CN114772332A - 堆叠金属薄片分片机械臂及分片方法 - Google Patents

Abstract

一种堆叠金属薄片分片机械臂及分片方法，该堆叠金属薄片分片机械臂包括移动臂体、第一行程控制装置、基板、吸盘、支撑部、第二行程控制装置及第三行程控制装置，基板通过第一行程控制装置可上下移动地与移动臂体相连，吸盘及支撑部均设置于基板的同一侧上，吸盘至少有两个，两个吸盘设置于支撑部的两侧，第二行程控制装置及第三行程控制装置均至少与一个吸盘相连，第二行程控制装置被设置为可带动与其相连的吸盘相对于基板沿竖直方向运动，第三行程控制装置被设置为可带动与其相连的吸盘相对于基板沿水平方向运动。该堆叠金属薄片分片机械臂能够在不对金属薄片造成损伤的基础上，较为容易且高效地实现金属薄片间的分离。

Description

堆叠金属薄片分片机械臂及分片方法

技术领域

本发明涉及机械自动化设备技术领域，尤其是一种堆叠金属薄片分片机械臂及分片方法。

背景技术

在可移动设备，如手机，平板等设备中，需要在屏幕上设置金属薄片来作为装配基准平面以及提供支撑强度。在金属薄片上，一般会设置PET蓝色胶带，以起到防尘防划伤的功能。金属薄片在生产及运输过程中一般会堆叠在一起，而在将金属薄片与其它零部件进行组装时，需要将金属薄片一片片的从堆叠在一起的料堆中取出，并放置于生产线上。

然而，PET蓝色胶带在现有工艺中虽然不会有残胶的存在，但是，其仍然会与接触的膜层产生一定的吸附力；进一步地，由于静电、潮湿、接触面光滑、及金属薄片间与外界的气压差等问题，相邻的金属薄片之间会产生较大的吸附力，这导致产品分离较为困难。

现有的分片机构其中一种方式是通过吸盘吸住最顶部的金属薄片，然后通过敲击装置敲击拍打，使得金属薄片之间由于震动而分离。

但是通过敲打金属薄片以实现金属薄片分离的方法，一方面容易对金属薄片的表面产生损伤，导致过高的产品报废率。另一方面该方法需要敲击多次才能实现金属薄片的分离，效率较低。

另一种方式是先通过多个吸盘吸住顶部的薄片的不同位置，然后将其中一个吸盘抬升，继而使得金属薄片产生弯折，通过弯折使得两个金属薄片之间产生间隙，继而进行分离。

但是该方法一般对于塑料薄片的分片较为有效，而对于金属薄片则无法进行有效的分离。这一方面由于PET蓝色胶带的存在，金属薄片之间的结合力较大，较小的弯折无法对两个金属薄片实现分离，若通过提高吸盘的抬升距离来增大弯折度，这极容易造成PET蓝色胶带的撕裂；另一方面，为了克服金属薄片之间的结合力，需要加大吸盘的抬升距离，但是，在加大吸盘的抬升距离后，随着吸盘抬升距离的增大，金属薄片弯折的程度越大，金属薄片上与多个吸盘的结合点之间的距离会缩小。这会在水平方向上，造成金属薄片与吸盘之间的位移。由于金属薄片的柔性低于塑料薄片的柔性，其很难通过局部变形来抵消该位移的变化，这会造成由于吸盘与金属薄片之间产生移动，而使金属薄片与吸盘之间因发生移动而脱落，或者由于吸盘的吸力过大，而使得金属薄片发生局部变形。

因此，在现有技术中，均无法有效地对堆叠的金属薄片进行较好的分片。

发明内容

本发明提供了一种堆叠金属薄片分片机械臂及分片方法，该堆叠金属薄片分片机械臂能够在不对金属薄片造成损伤的基础上，较为容易且高效地实现金属薄片间的分离。

本发明提供了一种堆叠金属薄片分片机械臂，包括移动臂体、第一行程控制装置、基板、吸盘、支撑部、第二行程控制装置及第三行程控制装置，所述基板通过所述第一行程控制装置可上下移动地与所述移动臂体相连，所述吸盘及所述支撑部均设置于所述基板的同一侧上，所述吸盘至少有两个，两个所述吸盘设置于所述支撑部的两侧，所述第二行程控制装置及所述第三行程控制装置均至少与一个所述吸盘相连，所述第二行程控制装置被设置为可带动与其相连的所述吸盘相对于所述基板沿竖直方向运动，所述第三行程控制装置被设置为可带动与其相连的所述吸盘相对于所述基板沿水平方向运动。

进一步的，所述堆叠金属薄片分片机械臂还包括控制单元，所述控制单元与所述第二行程控制装置及所述第三行程控制装置电性相连，并对所述第二行程控制装置及所述第三行程控制装置的动作进行控制，以使所述吸盘在向上运动的同时，并向靠近其它所述吸盘的方向移动；或使得所述吸盘在向下运动的同时，并向远离其它所述吸盘的方向移动。

进一步的，所述支撑部可伸缩地设置于所述基板上，所述支撑部的设置使得所述支撑部根据所述第二行程控制装置及所述第三行程控制装置的运动状态而调节相对于所述基板的伸出长度。

进一步的，所述支撑部与第四行程控制装置相连，所述第四行程控制装置与所述控制单元电性相连，所述控制单元对所述支撑部伸出所述基板的长度进行控制。

进一步的，所述支撑部包括导向杆、弹性件及支撑头，所述支撑头与所述导向杆相连，所述导向杆设置于所述基板上，并可相对于所述基板上下移动，所述弹性件支撑于所述支撑头与所述基板之间。

进一步的，两个所述吸盘在所述基板上的布设位置与金属薄片的两个对角的位置相对应，所述支撑部在所述基板上的布设位置与所述金属薄片中部的位置相对应。

进一步的，所述第二行程控制装置与所述吸盘相连，所述第三行程控制装置设置于所述基板上，并与所述第二行程控制装置相连，以通过所述第二行程控制装置带动所述吸盘沿水平方向运动。

进一步的，所述堆叠金属薄片分片机械臂还包括用于对金属薄片吹风的侧向风切装置。

进一步的，所述堆叠金属薄片分片机械臂还包括用于承载金属薄片的放料盘，所述放料盘包括底板及位于所述底板四周的侧板，从远离所述底板方向至靠近所述底板方向，两个相对边缘的所述侧板之间的距离逐渐减小。

本发明还提供了一种金属薄片分片方法，该方法基于上述的堆叠金属薄片分片机械臂，并包括如下步骤：

S1：使支撑部抵靠于金属薄片上，并使所述金属薄片吸附于吸盘上；

S2：抬升与所述吸盘结合的金属薄片；

S3：使所述吸盘带动所述金属薄片交替进行第一定向运动及第二定向运动，在进行所述第一定向运动时，所述吸盘向上以及向靠近其它所述吸盘的方向运动；在进行第二定向运动时，所述吸盘向下以及向远离其它所述吸盘的方向运动。

综上所述，在本发明中，通过吸盘、第二行程控制装置及第三行程控制装置的设置，能够在使得吸盘在竖直方向上运动的同时，进行与之相应的水平方向的运动，这能够在抬升吸盘的同时，减少多个吸盘之间的距离，减小吸盘与金属薄片之间在水平方向上的作用力。能够防止因吸盘与金属薄片之间在水平方向上因错位而产生的作用力过大，继而发生金属薄片脱落；或因吸盘与金属薄片之间的吸力太大，而使金属薄片发生局部变形。因此，通过上述结构的设置，该堆叠金属薄片分片机械臂能够在不对金属薄片造成损伤的基础上，较为容易且高效地实现金属薄片间的分离。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明第一实施例提供的堆叠金属薄片分片机械臂的轴侧结构示意图。

图2所示为图1中堆叠金属薄片分片机械臂在初始状态时的正视结构示意图。

图3所示为图1中堆叠金属薄片分片机械臂在初始状态时的侧视结构示意图。

图4所示为图1中堆叠金属薄片分片机械臂在分片时的结构示意图。

图5所示为放料盘的截面结构示意图。

图6所示为本发明第二实施例提供的堆叠金属薄片分片机械臂的正视结构示意图。

附图标记：10.移动臂体、20.第一行程控制装置、30.基板、31. 侧向风切装置、40.吸盘、50.支撑部、51.导向杆、52.弹性件、53.支撑头、60.第二行程控制装置、70.第三行程控制装置、80.金属薄片、92.放料盘、921.底板、922.侧板。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如下。

本发明提供了一种堆叠金属薄片分片机械臂及分片方法，该堆叠金属薄片分片机械臂能够在不对金属薄片造成损伤的基础上，较为容易且高效地实现金属薄片间的分离。

图1所示为本发明第一实施例提供的堆叠金属薄片分片机械臂的轴侧结构示意图，图2所示为图1中堆叠金属薄片分片机械臂在初始状态时的正视结构示意图，图3所示为图1中堆叠金属薄片分片机械臂在初始状态时的侧视结构示意图，图4所示为图1中堆叠金属薄片分片机械臂在分片时的结构示意图。如图1至图4所示，本发明第一实施例提供的堆叠金属薄片分片机械臂包括移动臂体10、第一行程控制装置20、基板30、吸盘40、支撑部50、第二行程控制装置60及第三行程控制装置70，基板30通过第一行程控制装置20可上下运动地与移动臂体10相连，吸盘40及支撑部50均设置于基板30的同一侧上，吸盘40至少有两个，两个吸盘40设置于支撑部50的两侧，第二行程控制装置60及第三行程控制装置70均至少与其中一个吸盘40相连，第二行程控制装置60被设置为可带动与其相连的吸盘40相对于基板30沿竖直方向运动（见图4中的F1方向），第三行程控制装置70被设置为可带动与其相连的吸盘40相对于基板30沿水平方向运动（见图4中的F2方向）。

在本实施例中，在进行金属薄片80分片时，通过第一行程控制装置20的设置，可以通过第一行程控制装置20带动基板30上下移动，当基板30向下移动时，吸盘40及支撑部50能够抵靠于顶层的金属薄片80上，以使吸盘40吸住与其接触的金属薄片80；在吸住金属薄片80后，第一行程控制装置20带动基板30向上移动，以使被吸住的金属薄片80与料堆分离；通过第二行程控制装置60的设置，并使第二行程控制装置60至少与一个吸盘40相连，可以通过第二行程控制装置60使得与其相连的吸盘40在竖直方向运动；由于支撑部50的存在，且两个吸盘40设置于支撑部50的两侧，在吸盘40运动时，会使金属薄片80发生弯曲；与此同时，通过第三行程控制装置70的设置，并使第三行程控制装置70至少与一个吸盘40相连，可以通过第三行程控制装置70带动吸盘40沿水平方向运动，以缩短吸盘40之间的距离。也即，如图4所示，该堆叠金属薄片分片机械臂在分片时使得吸盘40具有竖直方向及水平方向两个方向的运动。

当位于料堆下层的金属薄片80与顶层的金属薄片80发生吸附时，由于第二行程控制装置60使吸盘40沿竖直方向向上运动，在支撑部50的支撑作用下，从而使得顶层的金属薄片80发生弯折，与此同时，通过第三行程控制装置70带动与其相连的吸盘40沿水平方向运动，具体可以为向其它吸盘40所在的方向运动，这使得在抬升吸盘40的同时，能够减少多个吸盘40之间的距离，减小吸盘40与金属薄片80之间在水平方向上的作用力，与此同时，为金属薄片80提供竖直及水平方向的作用力。这能够防止因吸盘40与金属薄片80之间在水平方向上因错位而产生的作用力过大，继而发生金属薄片80脱落；或因吸盘40与金属薄片80之间的吸力太大，而使金属薄片80发生局部变形；更进一步地，当因PET蓝色胶带而使相邻的金属薄片80吸附时，由于金属薄片80受到水平及竖直方向的作用力，这能够顺利地将PET蓝色胶片与相邻的金属薄片80分开，防止造成PET蓝色胶带撕裂。因此，通过上述结构的设置，该堆叠金属薄片分片机械臂能够在不对金属薄片80造成损伤的基础上，较为容易且高效地实现金属薄片80间的分离。在将金属薄片80分片后，移动臂体10将金属薄片80送至流水线进行装配。

进一步地，在本实施例中，吸盘40通过导管（图未示出）与负压发生器（图未示出）相连，通过负压发生器的设置，堆叠金属薄片分片机械臂在无需向吸盘40施加较大的作用力的情况下，仅需要保证吸盘40与金属薄片80接触，即可保证吸盘40与金属薄片80之间结合力的稳固，防止因为压力对金属薄片80造成损伤，或者因为压力而进一步增大顶层金属薄片80与下层金属薄片80之间的结合力。为了防止负压过大而造成顶层金属薄片80的形变，或者负压过小而使顶层金属薄片80与吸盘40分离，在堆叠金属薄片分片机械臂上还设置有与吸盘40相连的负压表（图未示出），以对每一个吸盘40上的负压进行检测。

更为具体地，该堆叠金属薄片分片机械臂还包括控制单元（图未示出），控制单元与第二行程控制装置60及第三行程控制装置70电性相连，并对第二行程控制装置60及第三行程控制装置70的动作进行控制。以使得吸盘40在向上运动的同时，并向靠近其它吸盘40的方向移动，具体地，如图4所示，可以向中部移动；或使得吸盘40在向下运动的同时，并向远离其它吸盘40的方向移动，具体地，如图4所示，可以向金属薄片80的边缘所在的方向运动。

进一步地，在本实施例中，支撑部50可伸缩地设置于基板 30上，支撑部 50的设置，使得支撑部50根据第二行程控制装置60及第三行程控制装置70的运动状态而调节相对于基板30的伸出长度。

具体地，在初始状态，也即第二行程控制装置60未带动吸盘40上下运动时，支撑部50及吸盘40同时向下伸出，多个吸盘40与支撑部50的下端位于同一水平面上，以使多个吸盘40能够在移动臂体10下移时同时与金属薄片80接触，以及在第二行程控制装置60带动吸盘40上下移动时，支撑部50能够对金属薄片80进行支撑。

当吸盘40在第二行程控制装置60的带动下向上移动，以及在第三行程控制装置70的带动下向减小与其它吸盘40的距离的方向移动时，支撑部50继续向下伸出；当吸盘40在第二行程控制装置60的带动下向下移动，以及在第三行程控制装置70的带动下向增大与其它吸盘40的距离的方向移动时，支撑部50向上收缩。

通过支撑部50的伸缩运动，能够根据金属薄片80的弯曲状态调整伸出的长度，以使支撑部50能够始终对金属薄片80进行支撑。

在本实施例中，支撑部50可以与第四行程控制装置（图未标出）相连，第四行程控制装置与控制单元电性相连，以对支撑部50伸出基板30的长度进行控制。

在本实施例中，两个吸盘40在基板30上的布设位置与金属薄片80的两个对角的位置相对应，支撑部50在基板30上的布设位置与金属薄片80中部的位置相对应。

在本实施例中，第一行程控制装置20、第二行程控制装置60及第三行程控制装置70均可以为气缸。在图1至图4中示出了在两个吸盘40上均设置有第二行程控制装置60的情况，可以理解地，在其它实施例中，也可以在同一个基板30的其中一个吸盘40上设置有第二行程控制装置60。

第三行程控制装置70可以固定于基板30上，第二行程控制装置60设置于第三行程控制装置70上，并可在第三行程控制装置70的带动下沿水平方向移动。也即，第三行程控制装置70通过第二行程控制装置60实现与吸盘40的相连。

图1至图4中示出了设置有一个第三行程控制装置70的情况，可以理解地，在其它实施例中，也可以设置多个第三行程控制装置70，每个第三行程控制装置70均与一个第二行程控制装置60相连，并带动相应的第二行程控制装置60进行运动。

进一步地，在本实施例中，同一个移动臂体10上可以设置有多个基板30，如两个，每一个基板30上均设置有吸盘40、支撑部50、第二行程控制装置60及第三行程控制装置70，也即移动臂体10同时控制多个基板30进行同步的上下运动，以提高分片的效率。

进一步地，支撑部50用于与金属薄片80接触的端部可以由硅胶材质制成，从侧面看，支撑部50的下边缘上形成有圆弧形倒角，以在吸盘40上下运动时，防止对金属薄片80造成损伤。

请继续参照图1至图4，在本实施例中，该堆叠金属薄片分片机械臂还包括侧向风切装置31，该侧向风切装置31设置于金属薄片80的侧面，以对金属薄片80进行吹风，通过气流加速金属薄片80的分片。

进一步地，侧向风切装置31有多个，多个侧向风切装置31的位置与金属薄片80四边的位置相适应，以使侧向风切装置31从金属薄片80的四周对金属薄片80进行吹风。

为了对第一行程控制装置20、第二行程控制装置60、第三行程控制装置70、第四行程控制装置及侧向风切装置31进行控制，在堆叠金属薄片分片机械臂上还设置有多个电磁阀（图未示出），在本实施例中，该多个电磁阀可以固定于移动臂体10上。

图5所示为放料盘的截面结构示意图。如图5所示，该堆叠金属薄片分片机械臂还包括承载金属薄片80料堆的放料盘92，该放料盘92包括底板921及位于底板921四周的侧板922，从远离底板921方向至靠近底板921方向，两个相对边缘的侧板922之间的距离逐渐减小。

通过上述的设置，当下层金属薄片80与顶层金属薄片80分离后，下层金属薄片80能够落入放料盘92内，并在侧板922的导向下，回复至原始位置，保证金属薄片80在料堆上的位置不发生大的变化，以提高将金属薄片80送至生产线上时的精确性。

在分片过程中，上述第一行程控制装置20控制基板30升高至最高高度时，金属薄片80的高度不超过侧板922的高度。

图6所示为本发明第二实施例提供的堆叠金属薄片分片机械臂的正视结构示意图。如图6所示，本发明第二实施例提供的堆叠金属薄片分片机械臂与第一实施例基本相同，其不同之处在于，在本实施例中，支撑部50还包括导向杆51、弹性件52及支撑头53，支撑头53与导向杆51相连，导向杆51设置于基板30上，并可相对于基板30上下移动，弹性件52支撑于支撑头53与基板30之间，支撑头53用于对金属薄片80进行支撑。通过弹性件52的设置，在金属薄片80的弯曲程度发生变化时调节支撑部50的伸出长度。

本发明还提供了一种基于上述堆叠金属薄片分片机械臂的金属薄片分片方法，该方法包括如下步骤：

S1：使支撑部50抵靠于金属薄片80上，并使金属薄片80吸附于吸盘40上；

在该步骤中，可以通过第一行程控制装置20下降基板30，以使支撑部50抵靠于金属薄片80上，并使金属薄片80吸附于吸盘40上。在将金属薄片80吸附于吸盘40上时，可以启动负压发生器以使金属薄片80吸附于吸盘40上。

S2：抬升与吸盘40结合的金属薄片80，使该金属薄片80离开下方料堆；

S3：控制吸盘40带动金属薄片80交替进行第一定向运动及第二定向运动，在进行第一定向运动时，吸盘40向上以及向靠近其它吸盘40的方向运动，在进行第二定向运动时，吸盘40向下以及向远离其它吸盘 40的方向运动。

综上所述，在本发明中，通过吸盘40、第二行程控制装置60及第三行程控制装置70的设置，能够在使得吸盘40在竖直方向上运动的同时，进行与之相应的水平方向的运动，这能够在抬升吸盘40的同时，减少多个吸盘40之间的距离，减小吸盘40与金属薄片80之间在水平方向上的作用力。能够防止因吸盘40与金属薄片80之间在水平方向上因错位而产生的作用力过大，继而发生金属薄片80脱落；或因吸盘40与金属薄片80之间的吸力太大，而使金属薄片80发生局部变形。因此，通过上述结构的设置，该堆叠金属薄片分片机械臂能够在不对金属薄片80造成损伤的基础上，较为容易且高效地实现金属薄片80间的分离。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种堆叠金属薄片分片机械臂，其特征在于：包括移动臂体、第一行程控制装置、基板、吸盘、支撑部、第二行程控制装置及第三行程控制装置，所述基板通过所述第一行程控制装置可上下移动地与所述移动臂体相连，所述吸盘及所述支撑部均设置于所述基板的同一侧上，所述吸盘至少有两个，两个所述吸盘设置于所述支撑部的两侧，所述第二行程控制装置及所述第三行程控制装置均至少与一个所述吸盘相连，所述第二行程控制装置被设置为可带动与其相连的所述吸盘相对于所述基板沿竖直方向运动，所述第三行程控制装置被设置为可带动与其相连的所述吸盘相对于所述基板沿水平方向运动。

2.根据权利要求1所述的堆叠金属薄片分片机械臂，其特征在于：所述堆叠金属薄片分片机械臂还包括控制单元，所述控制单元与所述第二行程控制装置及所述第三行程控制装置电性相连，并对所述第二行程控制装置及所述第三行程控制装置的动作进行控制，以使所述吸盘在向上运动的同时，向靠近其它所述吸盘的方向移动；或使得所述吸盘在向下运动的同时，向远离其它所述吸盘的方向移动。

3.根据权利要求2所述的堆叠金属薄片分片机械臂，其特征在于：所述支撑部可伸缩地设置于所述基板上，所述支撑部的设置使得所述支撑部根据所述第二行程控制装置及所述第三行程控制装置的运动状态而调节相对于所述基板的伸出长度。

4.根据权利要求3所述的堆叠金属薄片分片机械臂，其特征在于：所述支撑部与第四行程控制装置相连，所述第四行程控制装置与所述控制单元电性相连，所述控制单元对所述支撑部伸出所述基板的长度进行控制。

5.根据权利要求3所述的堆叠金属薄片分片机械臂，其特征在于：所述支撑部包括导向杆、弹性件及支撑头，所述支撑头与所述导向杆相连，所述导向杆设置于所述基板上，并可相对于所述基板上下移动，所述弹性件支撑于所述支撑头与所述基板之间。

6.根据权利要求1所述的堆叠金属薄片分片机械臂，其特征在于：两个所述吸盘在所述基板上的布设位置与金属薄片的两个对角的位置相对应，所述支撑部在所述基板上的布设位置与所述金属薄片中部的位置相对应。

7.根据权利要求1所述的堆叠金属薄片分片机械臂，其特征在于：所述第二行程控制装置与所述吸盘相连，所述第三行程控制装置设置于所述基板上，并与所述第二行程控制装置相连，以通过所述第二行程控制装置带动所述吸盘沿水平方向运动。

8.根据权利要求1所述的堆叠金属薄片分片机械臂，其特征在于：所述堆叠金属薄片分片机械臂还包括用于对金属薄片吹风的侧向风切装置。

9.根据权利要求1所述的堆叠金属薄片分片机械臂，其特征在于：所述堆叠金属薄片分片机械臂还包括用于承载金属薄片的放料盘，所述放料盘包括底板及位于所述底板四周的侧板，从远离所述底板方向至靠近所述底板方向，两个相对边缘的所述侧板之间的距离逐渐减小。

10.一种金属薄片分片方法，其特征在于：该金属薄片分片方法基于权利要求1至9中任意一项所述的堆叠金属薄片分片机械臂，并包括如下步骤：

S1：使支撑部抵靠于金属薄片上，并使所述金属薄片吸附于吸盘上；

S2：抬升与所述吸盘结合的金属薄片；

S3：使所述吸盘带动所述金属薄片交替进行第一定向运动及第二定向运动，在进行所述第一定向运动时，所述吸盘向上以及向靠近其它所述吸盘的方向运动；在进行第二定向运动时，所述吸盘向下以及向远离其它所述吸盘的方向运动。

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