CN204916221U - 自动填充流水线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动填充流水线，用于将填充料填充至模具中，包括传送装置、震动填充装置、推送装置、送料器和控制器，所述传送装置包括传送带以及驱动所述传送带运动的第一动力源；所述震动填充装置包括工作台以及驱动所述工作台震动的第二动力源；所述模具在所述推送装置的推送下由所述工作台到达所述传送带，或由所述传送带到达所述工作台；所述送料器用于将所述填充料输送至所述工作台上的模具中；所述控制器分别与所述第一动力源、所述第二动力源、所述推送装置和所述送料器电连接。本实用新型实现了填充料的自动填充，并可通过调整参数适应多种工况，大大提高了生产效率和生产质量。

Description

自动填充流水线

技术领域

本实用新型涉及自动化领域，特别是涉及一种颗粒状热电材料的自动填充流水线。

背景技术

随着半导体技术发展，热电材料以其独特的性能，在热电发电和热电致冷领域发挥着重要作用。热电材料有着体积小，重量轻，温度可控，无污染以及使用寿命长的特点，有着广阔的应用前景。

在热电片生产制作过程中，首先需要将热电材料切割为若干个小的颗粒；然后筛选出合格的颗粒，将合格的颗粒填充到模具中；再将填充到模具中的颗粒经焊接等工艺后才能得到所需的热电材料产品。其中，在进行热电材料颗粒的填充时，多采用手工填充的方式，该方式耗时耗力，严重影响了生产效率。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供了一种自动填充流水线，大大提高了填充效率。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自动填充流水线，用于将填充料填充至模具中，包括

传送装置，所述传送装置包括传送带以及驱动所述传送带运动的第一动力源；

震动填充装置，所述震动填充装置包括工作台以及驱动所述工作台震动的第二动力源；

推送装置，所述模具在所述推送装置的推送下由所述工作台到达所述传送带，或由所述传送带到达所述工作台；

送料器，所述送料器用于将所述填充料输送至所述工作台上的模具中；以及

控制器，所述控制器分别与所述第一动力源、所述第二动力源、所述推送装置和所述送料器电连接。

在其中一个实施例中，所述震动填充装置还包括安装在所述工作台上的第一夹具，所述第一夹具用于固定所述工作台上的模具。

在其中一个实施例中，所述推送装置包括基座、推送杆和第三动力源；

所述第三动力源与所述控制器电连接，所述推送杆设置在所述基座上，且所述推送杆在所述第三动力源的驱动下带动所述模具动作。

在其中一个实施例中，所述推送杆包括一级推送杆和二级推送杆；

所述一级推送杆固定在所述基座上，所述二级推送杆的第一端套装在所述一级推送杆中，所述二级推送杆的第二端伸出所述一级推送杆，所述二级推送杆可在所述第三动力源的驱动下带动所述模具动作。

在其中一个实施例中，所述推送装置还包括第二夹具，所述第二夹具安装在所述二级推送杆的第二端。

在其中一个实施例中，所述推送装置还包括导向板，所述导向板的一端固定在所述一级推送杆上，另一端向垂直于所述传送带的方向延伸。

在其中一个实施例中，所述推送装置还包括位置传感器，所述位置传感器与所述控制器电连接，用于监测所述模具的推送位置。

在其中一个实施例中，所述送料器包括第一机械手、安装在所述第一机械手上的原料盛放装置以及安装在所述原料盛放装置上的落料装置；

所述第一机械手与所述控制器电连接，所述原料盛放装置的出料端与所述落料装置的进料端连通。

在其中一个实施例中，所述原料盛放装置和所述落料装置之间安装有阀门，所述阀门与所述控制器电连接。

在其中一个实施例中，所述送料器还包括弹性连接件，所述落料装置通过所述弹性连接件安装在所述原料盛放装置上。

在其中一个实施例中，所述落料装置可旋转地安装在所述原料盛放装置上。

在其中一个实施例中，所述模具中设置有多个呈阵列结构排列的凹槽；

所述落料装置上设置有多个第一通孔，在进行填充料的填充时，每个所述第一通孔均对应一个所述凹槽。

在其中一个实施例中，所述送料器为多个，所述多个送料器沿着所述传送带的传送方向进行设置；

不同的所述送料器中的第一通孔的排列方式不同，且不同的所述送料器中的第一通孔分别对应所述模具中不同位置处的凹槽。

在其中一个实施例中，所述自动填充流水线还包括检测装置；

所述检测装置与所述控制器电连接，将所述填充料填充至所述模具后，所述检测装置用于检测填充效果。

在其中一个实施例中，所述检测装置为CCD摄像头、CMOS摄像头或红外摄像头。

在其中一个实施例中，所述自动填充流水线还包括重填装置，所述重填装置包括第二机械手以及安装在所述第二机械手上的第三夹具；

所述第二机械手与所述控制器电连接，所述检测装置检测到填充缺陷时，所述第二机械手在所述控制器的控制下带动所述第三夹具对所述缺陷处进行重新填充。

本实用新型具有如下有益效果：

利用本实用新型的自动填充流水线的工作过程如下：在送料器中装入填充料；将模具置于工作台上，其中，可将模具直接置于工作台上，也可通过传送带将模具传送至与工作台相对应的位置处，然后通过推送装置将模具由传送带推送至工作台上；开启送料器，将填充料输送至工作台上的模具中，同时开启第二动力源，工作台带动模具震动，从而将送料器中的填充料抖动至模具中的对应位置处，实现填充；填充完毕后，推送装置将装有填充料的模具由工作台推送至传送带，传送带将该模具传送至下一生产环节。需要说明的是，上述过程中，传送装置、震动填充装置、推送装置和送料器均在控制器的控制下动作。本实用新型实现了填充料的自动填充，并可通过调整参数适应多种工况，大大提高了生产效率和生产质量。

附图说明

图1为本实用新型的自动填充流水线一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的自动填充流水线中震动填充装置一实施例的结构示意图；

图3为图1所示的自动填充流水线中推送装置和检测装置一实施例的结构示意图；

图4为图1所示的自动填充流水线中送料器一实施例的结构示意图；

图5为图1所示的自动填充流水线中重填装置一实施例的结构示意图；

图6为图4所示的送料器中落料装置一实施例的结构示意图；

图7为图6所示的落料装置的俯视图；

图8为图7所示的落料装置的A-A向视图；

图9为本实用新型中所使用的模具一实施例的结构示意图；

图10为图9所示的模具的爆炸图；

图11为图9所示的模具的剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的自动填充流水线进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种自动填充流水线，用于将填充料填充至模具中，尤其用于将具有规则形状的热电材料颗粒有序地填充至模具中。参见图1，本实用新型的自动填充流水线包括传送装置、震动填充装置120、推送装置130、送料器140和控制器(图未示)。

继续参见图1，传送装置用于传送模具200，包括传送带112和第一动力源(图未示)，传送带112在第一动力源的驱动下运动；震动填充装置120用于填充料的填充，如图2所示，震动填充装置120包括工作台122和第二动力源124，工作台122在第二动力源124的驱动下震动；推送装置130用于将模具200由工作台122推送至传送带112，或者由传送带112推送至工作台122；送料器140用于将填充料输送至工作台122上的模具200中；控制器分别与第一动力源、第二动力源124、推送装置130和送料器140电连接。

具体地，第一动力源可为步进电机或伺服电机，传送带112的传送速度，启停时间均可通过控制器进行预先设定；第二动力源124可以为电动机、气缸或液压缸，工作台122的震动频率和震动幅度也可通过控制器进行预先设定；控制器可以单独使用，也可以通过连接PLC(ProgrammableLogicalContriller，可编程逻辑控制器)或DSP(DigitalSignalProcessor，数字信号处理器)或电脑，由上位机控制。当控制器由上位机进行控制时，可利用Modbus总线协议对流水线所有装置进行通讯管理，监控和调控各工序的操作安排，且操作人员可通过上位机进行工艺参数的设定，并可通过网络实现远程监控。其中，上位机可以为电脑或手机等终端设备。

本实用新型的自动填充流水线的工作过程如下：在送料器140中装入填充料；将模具200置于工作台122上，其中，可将模具200直接置于工作台122上，也可通过传送带112将模具200传送至与工作台122相对应的位置处，然后通过推送装置130将模具200由传送带112推送至工作台122上；开启送料器140，将填充料输送至工作台122上的模具200中，同时开启第二动力源124，工作台122在第二动力源124的驱动下带动模具200震动，从而将送料器140中的填充料抖动至模具200中的对应位置处，实现填充；填充完毕后，推送装置130将装有填充料的模具200由工作台122推送至传送带112，传送带112带动模具200进入下一生产环节。需要说明的是，上述过程中，传送装置、震动填充装置120、推送装置130和送料器140均在控制器的控制下动作。

本实用新型的流水线实现了填充料的自动填充，节约了人力，降低了成本，避免了人工填充造成的误差，并可通过调整参数适应多种工况，大大提高了生产效率和生产质量。

具体地，如图2所示，本实用新型的震动填充装置120还包括安装在工作台122上的第一夹具126，其中，第一夹具126用于固定工作台122上的模具200，以实现填充料的稳定、精确填充。

参见图3，作为一种可实施方式，推送装置130包括基座132、推送杆134和第三动力源(图未示)；其中，第三动力源与控制器电连接，推送杆134设置在基座132上，并在第三动力源的驱动下带动模具200动作。本实用新型中，第三动力源可为电动机、气缸或液压缸。

继续参见图3，推送杆134包括一级推送杆1342和二级推送杆1344；其中，一级推送杆1342固定在基座132上，二级推送杆1344的第一端套装在一级推送杆1342中，二级推送杆1344的第二端伸出一级推送杆1342，二级推送杆1344可在第三动力源的驱动下带动模具200动作。

作为一种可实施方式，每个震动填充装置120可搭配两个推送装置130，所述两个推送装置130分别设置在传送带112的两侧，位于传送带112其中一侧的推送装置130用于将模具200由传送带112推送至工作台122，位于传送带112另一侧的推送装置130用于将模具200由工作台122推送至传送带112。

较佳地，推送装置130还包括第二夹具(图未示)，第二夹具安装在二级推送杆1344的第二端。在进行推送时，第二夹具用于夹持模具200，以实现模具200的平稳推送。在该实施方式中，每个震动填充装置120可以只搭配一个推送装置130，通过夹持模具200即可实现双向推送，从而减少了推送装置130的设置数量，降低了设备成本。此外，也可将第二夹具置换为磁铁或吸盘，通过吸附力实现模具200的双向推送。

作为优选，推送装置130还包括导向板136，如图3所示，导向板136的一端固定在一级推送杆1342上，另一端向垂直于传送带112方向延伸。该实施例中，导向板136起到了导向的作用，有效防止了二级推送杆1344在运动过程中的偏移，保证了模具200的精确推送。

更优地，推送装置130还包括位置传感器(图未示)，位置传感器与控制器电连接，用于监测所述模具200的推送位置。在进行推送时，可通过位置传感器与推送杆134的配合，来实现模具200的精确推送，具体实施方式如下：首先利用推送杆134将模具200进行推送，然后通过位置传感器对模具200的位置进行监测，若模具200到达预设位置，则推送完成，若模具200未到达预设位置，则通过控制器控制推送杆134继续动作，直至到达预设位置为止。其中，位置传感器可为光电传感器，也可为接触式位置传感器。

如图4所示，作为一种可实施方式，送料器140包括第一机械手142、安装在第一机械手142上的原料盛放装置144，以及安装在原料盛放装置144上的落料装置146。其中，第一机械手142与控制器电连接，原料盛放装置144的出料端与落料装置146的进料端连通。在进行送料时，第一机械手142在控制器的控制下，带动原料盛放装置144和落料装置146动作，使得落料装置146与工作台122上的模具200对准并接触，填充料由原料盛放装置144的出料端进入落料装置146，在工作台122的震动及重力的双重作用下，填充料由落料装置146进入模具200的对应位置。

作为一种可实施方式，第一机械手142包括竖直滑轨、滑动组件和驱动电机，其中，驱动电机与控制器电连接，落料装置146和原料盛放装置144通过滑动组件安装在竖直滑轨上，滑动组件可在驱动电机的驱动下带动原料盛放装置144和落料装置146沿着滑轨上下滑动。该方式中，第一机械手142为单自由度的机械手，因而需要将落料装置146设置在工作台122的正上方，在工作过程中，通过控制滑动组件的上下运动来实现落料装置146与模具200的对接，从而将填充料输送至工作台122的模具200中。

此外，第一机械手142还可为多自由度的机械手，即第一机械手142可带动落料装置146沿着多个方向运动。该方式可实现落料装置146的多方位调整，能够提高落料装置146与模具200的对准精度以及填充料的填充精度。其中，多自由度的第一机械手142可选择现有技术中公开的多向移动平台或其他多向移动设备。

优选地，落料装置146与原料盛放装置144为可拆卸连接，该方式便于落料装置146的更换，可适应不同型号规格的填充料。

进一步地，原料盛放装置144和落料装置146之间安装有阀门147，阀门147与控制器电连接。当落料装置146与工作台122上的模具200对准并接触后，开启阀门147，待填充料由进入落料装置146后关闭阀门147。该方式实现了填充料的分批输入，避免了过多填充料一次性进入模具200而影响到填充质量。

继续参见图4，送料器140还包括弹性连接件148，落料装置146通过弹性连接件148安装在原料盛放装置144上。其中，弹性连接件148可以采用波纹管等器件，弹性连接件148的使用，避免了原料盛放装置144随工作台122的震动，有效防止了位于原料盛放装置144中的填充料之间的相互碰撞造成的损伤。

参见图3，本实用新型的自动填充流水线还包括检测装置150；检测装置150与控制器电连接，将填充料填充至模具200后，检测装置150用于检测填充效果。其中，检测装置150可以为CCD(Charge-coupledDevice，电感耦合元件)摄像头、CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)摄像头或红外摄像头等视觉检测元件。如图3所示，推送装置130还包括竖直挡板137和水平挡板138，水平挡板138通过竖直挡板137固定在基座132上，并且，水平挡板138设置在传送带112的正上方。作为一种可实施方式，检测装置150安装在水平挡板138上。

本实用新型中，填充效果的检测包括模具200的位置检测、填充料的智能识别、填充质量的检测以及成品质量检测，模具200的位置检测、填充料的智能识别、填充质量的检测以及成品质量检测均是基于图像处理技术。其中，模具200的位置检测是指利用检测装置150来检测模具200的具体位置，可通过该检测位置来实现模具200的精确推送；填充料的智能识别可利用检测装置150以识别不同尺寸的填充料以及不同颜色的填充料，完成填充料的快速区分；填充质量的检测可以利用检测装置150识别模具200中的填充料是否填充到模具200中的指定位置，模具200中是否存在位置空缺；成品质量检测可以利用检测装置150识别填充料是否残缺破损，位置是否摆正。

参见图5，本实用新型的自动填充流水线还包括重填装置160，重填装置160包括第二机械手162以及安装在第二机械手162上的第三夹具164；第二机械手162与控制器电连接，检测装置150检测到填充缺陷时，控制器控制重填装置160对缺陷处进行重新填充。需要说明的是，第二机械手162为多自由度的机械手，可采用现有技术中公开的多向移动平台或其他多向移动设备。

其中，填充缺陷包括模具200中某一位置缺少填充料，或者模具200中某一位置的填充料摆放不正。对于第一种情况，可通过第二机械手162驱动第三夹具164拾取填充料，然后将拾取的填充料放置在空缺位置处；对于第二种情况，可通过第二机械手162驱动第三夹具164，将位置摆放不正的填充料取出后重新填充。

值得注意的是，当本实用新型的自动填充流水线不包括检测装置150和重填装置160时，可通过人工的方式实现填充料的检测和缺陷处的重填。

由于本实用新型的填充料多针对于热电材料颗粒的填充，而热电材料颗粒通常为规则的柱状结构。为了配合热电材料颗粒的填充，作为一种可实施方式，如图9～11所示，模具200中开设有多个呈阵列结构排列的凹槽240；如图6～8所示，落料装置146上开设有多个第一通孔1462，在进行填充料的填充时，每个第一通孔1462均对应一个凹槽240。

参见图10～11，作为一种可实施方式，模具200包括底板210、凸版220和凹版230。其中，底板210上设置有与凸版220相匹配的凹陷部，凸版220设置在凹陷部中；凸版220包括衬底以及设置在衬底上的若干个呈阵列结构排布的凸起结构；凹版230包括凹版主体，凹版主体上开设有若干个呈阵列结构排布的第二通孔，该第二通孔与凸版220上的凸起结构一一对应，并且，第二通孔的深度大于凸起结构的高度，第二通孔的横截面与凸起结构的横截面一致，当凹版230套设在凸版220上时，凸起结构的顶部和第二通孔的侧壁即构成了模具200的凹槽240。该方式中的模具200为组合式模具200，在进行模具200更换时，可根据实际需要进行部分更换，无需对整个模具200进行更换，节约了模具200的成本，同时，该组合式模具200可通过不同的凹版230和凸版220实现多种方式的组合，能够满足不同排列结构的需要。

当需要在同一个模具200中填充一种热电材料颗粒时，模具200中的凹槽240可与落料装置146中的第一通孔1462一一对应，一次性即可填充完毕。

当需要在同一个模具200中填充多种热电材料颗粒时，可通过更换落料装置146来完成填充过程，此时，不同的落料装置146中的第一通孔1462分别对应模具200中的部分凹槽240，并且，不同的落料装置146中的第一通孔1462的排布方式分别与其中一种热电材料颗粒的排布方式相对应。此时，需要在填充完一种热电材料颗粒后，更换落料装置146，进行下一种热电材料颗粒的填充，直至将所有的热电材料颗粒填充完毕。

作为优选，本实用新型的自动填充流水线包括多个送料器140(每个送料器140均对应一个震动填充装置120以及一个或两个推送装置130)，多个送料器140沿着传送带112的传送方向进行设置，例如，图1的自动填充流水线包括两个送料器140；并且，不同的送料器140中的第一通孔1462的排列方式不同，且不同的送料器140中的第一通孔1462分别对应模具200中不同位置处的凹槽240。当需要在同一个模具200中填充两种或两种以上的热电材料颗粒时，首先采用其中一个送料器140进行送料，完成一种热电材料颗粒的填充后，利用推送装置130将模具200由工作台122推送至传送带112，利用传送带112将模具200传送至下一个送料器140对应的位置，再通过下一推送装置130将模具200推送至下一工作台122，利用下一送料器140进行另一种热电材料颗粒的填充，依次类推，直至将模具200填充完毕。其中，每个送料器140上的落料装置146中的第一通孔1462的排布方式均对应一种热电材料颗粒的排布方式。该方式无需更换落料装置146即可实现同一模具200中多种热电材料颗粒的填充，有利于填充效率的提高。

较优地，落料装置146可旋转地安装在原料盛放装置144上，可通过旋转落料装置146来实现不同的热电材料颗粒的填充。例如，当需要在同一模具200中填充两种热电材料颗粒时，可在落料装置146上设置与第一种热电材料颗粒排布方式相对应的第一通孔1462，在填充时，首先完成第一种热电材料颗粒的填充，然后将该落料装置146在同一平面内绕中心旋转一定角度(通常为90°或145°)，使得第一通孔1462的排布位置与第二种材料的排布位置相对应，此时，可完成第二种热电材料颗粒的填充。该方式中，只需要一个送料器140即可完成送料，减少了送料器140的数量，降低了设备成本。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种自动填充流水线，其特征在于，用于将填充料填充至模具中，包括

传送装置，所述传送装置包括传送带以及驱动所述传送带运动的第一动力源；

震动填充装置，所述震动填充装置包括工作台以及驱动所述工作台震动的第二动力源；

推送装置，所述模具在所述推送装置的推送下由所述工作台到达所述传送带，或由所述传送带到达所述工作台；

送料器，所述送料器用于将所述填充料输送至所述工作台上的模具中；以及

控制器，所述控制器分别与所述第一动力源、所述第二动力源、所述推送装置和所述送料器电连接。

2.根据权利要求1所述的自动填充流水线，其特征在于，所述震动填充装置还包括安装在所述工作台上的第一夹具，所述第一夹具用于固定所述工作台上的模具。

3.根据权利要求1所述的自动填充流水线，其特征在于，所述推送装置包括基座、推送杆和第三动力源；

所述第三动力源与所述控制器电连接，所述推送杆设置在所述基座上，且所述推送杆在所述第三动力源的驱动下带动所述模具动作。

4.根据权利要求3所述的自动填充流水线，其特征在于，所述推送杆包括一级推送杆和二级推送杆；

所述一级推送杆固定在所述基座上，所述二级推送杆的第一端套装在所述一级推送杆中，所述二级推送杆的第二端伸出所述一级推送杆，所述二级推送杆可在所述第三动力源的驱动下带动所述模具动作。

5.根据权利要求4所述的自动填充流水线，其特征在于，所述推送装置还包括第二夹具，所述第二夹具安装在所述二级推送杆的第二端。

6.根据权利要求4所述的自动填充流水线，其特征在于，所述推送装置还包括导向板，所述导向板的一端固定在所述一级推送杆上，另一端向垂直于所述传送带的方向延伸。

7.根据权利要求3所述的自动填充流水线，其特征在于，所述推送装置还包括位置传感器，所述位置传感器与所述控制器电连接，用于监测所述模具的推送位置。

8.根据权利要求1所述的自动填充流水线，其特征在于，所述送料器包括第一机械手、安装在所述第一机械手上的原料盛放装置以及安装在所述原料盛放装置上的落料装置；

所述第一机械手与所述控制器电连接，所述原料盛放装置的出料端与所述落料装置的进料端连通。

9.根据权利要求8所述的自动填充流水线，其特征在于，所述原料盛放装置和所述落料装置之间安装有阀门，所述阀门与所述控制器电连接。

10.根据权利要求8所述的自动填充流水线，其特征在于，所述送料器还包括弹性连接件，所述落料装置通过所述弹性连接件安装在所述原料盛放装置上。

11.根据权利要求8所述的自动填充流水线，其特征在于，所述落料装置可旋转地安装在所述原料盛放装置上。

12.根据权利要求8所述的自动填充流水线，其特征在于，所述模具中设置有多个呈阵列结构排列的凹槽；

所述落料装置上设置有多个第一通孔，在进行填充料的填充时，每个所述第一通孔均对应一个所述凹槽。

13.根据权利要求12所述的自动填充流水线，其特征在于，所述送料器为多个，所述多个送料器沿着所述传送带的传送方向进行设置；

不同的所述送料器中的第一通孔的排列方式不同，且不同的所述送料器中的第一通孔分别对应所述模具中不同位置处的凹槽。

14.根据权利要求1所述的自动填充流水线，其特征在于，所述自动填充流水线还包括检测装置；

所述检测装置与所述控制器电连接，将所述填充料填充至所述模具后，所述检测装置用于检测填充效果。

15.根据权利要求14所述的自动填充流水线，其特征在于，所述检测装置为CCD摄像头、CMOS摄像头或红外摄像头。

16.根据权利要求14所述的自动填充流水线，其特征在于，所述自动填充流水线还包括重填装置，所述重填装置包括第二机械手以及安装在所述第二机械手上的第三夹具；

所述第二机械手与所述控制器电连接，所述检测装置检测到填充缺陷时，所述第二机械手在所述控制器的控制下带动所述第三夹具对所述缺陷处进行重新填充。