过设置有X轴双动子，将识别装置和取放料机械手设置于X轴双动子上，以实现取放料机械手放物料的同时，识别装置可进行物料识别，双动子互不干涉，省去了取放料机械手的等待时间，从而取放料机械手可不间断地进行取料和放料，提高了设备的摆盘效率，自动化程度高，利于大批量生产。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种全自动摆盘设备，包括舟皿上下料机构、舟皿移栽机构、摆盘机构和料盘传送机构；所述舟皿上下料机构具有满料舟皿上料工位和空舟皿下料工位；所述舟皿移栽机构用于带动舟皿往返于摆盘机构和舟皿上下料机构，所述舟皿移栽机构上具有取料工位；所述料盘传送机构沿Y轴向布置，所述料盘传送机构具有依次布置的空料盘上料工位、摆盘工位、满料料盘下料工位；所述摆盘机构衔接取料工位和摆盘工位，实现将舟皿上的物料摆放至料盘上；

所述摆盘机构包括X轴双动子、用于识别物料的识别装置、取放料机械手，所述识别装置和取放料机械手设置于X轴双动子上，所述X轴双动子分别驱动识别装置和取放料机械手沿X轴向移动，所述取放料机械手根据识别装置的识别将物料整齐地摆放，以实现取放料机械手放物料的同时，识别装置可进行物料识别，双动子互不干涉，省去了取放料机械手的等待时间，从而取放料机械手可不间断地进行取料和放料，提高了设备的摆盘效率，自动化程度高，利于大批量生产。

作为一种优选方案，所述满料舟皿上料工位、空舟皿下料工位、取料工位沿Y轴向自前往后依次布置。

作为一种优选方案，所述满料舟皿上料工位、空舟皿下料工位一体式设置，省去了空舟皿下料的等待时间，进一步提高了设备的摆盘效率。

作为一种优选方案，所述识别装置包括第一Z轴驱动装置和设置于第一Z轴驱动装置的CCD相机组件，所述第一Z轴驱动装置带动CCD相机组件沿Z轴向移动。

作为一种优选方案，所述CCD相机组件包括第一Z轴移动板和设置于第一Z轴移动板的CCD相机和光源，所述光源位于CCD相机的下方。

作为一种优选方案，所述取放料机械手包括第二Z轴驱动装置和设置于第二Z轴驱动装置的取放料组件，所述第二Z轴驱动装置带动取放料组件沿Z轴向移动。

作为一种优选方案，所述取放料组件包括旋转装置和连接于旋转装置的底部的取放装置。

作为一种优选方案，所述取放料机械手为并排间距布置的两个以上，一次性对多个物料进行摆放，摆放效率高。

作为一种优选方案，所述取放装置包括设置于旋转装置的气滑环、设置于气滑环的快换夹具、设置于快换夹具的取放料夹爪，快换夹具便于拆卸与更换不同的取放料夹爪，通用性好。

一种摆盘方法，其基于所述的全自动摆盘设备，包括如下步骤：

第一步，舟皿移栽机构移动至满料舟皿上料工位进行满料舟皿上料，舟皿移栽机构带动满料舟皿移动至取料工位；

第二步，识别装置移动至取料工位对满料舟皿中的物料进行识别，然后取放料机械手抓取物料移动至摆盘工位，此前，料盘传送机构将空料盘自空料盘上料工位传送至摆盘工位；

第三步，在取放料机械手进行物料摆盘的同时，识别装置继续对满料舟皿上的物料进行识别；

第四步，待满料舟皿上的物料取完后，舟皿移栽机构将空舟皿移动至空舟皿下料工位下料，待取放料机械手将空料盘摆满后，料盘传送机构将满料料盘传送至满料料盘下料工位。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

其主要是，通过设置有X轴双动子，将识别装置和取放料机械手设置于X轴双动子上，以实现取放料机械手放物料的同时，识别装置可进行物料识别，双动子互不干涉，省去了取放料机械手的等待时间，从而取放料机械手可不间断地进行取料和放料，提高了设备的摆盘效率，自动化程度高，利于大批量生产；

其次是，所述满料舟皿上料工位、空舟皿下料工位一体式设置，省去了空舟皿下料的等待时间，进一步提高了设备的摆盘效率；

再者是，取放料机械手为并排间距布置的两个以上，一次性对多个物料进行摆放，摆放效率高；

以及，取放装置具有快换夹具便于拆卸与更换不同的取放料夹爪，通用性好。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的立体示意图；

图2是本发明之较佳实施例的分解图；

图3是本发明之较佳实施例的俯视图；

图4是本发明之较佳实施例的舟皿移栽机构的立体示意图；

图5是本发明之较佳实施例的摆盘机构的立体示意图；

图6是本发明之较佳实施例的组装示意图（含保护罩）。

附图标识说明：

10、机台 101、容置腔

20、舟皿上下料机构 201、满料舟皿上料工位

202、空舟皿下料工位 21、移动小车

22、舟皿上料机构 23、舟皿下料机构

221、第三Z轴驱动装置 30、舟皿移栽机构

31、第一Y轴向移动装置 32、中转平台

321、舟皿放置位 322、第二夹持固定装置

301、取料工位 40、料盘传送机构

401、空料盘上料工位 402、摆盘工位

403、满料料盘下料工位 50、摆盘机构

51、X轴双动子 52、识别装置

521、第一Z轴驱动装置 522、CCD相机组件

5221、第一Z轴移动板 5222、CCD相机

5223、光源 53、取放料机械手

531、第二Z轴驱动装置 532、取放料组件

5321、旋转装置 5322、取放装置

5323、气滑环 5324、快换夹具

5235、取放料夹爪 60、保护罩

601、上下料窗口 602、门扇。

具体实施方式

请参照图1至图6所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有机台10和设置于机台10上的舟皿上下料机构20、舟皿移栽机构30、料盘传送机构40、摆盘机构50。

如图1-2所示，所述机台10的前侧开设有容置腔101，所述容置腔101贯通机台10的顶部和底部，所述容置腔101的左侧壁和右侧壁均设置有导向轮组，所述机台10的顶部还设置有第一定位装置和对称布置的两个第一夹持固定装置，所述第一定位装置设置于容置腔101的后侧壁的侧旁，两个第一夹持固定装置分别设置于容置腔101的左侧壁、右侧壁的侧旁。

所述舟皿上下料机构20具有满料舟皿上料工位201、空舟皿下料工位202，所述舟皿上下料机构20包括有移动小车21、舟皿上料机构22和舟皿下料机构23；所述移动小车21通过导向轮组装入容置腔101中，所述移动小车21的前侧设置有与第一定位装置相适配的第二定位装置，所述第二定位装置适配于第一定位装置，所述移动小车21的左侧和右侧均设置有供第一夹持固定装置夹持固定的夹持固定部；所述满料舟皿上料工位201、空舟皿下料工位202一体式设置于移动小车21的顶部，所述满料舟皿上料工位201、空舟皿下料工位202沿Y轴向自前往后依次布置，所述舟皿上料机构22和舟皿下料机构23分别对应满料舟皿上料工位201、空舟皿下料工位202设置；在实际使用时，舟皿上料机构22和舟皿下料机构23均具有第三Z轴驱动装置221和由第三Z轴驱动装置221带动的三爪气缸，在三爪气缸的爪部的侧旁设置接触式高度传感器，在爪部伸入舟皿的孔内后，接触式高度传感器与舟皿的盘面接触，解决相邻舟皿之间厚度差异问题，确保上下料的顺利进行。

所述舟皿移栽机构30包括第一Y轴向移动装置31和设置于第一Y轴向移动装置31的中转平台32，所述第一Y轴向移动装置31带动中转平台32沿Y轴向移动，所述中转平台32的顶部具有舟皿放置位321，所述舟皿放置位321略大于舟皿，以便于舟皿的放入，对应舟皿放置位321的侧旁设置有第二夹持固定装置322，所述第二夹持固定装置322用于固定舟皿，防止在取物料过程中舟皿晃动。

所述料盘传送机构40沿Y轴向布置，所述料盘传送机构40具有依次布置的空料盘上料工位401、摆盘工位402、满料料盘下料工位403，所述空料盘上料工位401、摆盘工位402、满料料盘下料工位403自前往后依次布置；所述料盘传送机构40还包括有料盘上料机构、料盘下料机构、料盘移栽机构，所述料盘上料机构用于将空料盘上料至空料盘上料工位401，所述料盘下料机构用于将满料料盘下料工位403的满料料盘下料，所述料盘移栽机构依次衔接空料盘上料工位401、摆盘工位402、满料料盘下料工位403；具体而言，所述料盘移栽机构包括有第二Y轴向移动装置和设置于第二Y轴向移动装置的第四Z轴驱动装置。

所述摆盘机构50包括X轴双动子51、用于识别物料的识别装置52、取放料机械手53，所述识别装置52和取放料机械手53设置于X轴双动子51上，所述识别装置52位于取放料机械手53的左侧，所述X轴双动子51分别驱动识别装置52和取放料机械手53沿X轴向移动，所述取放料机械手53根据识别装置52的识别将物料整齐地摆放；所述舟皿移栽机构30用于带动舟皿往返于摆盘机构50和舟皿上下料机构20，所述舟皿移栽机构30移动至摆盘机构下方后供取放料机械手53进行取物料，以形成在舟皿移栽机构30上形成取料工位301，所述满料舟皿上料工位201、空舟皿下料工位202、取料工位301沿Y轴向自前往后依次布置，所述摆盘机构50衔接取料工位301和摆盘工位402，实现将舟皿上的物料摆放至料盘上；

具体而言，所述识别装置52包括第一Z轴驱动装置521和设置于第一Z轴驱动装置521的CCD相机组件522，所述第一Z轴驱动装置521带动CCD相机组件522沿Z轴向移动；所述CCD相机组件522包括第一Z轴移动板5221和设置于第一Z轴移动板5221的CCD相机5222和光源5223，所述光源5223位于CCD相机5222的下方；

所述取放料机械手53包括第二Z轴驱动装置531和设置于第二Z轴驱动装置531的取放料组件532，所述第二Z轴驱动装置531带动取放料组件532沿Z轴向移动；所述取放料组件532包括旋转装置5321和连接于旋转装置5321的底部的取放装置5322；所述取放装置5322包括设置于旋转装置5321的气滑环5323、设置于气滑环5323的快换夹具5324、设置于快换夹具5324的取放料夹爪5325，快换夹具5324便于拆卸与更换不同的取放料夹爪5325，通用性好；在实际使用时，取放料夹爪5325为三爪气缸；

优选的，所述取放料机械手53为并排间距布置的两个以上，一次性对多个物料进行摆放，摆放效率高，如图5所示，所述取放料机械手53为三个。

在实际使用时，如图6所示，在机台10的顶部罩设有保护罩60，所述保护罩60的周侧设置有可开合式上下料窗口601，所述上下料窗口601高于机台10的顶部，且保护罩60对应容置腔101开口设置有可开合式门扇602，所述门扇602遮盖容置腔101的前侧。

详述本实施例的工作过程如下：

摆盘准备工作：在移动小车21的满料舟皿上料工位201堆叠满料舟皿，在空料盘上料工位401堆叠空料盘，然后将移动小车21推入容置腔101中。

全自动摆盘设备的摆盘步骤：第一步，首先舟皿上料机构从料舟皿上料工位抓取满料舟皿，然后舟皿移栽机构移动至满料舟皿上料工位上方，舟皿上料机构将满料舟皿放至舟皿移栽机构上，接着舟皿移栽机构带动满料舟皿移动至取料工位；

第二步，识别装置移动至取料工位对满料舟皿中的物料进行识别，然后取放料机械手抓取物料移动至摆盘工位，此前，料盘传送机构将空料盘自空料盘上料工位传送至摆盘工位；

第三步，在取放料机械手进行物料摆盘的同时，识别装置继续对满料舟皿上的物料进行识别；

第四步，待满料舟皿上的物料取完后，舟皿移栽机构将空舟皿移动至空舟皿下料工位，舟皿下料机构抓取空舟皿进行等待，此前舟皿上料机构从料舟皿上料工位抓取下一满料舟皿，舟皿移栽机构继续移动至料舟皿上料工位进行该满料舟皿的上料，随后舟皿移栽机构带动该满料舟皿移动至取料工位，在舟皿移栽机构离开空舟皿下料工位时，舟皿下料机构将空舟皿下料至空舟皿下料工位；

待取放料机械手将空料盘摆满后，料盘传送机构将满料料盘自摆盘工位传送至满料料盘下料工位。

本发明的设计重点在于：

其主要是，通过设置有X轴双动子，将识别装置和取放料机械手设置于X轴双动子上，以实现取放料机械手放物料的同时，识别装置可进行物料识别，双动子互不干涉，省去了取放料机械手的等待时间，从而取放料机械手可不间断地进行取料和放料，提高了设备的摆盘效率，自动化程度高，利于大批量生产；

其次是，所述满料舟皿上料工位、空舟皿下料工位一体式设置，省去了空舟皿下料的等待时间，进一步提高了设备的摆盘效率；

再者是，取放料机械手为并排间距布置的两个以上，一次性对多个物料进行摆放，摆放效率高；

以及，取放装置具有快换夹具便于拆卸与更换不同的取放料夹爪，通用性好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种全自动摆盘设备，包括舟皿上下料机构、舟皿移栽机构、摆盘机构和料盘传送机构；所述舟皿上下料机构具有满料舟皿上料工位和空舟皿下料工位；所述舟皿移栽机构用于带动舟皿往返于摆盘机构和舟皿上下料机构，所述舟皿移栽机构上具有取料工位；所述料盘传送机构沿Y轴向布置，所述料盘传送机构具有依次布置的空料盘上料工位、摆盘工位、满料料盘下料工位；所述摆盘机构衔接取料工位和摆盘工位，实现将舟皿上的物料摆放至料盘上；其特征在于：

所述摆盘机构包括X轴双动子、用于识别物料的识别装置、取放料机械手，所述识别装置和取放料机械手设置于X轴双动子上，所述X轴双动子分别驱动识别装置和取放料机械手沿X轴向移动，所述取放料机械手根据识别装置的识别将物料整齐地摆放。

2.根据权利要求1所述的全自动摆盘设备，其特征在于：所述满料舟皿上料工位、空舟皿下料工位、取料工位沿Y轴向自前往后依次布置。

3.根据权利要求2所述的全自动摆盘设备，其特征在于： 所述满料舟皿上料工位、空舟皿下料工位一体式设置。

4.根据权利要求1所述的全自动摆盘设备，其特征在于：所述识别装置包括第一Z轴驱动装置和设置于第一Z轴驱动装置的CCD相机组件，所述第一Z轴驱动装置带动CCD相机组件沿Z轴向移动。

5.根据权利要求4所述的全自动摆盘设备，其特征在于：所述CCD相机组件包括第一Z轴移动板和设置于第一Z轴移动板的CCD相机和光源，所述光源位于CCD相机的下方。

6.根据权利要求4所述的全自动摆盘设备，其特征在于：所述取放料机械手包括第二Z轴驱动装置和设置于第二Z轴驱动装置的取放料组件，所述第二Z轴驱动装置带动取放料组件沿Z轴向移动。

7.根据权利要求6所述的全自动摆盘设备，其特征在于：所述取放料组件包括旋转装置和连接于旋转装置的底部的取放装置。

8.根据权利要求6或7所述的全自动摆盘设备，其特征在于：所述取放料机械手为并排间距布置的两个以上。

9.根据权利要求6所述的全自动摆盘设备，其特征在于：所述取放装置包括设置于旋转装置的气滑环、设置于气滑环的快换夹具、设置于快换夹具的取放料夹爪。

10.一种摆盘方法，其特征在于：其基于权利要求1至9任一项所述的全自动摆盘设备，包括如下步骤：

第一步，舟皿移栽机构移动至满料舟皿上料工位进行满料舟皿上料，舟皿移栽机构带动满料舟皿移动至取料工位；

第二步，识别装置移动至取料工位对满料舟皿中的物料进行识别，然后取放料机械手抓取物料移动至摆盘工位，此前，料盘传送机构将空料盘自空料盘上料工位传送至摆盘工位；

第三步，在取放料机械手进行物料摆盘的同时，识别装置继续对满料舟皿上的物料进行识别；

第四步，待满料舟皿上的物料取完后，舟皿移栽机构将空舟皿移动至空舟皿下料工位下料，待取放料机械手将空料盘摆满后，料盘传送机构将满料料盘传送至满料料盘下料工位。

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