CN117342265A - 一种基于弹壳的电泳自动上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动上料装置，为了解决现有弹壳电泳上料存在的问题，提供一种基于弹壳的电泳自动上料装置，包括供料机构、铺料机构、识别机构、抓取插料机构和电泳炉，供料机构设置在铺料机构的前端，铺料机构的后端设置识别机构，铺料机构包括上料组件、过渡皮带线和导向流水线，转运倾倒入上料组件中的产品依次经过渡皮带线和导向流水线，最终以统一姿态进入识别机构；识别机构的后端设置抓取插料机构，抓取插料机构，包括转运机械手，转运机械手安装在分拣机械手的后方，转运机械手同时转运链板线治具中的多个产品到电泳治具上，抓取插料机构的后端设置电泳炉，本发明具有自动化程度高、人工成本低、效率高和良品率高的特点。

Description

一种基于弹壳的电泳自动上料装置

技术领域

本发明涉及自动上料装置，尤其是一种基于弹壳的电泳自动上料装置。

背景技术

目前市场上还没有对弹壳进行电泳自动上料的整机设备，现在的方式是人工上料或半自动化上料，全部由人工搬运料框进行上料、倒料的一系列操作，人力成本高，效率低下，安全系数低。

半自动化上料，目前市场上有一些类似单机设备，如：

1)料框上料装置：包括料框送料机构、升降抓取机构、抓取横移机构及架体；抓取横移机构包括水平横向设于架体上端的同步带及带动同步带运动的步进电机；升降抓取机构通过同步带压板与同步带连接并随同步带的运动而左右横移；料框送料机构包括支撑架、设于支撑架上端面的横向运输机构及设于横向运输机构上的料框接收座；料框送料机构的右端位于升降抓取机构横向运动路线的左端的正下方；升降抓取机构横向运动路线的右端的正下方设有料车对接腔。升降抓取机构可升降、左右横移，抓取料框后将料框放置于料框接收座内，可实现将料框自动上料至指定位置。

2)圆柱体理料装置：人工把产品进行固定方向的摆放，人工上料，全部由人工把圆柱体产品按照固定的方向和位置摆放圆柱体，人力成本高，效率低下，工作繁重；采用离心机对圆柱体产品供料，离心机包括离心盘、出料皮带线、底座以及控制系统；离心机设计加工制造难度大，制作周期长，不能满足不同直径的圆柱体的上料，并且在运行过程中会造成产品之间的撞击和挤压，容易造成产品的三伤；并且排列的数量少，只有单排出料，无法实现大批量的上料；离心盘操作的流程是由人工或者机构把圆柱体放入离心盘中，离心盘转动，通过离心力把产品推到离心盘的外边缘，通过离心盘边缘的流道筛选后，经过输送流水线出料。

3)圆柱体抓取装置：一般组成就是通过夹爪气缸进行夹紧取料，夹爪部分需要使用非金属材质，要避免对这种圆柱类产品造成三伤，一般来说就是这种圆柱类产品需要摆好在一个位置，机械手带动取料机构去进行取料，气缸接受信号进行伸缩，同时带动夹爪对产品进行夹紧，保证圆柱类产品不会脱落，然后通过某种传动方式进行将这种圆柱类产品进行搬运至下一个位置；另外取料方式还有通过真空吸取的方式，可采用仿形夹爪取料，夹爪留有真空气路，或者考虑用真空吸盘的方式的进行取料。传动过程中，要保证产品不能出现倾斜、松动、脱落等风险，具体还需要考虑搬运的方式，常用的搬运方式有通过模组进行搬运的方式，或者采用机械手进行搬运的方式，因为这两种搬运对夹取取料后可能运动过程中会产生影响，运动的速度快慢影响实际运行的效果。

现有人工上料或半自动化上料具体存在如下问题：

1、现有的基于料框上料的弹壳物料，主要针对单框料进行上料操作，需要人工参与单个搬运，没有应用于整托栈板/托盘的上料方式，有人力成本高、生产效率低、产能低的缺点，因为现有的汽车、医疗等行业产能要求不高，而火爆的手机等行业零件都比较小，用到料框来料的机会很少；随着时代的发展，新能源、军工等行业的兴起，越来越多的需要料框上料的需求摆到人们的眼前。另外目前都是针对单个尺寸料框进行上料，不具备兼容性，若要兼容大小不同料框后，需要更换从前到后多处关键部位硬件结构来实现兼容性，而社会快速发展的今天，之前单一品种的模式逐步减少，多品种、多类别的模式已经到来，兼容性问题更是亟待我们来解决。

2、现有的技术在对散料进行上料倒料时，容易发生卡料，不易分拣。

3、人工摆放物料不均匀，效率低下，而且工作环境差，噪音大，安全系数低。

4、离心机运作时在离心力的作用下，圆柱体被离心力作用到离心盘的边缘，会发生产品与产品之间的撞击以及挤压，造成产品外观损伤。进入输送线时，产生滚动和打滑。

5、离心机通过固定的产品仿形型腔对圆柱体产品进行有序排列，型腔为机械加工完成，为固定形状不可以调节，因而无法满足兼容不同直径的产品。

6、现有的技术在运动中的输送线上抓取时，容易抓不到或者漏抓，以及抓取精度不高。

7、现有的机构只能保证夹取一个或者几个产品，这种局限性会影响到动作的效率和产能；机构也会导致产品夹不紧，搬运过程中可能存在晃动脱落的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有弹壳电泳上料存在的问题，提供一种基于弹壳的电泳自动上料装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括供料机构、铺料机构、识别机构、抓取插料机构和电泳炉，供料机构设置在铺料机构的前端，供料机构为框架结构，框架结构的顶部安装有多轴转运组件，框架结构的下方设置至少一条上料通道，多轴转运组件将上料通道中的产品转运倾倒入铺料机构的上料组件中；

铺料机构的后端设置识别机构，铺料机构包括上料组件、过渡皮带线和导向流水线，转运倾倒入上料组件中的产品依次经过渡皮带线和导向流水线上的柔性拨料结构，最终以统一姿态进入识别机构；

识别机构的后端设置抓取插料机构，识别机构包括插架链板输送线、视觉检测组件、多组旋转放料组件和多组分拣机械手，插架链板输送线和导向流水线并排设置，导向流水线的上方设置视觉检测组件，视觉检测组件的后方设置分拣机械手，分拣机械手根据视觉检测组件的检测结果一次抓取多个OK品并统一产品朝向后，暂放在对应区域的旋转放料组件上；旋转放料组件设置在插架链板输送线的上方，与插架链板输送线成十字状，插架链板输送线上设置多个链板线治具，链板线治具与旋转放料组件也为相互垂直状态，当旋转放料组件上产品满一定数量后，旋转放料组件翻转产品靠重力落入链板线治具的孔位中，落入链板线治具孔位中的产品开口部均朝下；

抓取插料机构，包括转运机械手，转运机械手安装在分拣机械手的后方，转运机械手同时转运链板线治具中的多个产品到电泳治具上；

抓取插料机构的后端设置电泳炉，装满产品的电泳治具由输送流道送入电泳炉中。

为了实现精准定位并抓取物料框，所述供料机构，包括龙门机架、多轴转运组件和翻转倒料工位，龙门机架由多条桁架拼接而来，多轴转运组件为四轴机械手，龙门机架顶部的两侧安装四轴机械手负责前后移动的X轴，X轴上安装负责左右移动的Y轴，Y轴上安装负责上下移动的Z轴，Z轴的底端安装负责前后转动的U1轴，U1轴的顶端安装第一夹爪；

Z轴上还安装有竖直向下拍摄料框对角位置的视觉导向组件和用于感知料框位置的第一感应光电组件，翻转倒料工位设置在四轴机械手下方的龙门机架上，翻转倒料工位侧面的龙门机架上设置空料框暂放处。

为了实现倾倒产品，所述翻转倒料工位包括前后转动的U2轴，U2轴与连接板连接，连接板的侧面设置有第二夹爪和用于感知料框位置的第二感应光电组件。

为了防止产品在上料过程中出现卡料，所述上料组件，包括上料料仓、震动电机和提升机、上料料仓为上宽下窄顶部开口的锥形，上料料仓的底部安装震动电机，上料料仓底部的侧面开设有出料口，出料口与提升机对接。

为了实现让所有产品以单一方向向前输送，所述导向流水线，沟槽输送带的前部设置在过渡皮带线后部的下方，两者上下间隔设置，且间隔位置的沟槽输送带上侧等距间隔设置有多个前高后低的隔板，隔板靠近过渡皮带线一侧高，远离过渡皮带线一侧低，相邻两隔板间形成一条导向流道，多个隔板将沟槽输送带分隔为多条导向流道，隔板后端沟槽输送带的上侧依次间隔设置第一导向结构、第二导向结构、滚扫结构和出口导向结构。

为了保证所有产品朝向统一，所述第一导向结构和第二导向结构结构相同，均具有两个支撑座、一根支撑杆和多个弹性导向件，两个支撑座分别安装在沟槽输送带的两侧，两个支撑座的中间位置安装支撑杆，支撑杆上间隔等距安装弹性导向件，弹性导向件包括安装部和导向部，导向部竖直朝向沟槽输送带方向，且与沟槽输送带之间存在间隙；

滚扫结构包括两个轴承座、滚轴、电机和多个毛刷，两个轴承座分别安装在沟槽输送带的两侧，两个轴承座的中间位置安装滚轴，一侧轴承座的外侧通过连接组件安装电机，电机驱动滚轴转动，滚轴上等距间隔安装毛刷；

出口导向结构包括两个安装座、一根安装杆和多个导向件，两个安装座分别安装在沟槽输送带的两侧，两个安装座的中间位置设置安装杆，安装杆安装导向件，导向件包括导向件安装部和导向件导向部，相邻两导向件安装部之间存在间隙或紧密贴合，导向件导向部竖直朝向沟槽输送带方向，且与沟槽输送带之间存在间隙。

为了实现产品的批量转移，所述旋转放料组件，包括前后间隔设置的两条放料工位，两条放料工位均由驱动电机驱动同步倾斜或放平，放料工位的间距与链板线治具上的孔位相对应。

为了能更好的抓取圆柱形产品，所述分拣机械手，包括分拣机械臂和仿形吸具，仿形吸具安装在分拣机械臂上，仿形吸具包括至少一片弧形的负压吸具，负压吸具与Z向气缸的活动端连接，负压吸具上具有若干负压吸孔，负压吸孔通过真空一体阀与负压设备连接。

为了能一次性抓取多个圆柱形产品，所述转运机械手，包括转运机械臂和取料夹爪，取料夹爪安装在转运机械臂上，取料夹爪包括多组同步开合的夹爪，多组夹爪分两排设置，并通过侧推气缸驱动同时向外侧伸出打开，或同时向内侧缩回夹紧；

每组夹爪均包括固定侧和活动侧，活动侧与侧推气缸的活动端连接，固定侧和活动侧夹爪的内侧具有中间低两边高的V形导向定位槽。

为了防止在转运过程中对产品造成三伤，所述侧推气缸与活动侧夹爪之间安装有限位螺丝和油压缓冲器；夹爪为柔性夹爪；夹爪固定侧和活动侧之间设置有滑轨，活动侧夹爪沿滑轨移动开合。

本发明的有益效果是，本发明的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，

1)关于上多框料，本发明采用桁架式，把堆放料框的栈板/托盘可用叉车一次性送入，解决了现有的不能多个料框同时一次性上料的难题。周边增设黄色防护网，所有可打开门均有安全感应开关，当门打开时设备自动停机，并在HMI上提示报警信息，设备上的警报器采取声光方式警示，解决安全问题；

2)通过采用工业相机对料框拍照进行位置引导，实现了对大小不同料框都可以进行识别判断，以便机械手夹爪去相应的位置进行抓取，通过“一键切换”按钮即可实现兼容大小不同料框，方便快捷，极大的提高了工作效率，降低了更换硬件的成本；

3)本发明引用采用提升机、多流道出口的沟槽皮带流水线等机构实现自动上料，将物料多通过道一一对应，确保供料基本维持95％以上的均衡性，杜绝区域内物料多和少差异大的问题；

4)可以实现多个物料同时出料，大大提高了上料效率，解放了生产力，提高了工作安全系数。

5)本发明采用提升机皮带线，提升机通过皮带上升对产品进行分离，减少了产品之间撞击以及挤压，采用弹性的导向机构防止产品经过导向装置时产生三伤和卡料，产品经过的地方均采用非金属材质；

6)定制带纹路和防滑传送带，可以有效减少产品滚动和滑动；

7)本发明可以通过调节的弹性导向机构之间的间距以及出口导向结构之间的间距，实现不同直径的圆柱体的兼容；

8)关于机械手漏抓，目前实测KUKA和ABB机械手的稳态水平抓取摆放CT为95-120个/分，每台机械手分配70个/分；

9)单个物料抓取精度，通过机构+视觉定位，根据实际验证结果，采用柔性夹爪+真空吸盘设计，主要解决物料贴在一起和抓取定位难题，真空吸盘可解决该问题，柔性夹爪做二次定位以纠正吸盘抓取所产生的偏差；

10)本发明考虑到机构只能夹取一个或几个产品，本发明可以实现同时夹取二十个圆柱类产品，通过十组夹爪进行夹紧产品，通过侧边气缸侧推的方式进行夹紧，实现了同步夹取二十个圆柱类产品的功能，大大提高了产能效率；考虑到可能在搬运过程中，圆柱类产品会有倾斜脱落的风险，这里使用个多个气缸，加大机构的夹持力，不会使产品发生脱落的风险。

最后，本发明将传统的人员密集型纯手工生产模式转变为以自动化控制为主、人员操作为辅的自动化生产模式，实现兼容多款型号弹壳产品的上料自动化；改善工作环境，大幅减少操作人员数量，提高装配过程的本质安全度，提高生产自动化程度及生产效率。

综上，本发明具有自动化程度高、人工成本低、效率高和良品率高的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2、图3和图4是本发明供料机构三个角度下的结构示意图。

图5是供料机构中视觉导向组件及周围组件的结构示意图。

图6是供料机构中视觉导向组件的视觉引导坐标原理图。

图7是供料机构中翻转倒料工位的局部结构示意图。

图8是铺料机构的结构示意图。

图9是铺料机构中导向流水线的结构示意图。

图10是导向流水线中第一导向结构的结构示意图。

图11是导向流水线中滚扫结构的结构示意图。

图12是导向流水线中出口导向结构的结构示意图。

图13是识别机构和抓取插料机构的结构示意图。

图14是图13的局部结构示意图。

图15是识别机构中分拣机械手的结构示意图。

图16是图15分拣机械手上仿形吸具的结构示意图。

图17是安装在转运机械臂上取料夹爪的结构示意图。

图18是识别机构中旋转放料组件和插架链板输送线配合安装的结构示意图。

图19是电泳治具的结构示意图。

图中：1.供料机构、2.铺料机构、3.识别机构、4.抓取插料机构、5.电泳炉，6.产品、7.料框、8.输送流道、9.翻转倒料工位；

10.第一感应光电组件、11.龙门机架、12.X轴、13.Y轴、14.Z轴、15.U1轴、16.第一夹爪、17.视觉导向组件、18.U2轴、19.第二夹爪、20.第二感应光电组件、21.空料框暂放处、22.导流板、23.导向滚轮、24.伺服电机、25.减速机；

26.上料料仓、27.震动电机、28.提升机、29.过渡皮带线、30.导向流水线、31.沟槽输送带、32.隔板、33.导向流道，34.第一导向结构、341.支撑座、342.支撑杆、343.安装部、344.导向部、35.第二导向结构、36.滚扫结构、361.轴承座、362.滚轴、363.电机、364.毛刷、37.出口导向结构、371.安装座、372.安装杆、373.导向件安装部、374.导向件导向部；

38.仿形吸具、39.插架链板输送线、40.视觉检测组件、41.旋转放料组件、411.放料工位、412.驱动电机、42.分拣机械手、421.分拣机械臂、422.负压吸具、423.Z向气缸、43.链板线治具、44.电泳治具、45.转运机械臂、46.取料夹爪、461.夹爪，462.侧推气缸、463.V形导向定位槽、464.滑轨、465.油压缓冲器、466.限位螺丝。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1到图19所示的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，包括供料机构1、铺料机构2、识别机构3、抓取插料机构4和电泳炉5，供料机构1安装在铺料机构2的前端，铺料机构2的后端安装识别机构3，识别机构3的后端安装抓取插料机构4，抓取插料机构4的后端安装电泳炉5，其中：

供料机构1，包括龙门机架11、多轴转运组件和翻转倒料工位9，龙门机架11由多条桁架拼接而来，采用桁架能在保证龙门机架11强度的同时减轻龙门机架11的重量，多轴转运组件为四轴机械手，四轴机械手安装在龙门机架11的顶端，具体的，龙门机架11顶部的两侧安装四轴机械手负责前后移动的X轴12，X轴12上安装负责左右移动的Y轴13，Y轴13上安装负责上下移动的Z轴14，Z轴14的底端安装负责前后转动的U1轴15，U1轴15的顶端安装第一夹爪16，第一夹爪16随着U1轴15的转动而转动；为了能更快更精准的定位料框7，Z轴14上还安装有竖直向下拍摄料框7对角位置的视觉导向组件17和用于感知料框7位置的第一感应光电组件10，视觉导向组件17采用两组或四组，当采用两组时成对角线设置，四组时分别设置在四角位置，图中采用了两组，每组视觉导向组件17均包括面阵相机、镜头和光源，镜头安装在面阵相机上，光源设置在镜头的前方，光源给料框7打光，面阵相机和镜头成像与料框7的四角或对角位置如图5和图6所示，面阵相机、光源与料框7待检测面成90°垂直；翻转倒料工位9安装在四轴机械手下方的龙门机架11上，翻转倒料工位9，包括负责前后转动的U2轴18，U2轴18与连接板连接，连接板的侧面设置有第二夹爪19和用于感知料框7位置的第二感应光电组件20；翻转倒料工位9侧面的龙门机架11上设置空料框暂放处21；翻转倒料工位9和空料框暂放处21后方的龙门机架11为上料通道，堆放料框7的栈板/托盘可用叉车一次性送入，解决了现有的不能多个料框7同时一次性上料的难题，为了便于引导堆放料框7的栈板/托盘顺利进入龙门机架11两侧的进口位置安装了导流板22，导流板22的后端还有导向滚轮23辅助；龙门机架11的周边增设黄色防护网，所有可打开门均有安全感应开关，当门打开时设备自动停机，并在HMI上提示报警信息，设备上的警报器采取声光方式警示，解决安全问题；X轴12、Y轴13、Z轴14、U1轴15和U2轴18均由伺服电机24通过减速机25驱动实现相应的移动；第一夹爪16和第二夹爪19的结构也相仿，都由气缸伸缩驱动一侧或两侧的夹板开合，实现松开或夹紧物料框7。

铺料机构2，包括上料组件、过渡皮带线29和导向流水线30，上料组件安装在过渡皮带线29的前端，导向流水线30安装在过渡皮带线29的后端；上料组件，包括上料料仓26、震动电机27和提升机28、上料料仓26为上宽下窄顶部开口的锥形，上料料仓26的底部安装震动电机27，上料料仓26底部的侧面开设有出料口，出料口与提升机28对接，提升机28包括提升皮带和驱动提升皮带转动的步进电机，产品6从出料口落到提升皮带上，由提升皮带向过渡皮带线29输送，过渡皮带线29起一定缓冲和缓存产品6的作用，此时在过渡皮带线29上的产品6横七竖八的无规则分布，在经过导向流水线30上的柔性拨料结构后统一成与产品6前进方向一致的朝向，导向流水线30，包括沟槽输送带31和柔性拨料结构，沟槽输送带31的前部设置在过渡皮带线29后部的下方，两者上下之间存在间隔，在这个间隔位置的沟槽输送带31上侧等距间隔安装有多个前高后低的隔板32，隔板32靠近过渡皮带线29一侧高，远离过渡皮带线29一侧低，相邻两隔板32间形成一条导向流道33，多个隔板32将沟槽输送带31分隔为多条导向流道33，柔性拨料结构包括第一导向结构34、第二导向结构35、滚扫结构36和出口导向结构37；隔板32后端沟槽输送带31的上侧依次间隔设置第一导向结构34、第二导向结构35、滚扫结构36和出口导向结构37；第一导向结构34和第二导向结构35结构相同，均具有两个支撑座341、一根支撑杆342和多个弹性导向件，两个支撑座341分别安装在沟槽输送带31的两侧，两个支撑座341的中间位置安装支撑杆342，支撑杆342上间隔等距安装弹性导向件，弹性导向件包括安装部343和导向部344，导向部344竖直朝向沟槽输送带31方向，且与沟槽输送带31之间存在间隙；滚扫结构36包括两个轴承座361、滚轴362、电机363和多个毛刷364，两个轴承座361分别安装在沟槽输送带31的两侧，两个轴承座361的中间位置安装滚轴362，一侧轴承座361的外侧通过连接组件安装电机363，电机363驱动滚轴362转动，滚轴362上等距间隔安装毛刷364；出口导向结构37包括两个安装座371、一根安装杆372和多个导向件，两个安装座371分别安装在沟槽输送带31的两侧，两个安装座371的中间位置设置安装杆372，安装杆372安装导向件，导向件包括导向件安装部373和导向件导向部374，相邻两导向件安装部373之间存在间隙或紧密贴合，导向件导向部374竖直朝向沟槽输送带31方向，且与沟槽输送带31之间存在间隙；出口导向结构37与第一导向结构34和第二导向结构35的区别在于第一导向结构34和第二导向结构35上的弹性导向件安装的间距大，而出口导向结构37上导向件安装的间距小，甚至可以没有间距的一个挨一个安装；杂乱无章的产品6经过渡皮带线29逐步落入导向流水线30，经过导向流道33对产品6进行导向，当横向产品6接触到第一导向结构34和第二导向结构35上的弹性导向件时，弹性导向件会产生阻挡产品6前进的力，使产品6由横着前进的状态调整为竖着前进的状态，为了防止一次调整不到位所以设计了两个导向机构，滚扫结构36的毛刷364一方面可以将存在堆叠的产品6分开，最后的出口导向结构37确保流向识别机构3的产品6均为竖直前进的姿态，此时产品6开口部有朝向前方的也有朝向后方的。

识别机构3，包括插架链板输送线39、视觉检测组件40、多组旋转放料组件41和多组分拣机械手42，插架链板输送线39和沟槽输送带31并排安装，沟槽输送带31的上方安装视觉检测组件40，产品6在经过视觉检测组件40的时候，视觉检测组件40对产品6表面进行拍摄，拍摄到的图像上传终端，终端对图像进行处理并输出结果，输出的结果包含两部分信息，第一为被检测产品6为NG或OK品，第二为产品6的开口方向正确或错误；视觉检测组件40的后方安装分拣机械手42，分拣机械手42可以有多个，图中两个分拣机械手42一前一后成一字排列的间隔安装，分拣机械手42抓取沟槽输送带31上的OK品，同时在接收到产品6开口方向为错误时进行一个转向处理，转向后的产品6被放入分拣机械手42所在侧面的旋转放料组件41中，不需要转向的产品6直接由机械手放入分拣机械手42所在侧面的旋转放料组件41中；分拣机械手42在空余时会将NG品转运放入NG收料盒中。

旋转放料组件41安装在插架链板输送线39的上方，与插架链板输送线39成十字状，插架链板输送线39上设置多个链板线治具43，链板线治具43与旋转放料组件41也为相互垂直状态，当旋转放料组件41上产品6满一定数量后图中为十个，旋转放料组件41翻转产品6靠重力落入链板线治具43的孔位中，落入链板线治具43孔位中的产品6开口部均朝下；图中的旋转放料组件41，包括前后间隔设置的两条放料工位411，放料工位411由驱动电机412驱动转动，两条放料工位411同步转动倾斜或复位放平，放料工位411的间距与链板线治具43上的孔位相对应；转运机械手安装在分拣机械手42的后方，转运机械手同时转运链板线治具43中的多个产品6到电泳治具44上，图中一次可以转运二十个产品6到电泳治具44上，电泳治具44如图19所示，产品6通过开口套在电泳治具44的针尖上；分拣机械手42，包括分拣机械臂421和仿形吸具38，仿形吸具38安装在分拣机械臂421上，仿形吸具38包括至少一片弧形的负压吸具422，图中为两片，负压吸具422与Z向气缸423的活动端连接，负压吸具422上具有若干负压吸孔，负压吸孔通过真空一体阀与负压设备连接。

抓取插料机构4包括转运机械手，转运机械手包括转运机械臂45和取料夹爪46，取料夹爪46安装在转运机械臂45上，取料夹爪46包括多组同步开合的夹爪461，图中为十组，每组可以抓取两个产品6，十组夹爪461分两排安装，并通过侧推气缸462驱动同时向外侧伸出打开，或同时向内侧缩回夹紧；每组夹爪461均包括固定侧和活动侧，活动侧与侧推气缸462的活动端连接，固定侧和活动侧夹爪461的内侧具有中间低两边高的V形导向定位槽463；为了防止在转运过程中对产品6造成三伤，侧推气缸462与活动侧夹爪461之间安装有限位螺丝466和油压缓冲器465，夹爪461为柔性夹爪，夹爪461固定侧和活动侧之间设置有滑轨464，活动侧夹爪沿滑轨464移动开合；分拣机械臂421和转运机械臂45采用了相同的蜘蛛人机械手，装满产品6的电泳治具44由输送流道8送入电泳炉5中。

实际使用时

步骤一，供料机构1上料：员工用叉车将摆满料框7的栈板/托盘放入龙门机架11下方，栈板/托盘经导流板22导向并通过导向滚轮23辅助进入对应位置，按启动按钮。

步骤二，视觉引导：X、Y轴12、13带着视觉导向组件17移至栈板上方拍摄料框7特征，确定料框7中心与机械手夹爪相对位置。

步骤三，夹取料框7：X、Y轴12、13带着第一夹爪16根据步骤二的引导坐标移至料框7正上方，Z轴14下降，第一感应光电组件10检测到料框7位置，第一夹爪16的气缸回缩，第一夹爪16把料框7夹紧，Z轴14上升，把料框7提起一定高度，X、Y轴12、13移动带着料框7移至翻转倒料工位9的上方，Z轴14下降，把料框7放入翻转倒料工位9中，第一夹爪16的气缸伸出松开料框7，料框7被定位在翻转倒料工位9中。

步骤四，翻转倒料工位9倒料：翻转倒料工位9的第二感应光电组件20检测到料框7被放入，第二夹爪19的气缸缩回把料框7夹紧，当第一夹爪16移走后控制器给出信号，翻转倒料工位9的U2轴18电机动作，带动料框7旋转倾斜角度，料框7内产品6被倒出，产品6落入上料料仓26中。

步骤五，空料框回收：料框7内产品6倒出后，U2轴18电机复位，空料框转至原来水平位置，控制器发出信号第一夹爪16，第一夹爪16运动夹取空料框，再搬运至空料框暂放处21，待整摞都倒空后，再把空料框放回至栈板/托盘内，当全部料框7都倒空后，由员工用叉车把栈板/托盘退出下料。

步骤六，铺料机构2上料：步骤四将产品6导入上料料仓26中，震动电机27持续震动防止产品卡在出料口，产品从出料口落入提升机28，再通过提升机28进行提升后落入过渡皮带线29上，产品6经过渡皮带线29逐步落入导向流水线30，经过导向流道33对产品6进行导向；

一部分产品6落入沟槽输送带31的V形槽中，V型沟槽对圆柱体产品6进行定位；

未落入沟槽输送带31中的产品6，在经过第一导向结构34和第二导向结构35阻挡导向，使产品6按照固定的方向向前输送；

滚扫结构36把横跨在沟槽输送带31沟槽流水线上的产品6，扫入沟槽输送带31的V型沟槽内，并且又对产品6进行纠偏定位。

步骤七，视觉检测：沟槽输送带31输送过来的产品6进入沟槽输送带31，产品6经过沟槽输送带31输送通过视觉检测组件40，视觉检测组件40从上往下的给产品6进行拍照，获取的图像传输给终端，终端输出产品6OK或NG，以及开口朝向信息给分拣机械手42，分拣机械手42带动的两套仿形吸具38移动到沟槽输送带31上，依次取起两个OK品，分拣机械手42还针对开口朝向错误的产品6进行转向，转向后的产品6放入旋转放料组件41上暂存；

步骤八，治具上料：当旋转放料组件41上放满二十个产品6后，旋转放料组件41中的电机动作，二十个产品6靠重力落入插架链板输送线39上链板线治具43的孔位中，图中链板线治具43中的孔位有大小之分，共有四十个，根据产品6直径使用；链板线治具43通过插架链板输送线39向前输送进入抓取插料机构4。

步骤九，抓取插料：转运机械手上的电磁阀接收控制器发出的信号，通过三个侧推气缸462进行侧推，通过连接的活动侧夹爪对产品6进行夹持；当气缸运行到一定位置的同时，就会有限位螺丝466和油压缓冲器465来进行限位，保证机构不会超出一定的行程，对侧推气缸462进行一个位移距离的控制从而达到想要实现的效果，在运行过程中底部还有滑轨464，从而起到辅助的一个功能，使机构运行前后进行对产品6进行夹紧定位的同时，能够保证动作的流畅性和稳定性。此外夹紧的部分，夹爪461的材质需要用非金属材质，这里使用的是包胶材质，不会对那种要求比较高的产品6造成三伤问题，保证了产品6不会有损伤。

步骤十，产品6进入电泳炉5：转运机械手抓取二十个产品6，此时产品6均为开口部朝下的状态，转运机械手运动将产品6移动到电泳治具44上方，电泳治具44如图所示表面垂直设置有二十或四十根竖刺，产品6就套在竖刺上，当电泳治具44装满产品6后，经输送流道8的挂载输送到电泳炉5中。

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (10)

1.一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：包括供料机构、铺料机构、识别机构、抓取插料机构和电泳炉，供料机构设置在铺料机构的前端，供料机构为框架结构，框架结构的顶部安装有多轴转运组件，框架结构的下方设置至少一条上料通道，多轴转运组件将上料通道中的产品转运倾倒入铺料机构的上料组件中；

铺料机构的后端设置识别机构，铺料机构包括上料组件、过渡皮带线和导向流水线，转运倾倒入上料组件中的产品依次经过渡皮带线和导向流水线上的柔性拨料结构，最终以统一姿态进入识别机构；

识别机构的后端设置抓取插料机构，识别机构包括插架链板输送线、视觉检测组件、多组旋转放料组件和多组分拣机械手，插架链板输送线和导向流水线并排设置，导向流水线的上方设置视觉检测组件，视觉检测组件的后方设置分拣机械手，分拣机械手根据视觉检测组件的检测结果一次抓取多个OK品并统一产品朝向后，暂放在对应区域的旋转放料组件上；旋转放料组件设置在插架链板输送线的上方，与插架链板输送线成十字状，插架链板输送线上设置多个链板线治具，链板线治具与旋转放料组件也为相互垂直状态，当旋转放料组件上产品满一定数量后，旋转放料组件翻转产品靠重力落入链板线治具的孔位中，落入链板线治具孔位中的产品开口部均朝下；

抓取插料机构，包括转运机械手，转运机械手安装在分拣机械手的后方，转运机械手同时转运链板线治具中的多个产品到电泳治具上；

抓取插料机构的后端设置电泳炉，装满产品的电泳治具由输送流道送入电泳炉中。

2.如权利要求1所述的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：所述供料机构，包括龙门机架、多轴转运组件和翻转倒料工位，龙门机架由多条桁架拼接而来，多轴转运组件为四轴机械手，龙门机架顶部的两侧安装四轴机械手负责前后移动的X轴，X轴上安装负责左右移动的Y轴，Y轴上安装负责上下移动的Z轴，Z轴的底端安装负责前后转动的U1轴，U1轴的顶端安装第一夹爪；

Z轴上还安装有竖直向下拍摄料框对角位置的视觉导向组件和用于感知料框位置的第一感应光电组件，翻转倒料工位设置在四轴机械手下方的龙门机架上，翻转倒料工位侧面的龙门机架上设置空料框暂放处。

3.如权利要求2所述的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：所述翻转倒料工位包括前后转动的U2轴，U2轴与连接板连接，连接板的侧面设置有第二夹爪和用于感知料框位置的第二感应光电组件。

4.如权利要求1所述的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：所述上料组件，包括上料料仓、震动电机和提升机、上料料仓为上宽下窄顶部开口的锥形，上料料仓的底部安装震动电机，上料料仓底部的侧面开设有出料口，出料口与提升机对接。

5.如权利要求1所述的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：所述导向流水线，包括沟槽输送带，沟槽输送带的前部设置在过渡皮带线后部的下方，两者上下间隔设置，且间隔位置的沟槽输送带上侧等距间隔设置有多个前高后低的隔板，隔板靠近过渡皮带线一侧高，远离过渡皮带线一侧低，相邻两隔板间形成一条导向流道，多个隔板将沟槽输送带分隔为多条导向流道，隔板后端沟槽输送带的上侧依次间隔设置第一导向结构、第二导向结构、滚扫结构和出口导向结构。

6.如权利要求5所述的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：所述第一导向结构和第二导向结构结构相同，均具有两个支撑座、一根支撑杆和多个弹性导向件，两个支撑座分别安装在沟槽输送带的两侧，两个支撑座的中间位置安装支撑杆，支撑杆上间隔等距安装弹性导向件，弹性导向件包括安装部和导向部，导向部竖直朝向沟槽输送带方向，且与沟槽输送带之间存在间隙；

滚扫结构包括两个轴承座、滚轴、电机和多个毛刷，两个轴承座分别安装在沟槽输送带的两侧，两个轴承座的中间位置安装滚轴，一侧轴承座的外侧通过连接组件安装电机，电机驱动滚轴转动，滚轴上等距间隔安装毛刷；

出口导向结构包括两个安装座、一根安装杆和多个导向件，两个安装座分别安装在沟槽输送带的两侧，两个安装座的中间位置设置安装杆，安装杆安装导向件，导向件包括导向件安装部和导向件导向部，相邻两导向件安装部之间存在间隙或紧密贴合，导向件导向部竖直朝向沟槽输送带方向，且与沟槽输送带之间存在间隙。

7.如权利要求1所述的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：所述旋转放料组件，包括前后间隔设置的两条放料工位，两条放料工位均由驱动电机驱动同步倾斜或放平，放料工位的间距与链板线治具上的孔位相对应。

8.如权利要求1所述的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：所述分拣机械手，包括分拣机械臂和仿形吸具，仿形吸具安装在分拣机械臂上，仿形吸具包括至少一片弧形的负压吸具，负压吸具与Z向气缸的活动端连接，负压吸具上具有若干负压吸孔，负压吸孔通过真空一体阀与负压设备连接。

9.如权利要求1所述的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：所述转运机械手，包括转运机械臂和取料夹爪，取料夹爪安装在转运机械臂上，取料夹爪包括多组同步开合的夹爪，多组夹爪分两排设置，并通过侧推气缸驱动同时向外侧伸出打开，或同时向内侧缩回夹紧；

每组夹爪均包括固定侧和活动侧，活动侧与侧推气缸的活动端连接，固定侧和活动侧夹爪的内侧具有中间低两边高的V形导向定位槽。

10.如权利要求1所述的一种基于弹壳的电泳自动上料装置，其特征在于：所述侧推气缸与活动侧夹爪之间安装有限位螺丝和油压缓冲器；夹爪为柔性夹爪；夹爪固定侧和活动侧之间设置有滑轨，活动侧夹爪沿滑轨移动开合。