CN206689058U - 柔性自动上下料系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柔性自动上下料系统，包括上料台、下料台、中转台和机器人，所述机器人为6自由度机器人，所述上料台、下料台、中转台设于所述机器人的周围，所述上料台包括底架、安装板和升降机构，所述升降机构的顶端连接有托板，所述托板位于所述安装板的上方，所述机器人的机械手的端部设有工件抓取组件，所述工件抓取组件包括第一气动手指和第一夹爪，所述第一夹爪固定于所述第一气动手指的输出端。该设备具有生产效率高、自动化程度高、设备生产柔性化高，可实现工厂无人化、智能化等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种柔性自动上下料系统。
背景技术
目前对于膨胀阀体机加工工序，采用一人一设备人工上下料。用人工操作，人员的劳动强度大，产品一致性差，加工效率较低。随着工人的工资增加，工厂招工难问题，智能制造、无人工厂的兴起，现模式很难适应现代工厂的需求。随着客户对产品定制化，多品种小批量的需求越来越强烈，要求设备能柔性制造，以满足要求。对于无人化工厂来说，一次上料需能满足设备长时间运行，避免停机，进一步提高效率。
本实用新型能使一次上料，能满足设备长时间加工；能适应5种产品柔性制造；采用先进的机器视觉，识别工件位置并指挥机器人去抓取；并能对工件类型、工件放置错误报警；本实用新型技术属于智能制造、柔性制造领域，尤其适合于智能工厂、无人工厂的建设。
现在行业内上下料大多采用多轴运动模组或4轴机器手上料，效率及定位精度较低；为了毛坯件放置位置准确，需制作工装板定位工件，一种工件对应一种工装板，无法实现一种工装板兼容多种产品，实现设备的高度柔性化生产；采用工装板放置工件，放置工件是数量有限，需要工人一直不断的上下料，无法实现工厂无人化；现有的设备对工件放置的防错及报警，需要人工识别处理，无法实现设备自动报警及防错处理。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是提供一种生产效率高、自动化程度高、设备生产柔性化高的柔性自动上下料系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
柔性自动上下料系统，包括上料台、下料台、中转台和机器人，所述机器人为6自由度机器人，所述上料台、下料台、中转台设于所述机器人的周围，所述上料台包括底架、安装板和升降机构，所述升降机构的顶端连接有托板，所述托板位于所述安装板的上方，所述机器人的机械手的端部设有工件抓取组件，所述工件抓取组件包括第一气动手指和第一夹爪，所述第一夹爪固定于所述第一气动手指的输出端。
所述机器人的机械手的端部还设有料箱抓取组件，所述料箱抓取组件包括第二气动手指和第二夹爪，所述第二夹爪固定于所述第二气动手指的输出端。
所述机器人的机械手的端部还设有视觉系统，所述视觉系统包括视觉光源和摄像头。
所述第一气动手指为亚德客HFZ型。
所述第二气动手指为亚德客HFZ型。
所述升降机构包括气缸、直线轴承和导柱，所述气缸的输出端以及所述导柱的顶端与所述托板连接，所述直线轴承设于所述安装板上，所述导柱与所述直线轴承匹配。
所述导柱上设有上限位块。
所述安装板上设有下限位块。
采用上述技术方案后，该设备采用6轴全自由机器人、先进的机器视觉+图像处理及位置识别系统、可升降的上料台、带工件及料箱抓取的机器人夹手等设备，具备自动上下料、视觉图像识别及位置定位、一上料台兼容多种工件、工件放置防错及报警、料箱自动回收等功能。具有生产效率高、自动化程度高、设备生产柔性化高，可实现工厂无人化、智能化等优点。
附图说明
图1是本实用新型柔性自动上下料系统的结构示意图
图2是上料台的立体结构示意图
图3是机器人的机械手端部的结构示意图
图4是上料台的剖面图
具体实施方式
如图1所示，柔性自动上下料系统，包括上料台2、下料台3、中转台9和机器人5，所述机器人5为6自由度机器人，所述上料台、下料台、中转台设于所述机器人的周围，布置方式只要便于机器人在上料台、中转台、下料台之间传递物料即可，所述上料台包括底架26、安装板27和升降机构，所述升降机构的顶端连接有托板28，托板28用于支撑料箱1，所述托板位于所述安装板的上方，如图3所示，所述机器人的机械手的端部设有工件抓取组件8，所述工件抓取组件包括第一气动手指81和第一夹爪82，所述第一夹爪固定于所述第一气动手指的输出端。
所述机器人的机械手的端部还设有料箱抓取组件6，所述料箱抓取组件包括第二气动手指61和第二夹爪62，所述第二夹爪固定于所述第二气动手指的输出端。所述机器人的机械手的端部还设有视觉系统7，所述视觉系统包括视觉光源和摄像头。
如图2和图4所示，所述升降机构包括气缸21、直线轴承23和导柱22，所述气缸的输出端以及所述导柱的顶端与所述托板连接，所述直线轴承设于所述安装板上，所述导柱与所述直线轴承匹配。所述导柱上设有上限位块24，用于气缸顶出行程的限位。所述安装板上设有下限位块25，用于气缸回落行程的限位。
料箱1用于盛放工件，可适用多种不同工件。工件放入料盒后，工件的位置是随机的。
上料台2带升降机构，用于放置料箱1。一次允许最多放置4层料箱1，可确保一次上料加工2个班组。为了确保底层的料箱内的工件能顺利抓取，上料台配有升降机构，允许料箱1的位置上下移动。主体机架采用铝合金架构或矩形管，强度可靠；上料台根据需要，可摆放多种不同类型的工件。
下料台3用于放置加工好的工件及空料箱回收功能，一次允许最多放置4层料箱1，可确保2个班组下料一次。主体机架采用铝合金架构或矩形管，强度可靠；下料台根据需要，可摆放多种不同类型的工件。
机器人5采用6自由度的机器人，可以完全模拟人工操作的所有动作，主要完成工件夹取搬运、空料箱抓取及搬运、视觉系统拍摄位置的执行。
料箱抓取组件6用于将上料台2上的空料箱抓取及搬运至下料台3。抓取组件采用亚德客HFZ型拇指气缸，简单可靠。
视觉系统7由视觉光源和高像素摄像头组成。视觉系统安装在机器人5上，通过机器人移动到合适位置拍照，获取图像。图像经控制软件处理，可识别出工件的轮廓尺寸、工件类型、工件摆放的位置。视觉系统可以同时兼容十几种类型工件的识别及处理。视觉系统将工件的轮廓尺寸及工件位置获取后，通过控制软件将信息传递给机器人5，并指挥机器人5抓取工件。控制软件可对当前拍摄到的照片进行工件类型识别，通过图像对比，可判定工件的放置是否正确，工件类型是否正确，对于不正确的工件类型及摆放方式，将会进行报错处理。
工件抓取组件8用于抓取工件，将工件从上料台2上的空料箱内搬运至中转台9，以及将加工好的工件从中转台9搬运至下料台3的料箱内。工件抓取组件采用亚德客HFZ型拇指气缸，简单可靠；夹爪上设有防护层，避免夹伤工件。
中转台9用于按加工设备工装的位置摆放好工件，用作物料的中转和缓冲，且可兼容多种不同类型的工件。
本实用新型柔性自动上下料系统的加工流程：
1.自动上料：a.料盒1网格内放满工件，将不同种类的工件放置于不同上料台，一个上料台2最多可以放置四层料盒。工件在料盒内的位置是随机，不固定的；b.控制系统根据上料需要，指挥机器人5从某上料台上料，在夹取工件前，机器人5及视觉系统7将去对应的上料台2拍照，拍摄图片后将识别工件的尺寸及摆放位置。在拍摄过程中，对当前工件与预设的工件类型、摆放方式进行对比分析，假如不是预设的工件及摆放方式，系统将自动报警；c.视觉系统识别工件的位置及尺寸后，把信息传递给机器人5，并指挥机器人5通过工件抓取组件8将工件夹取至对应的中转台9。
2.自动下料：控制系统通过获取的中转台9上工件的来源信息，将指挥机器人5将中转台9的工件通过工件抓取组件8将工件夹取至对应的下料台3的料箱1内。机器人5通过码垛的方式将工件顺序放置于料箱1的网格内。
3.料箱回收：当上料台2某一料箱内的工件抓取完毕后，控制系统将指挥机器人5通过料箱抓取组件6将料箱抓取叠放至对应的上料台。
本实用新型能使一次上料满足设备长时间加工，能对加工后产品自动分类，自动下料；料箱自动回收，中间不需要人工介入，可实现工厂无人化、智能化；本实用新型能同时适应多种产品生产，实现设备自动柔性化制造；本实用新型采用先进的机器视觉，识别工件轮廓尺寸及位置，并快速指挥机器人去抓取；本实用新型节省劳动力，提高生产效率及产品一直性，提升工厂品质及管理水平。
Claims (8)
1.柔性自动上下料系统，其特征在于：包括上料台、下料台、中转台和机器人，所述机器人为6自由度机器人，所述上料台、下料台、中转台设于所述机器人的周围，所述上料台包括底架、安装板和升降机构，所述升降机构的顶端连接有托板，所述托板位于所述安装板的上方，所述机器人的机械手的端部设有工件抓取组件，所述工件抓取组件包括第一气动手指和第一夹爪，所述第一夹爪固定于所述第一气动手指的输出端。
2.根据权利要求1所述的柔性自动上下料系统，其特征在于：所述机器人的机械手的端部还设有料箱抓取组件，所述料箱抓取组件包括第二气动手指和第二夹爪，所述第二夹爪固定于所述第二气动手指的输出端。
3.根据权利要求1所述的柔性自动上下料系统，其特征在于：所述机器人的机械手的端部还设有视觉系统，所述视觉系统包括视觉光源和摄像头。
4.根据权利要求1所述的柔性自动上下料系统，其特征在于：所述第一气动手指为亚德客HFZ型。
5.根据权利要求2所述的柔性自动上下料系统，其特征在于：所述第二气动手指为亚德客HFZ型。
6.根据权利要求1所述的柔性自动上下料系统，其特征在于：所述升降机构包括气缸、直线轴承和导柱，所述气缸的输出端以及所述导柱的顶端与所述托板连接，所述直线轴承设于所述安装板上，所述导柱与所述直线轴承匹配。
7.根据权利要求6所述的柔性自动上下料系统，其特征在于：所述导柱上设有上限位块。
8.根据权利要求6所述的柔性自动上下料系统，其特征在于：所述安装板上设有下限位块。
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