CN208037509U - 散装插片自动排料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种散装插片自动排料装置，所属自动化领域，解决了人工排料的问题，包括工作台，所述工作台外设置有振动上料盘，所述工作台上设置有托盘定位夹具，所述工作台上设置有机械手；所述振动上料盘，包括用于容纳插片的盘体和出料端在机械手行程范围内的出料轨道；所述托盘定位夹具位于机械手的行程范围内且对托盘进行限位；所述机械手包括用于夹持插片的手指气缸、驱动手指气缸在高度方向移动的升降气缸和对水平面进行图像采取的CCD相机。视线了将无序散装插片自动地有序插入托盘的凹槽内。

Description

散装插片自动排料装置

技术领域

本实用新型涉及自动化机械领域，特别涉及一种散装插片自动排料装置。

背景技术

目前工业生产的自动化流水线上，其自动化程度非常高，但是实现自动化需要一些特定的条件，例如若要实现自动取料，则需要所有的物料原材料都是按照规则排布以便设备自动化抓取。但是并非所有产品物料都是按照这个规则，有些物料是散装的，那就无法实现物料自动抓取。

如图1所示，插片13通过人工插入托盘11的凹槽12内，进行码放和排列，然后托盘11通过传送带传输给自动化设备自动抓取。但是人工排列众多小件物料，存在着劳动强度大，效率低，生产成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种散装插片自动排料装置，具有提高生产效率、减少生产成本的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种散装插片自动排料装置，包括工作台，所述工作台外设置有振动上料盘，所述工作台上设置有托盘定位夹具，所述工作台上设置有机械手；所述振动上料盘，包括用于容纳插片的盘体和出料端在机械手行程范围内的出料轨道；所述托盘定位夹具位于机械手的行程范围内且对托盘进行限位；所述机械手包括用于夹持插片的手指气缸、驱动手指气缸在高度方向移动的升降气缸和对水平面进行图像采取的CCD相机。

通过采用上述技术方案，人工将托盘放置在托盘定位夹具上，托盘定位夹具对托盘限位，避免托盘移动，影响机械手的装夹精度；振动上料盘上的插片在振动作用下向出料轨道移动，插片在出料轨道上被排列整齐，机械手在移动至出料轨道上方后，机械手上的CCD相机对出料轨道的出料口进行拍摄并与储存的照片进行对比，手指气缸的和升降气缸动作，将插片进行夹持；之后机械手控制插片移动至托盘定位夹具上方，CCD相机对托盘定位夹具上的托盘进行拍摄，随后手指气缸在机械手的带动下移动至正确位置，将插片插入托盘的凹槽内，将无序散装插片自动地有序插入托盘的凹槽内。

作为优选，所述机械手仅包括底座、第一旋转臂和第二旋转臂，所述底座与工作面上表面固定连接，所述第一旋转臂与底座在水平方向上转动连接，所述第二旋转臂与第一旋转臂在水平方向上转动连接，所述手指气缸、升降气缸和CCD相机设于第二旋转臂远离与第一旋转臂连接的一端，所述第二旋转臂可控制手指气缸、升降气缸和CCD相机旋转。

通过采用上述技术方案，该种机械手的自由度较低，但能很好的完成自动排布物料的作用，减少了设备的投入成本；第二旋转臂的增加，扩大了机械手在平面内的抓取范围；第二旋转臂带动手指气缸和CCD相机的旋转，实现了CCD相机的多方位照相，同时手指气缸也能调整插片插入的方向。

作为优选，所述手指气缸的动作端分别连接有相对设置且向下延伸的夹持爪。

通过采用上述技术方案，夹持爪起到了装夹插片的作用，向下延伸的夹持爪，减少了升降气缸的行程和尺寸；同时向下延伸的夹持爪使得夹持爪的端部可以做的更加细小，装夹持更小的零件。

作为优选，所述升降气缸为气动导轨，所述气动导轨上设置有供手指气缸固定的升降板。

通过采用上述技术方案，气动导轨与普通的气缸相比，体积更小、重量更轻，提高了手指气缸的移动精度；同时采用气动导轨为在第二旋转臂上安装CCD相机提供了更大的空间。

作为优选，所述CCD相机固定在第二旋转臂的侧面且CCD相机的摄像头朝下设置。

通过采用上述技术方案，CCD相机与手指气缸属于联动状态，提高手指气缸抓取的精度，同时朝下设置的CCD相机能够更好地捕捉机械手动作过程中工作台上的图像变化，提高排布插片的精度。

作为优选，所述CCD相机和手指气缸在水平方向上以第二旋转臂末端为圆心呈直角设置。

通过采用上述技术方案，第二旋转臂上有更多的空间安装成组的手指气缸和升降气缸，与旋转的第二旋转臂配合，使得一次可以夹取多个插片；提高生产效率，例如呈直角设置的CCD相机和手指气缸，可在其余位置另设两组手指气缸和升降气缸，提高两倍工作效率。

作为优选，所述托盘定位夹具包括在高度方向延伸且设于工作台上的基准板和通过接触将托盘向基准板推动并夹持的推动气缸。

通过采用上述技术方案，操作者手动将托盘放在基准板与气缸之间，然后通过气缸的推动，实现托盘的精确定位；提高了自动排料装置的排料精度，减少插片的损伤，方便机械手上的CCD相机对托盘进行拍摄，也方便机械手迅速找到托盘上的凹槽位置。

作为优选，所述托盘定位夹具包括水平方向上呈矩形的托盘固定板，所述基准板竖直设置在托盘固定板的相邻对角边上，所述推动气缸分别设置在托盘固定板另一组相邻对角边上。

通过采用上述技术方案，进而限制了托盘除Z轴移动外的五个自由度，避免托盘发生移动。

作为优选，所述托盘定位夹具包括并列设置的两条传送带和驱动传动带转动的驱动装置，所述传送带上设置有限制托盘向上移动的限位板，每一传送带内设置有支撑托盘的支撑板。

通过采用上述技术方案，两条传动带分别支撑托盘的两边，托盘可以自动的传递入下一工位，降低了人力成本；同时限位板限制了托盘向上的移动，支撑板对较重的托盘起到了支撑的作用，减少传动带向下的变形，提高托盘的定位精度。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：人工将托盘放置在托盘定位夹具上，托盘定位夹具对托盘限位，避免托盘移动，影响机械手的装夹精度；振动上料盘上的插片在振动作用下向出料轨道移动，插片在出料轨道上被排列整齐，机械手在移动至出料轨道上方后，机械手上的CCD相机对出料轨道的出料口进行拍摄并与储存的照片进行对比，手指气缸的和升降气缸动作，将插片进行夹持；之后机械手控制插片移动至托盘定位夹具上方，CCD相机对托盘定位夹具上的托盘进行拍摄，随后手指气缸在机械手的带动下移动至正确位置，将插片插入托盘的凹槽内，将无序散装插片自动地有序插入托盘的凹槽内。

附图说明

图1是背景技术中现有的托盘、凹槽和插片的结构示意图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是图2所示A部放大示意图，用于体现手指气缸与托盘的位置关系；

图4是实施例1去除罩体后的结构示意图；

图5是图4所示B部放大示意图；

图6是实施例1的俯视图，用于体现机械手的行程范围；

图7是实施例2的结构示意图；

图8是图7所示C部放大示意图，用于体现传送带的具体结构；

图中，1、工作台；11、托盘；12、凹槽；13、插片；14、罩体；2、振动上料盘；21、盘体；22、出料轨道；3、托盘定位夹具；31、基准板；32、推动气缸；33、传送带；34、驱动装置；35、限位板；36、支撑板；37、托盘固定板；4、机械手；41、手指气缸；42、气动导轨；43、CCD相机；44、底座；45、第一旋转臂；46、第二旋转臂；47、夹持爪；48、固定部；49、升降板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：

如图2所示，一种散装插片自动排料装置，该装置可以属于一条流水线中的一环，也可以单独存在。

如图2所示，该装置包括一个工作台1，为了提高防尘效果，该工作台1具有一个可打开的罩体14，工作台1外设置有一个振动上料盘2，振动上料盘2的出料轨道22延伸至工作台1上方，振动上料盘2的盘体21内盛放有无序的图1中的插片13，振动上料盘2将无序的插片13引入出料轨道22内，出料轨道22和振动上料盘2对插片13的朝向进行有序的排布，振动上料盘2和出料轨道22属于现有技术，其对零件的排序功能也属于现有技术人员的公知常识，在此不做赘述。

如图2和图3所示，工作台1上设置有机械手4和托盘定位夹具3，机械手4将出料轨道22上的插片13夹持并插入托盘11定位装置上的托盘11的凹槽12内。

托盘定位夹具3包括一块长方体的托盘固定板37，托盘固定板37的一组对角边向上延伸形成定位基准板31，该定位基准板31的另一组对角边外设置有推动气缸32，推动气缸32的活塞杆朝向定位基准板31进行伸缩；推动气缸32靠近罩体14打开的位置设置，方便操作人员将托盘11放置在托盘固定板37上，然后推动气缸32将托盘11推至定位基准板31上，实现水平方向的定位。

机械手4可采用自由度更高的机械手4，本实施例中仅需满足动作需要，减少生产成本。

如图3所示，实施例1的机械手4包括固定在工作台1上表面的底座44，底座44上连接有第一旋转臂45，第一旋转臂45可在水平面上转动；第一旋转臂45背离底座44的一端与第二旋转臂46转动连接，第二旋转臂46在电机的带动下，也可在水平面上转动。

第二旋转臂46远离与第一旋转臂45连接的位置向下延伸有可自转的固定部48（固定部48通过设置在旋转臂内的电机驱动转动）；如图5所示，固定部48的周向上设置有气动导轨42，气动导轨42上设置有供手指气缸41固定的升降板49，升降板49上固定有手指气缸41；同时固定部48上设置有控制气动导轨42和手指气缸41动作的控制器（例如控制气动导轨42和气动的手指气缸41动作的气动电磁阀）；手指气缸41的两个活动端固定设置有向下延伸的夹持爪47，夹持爪47朝下的一端尺寸根据插片13形状进行调整。

进而夹持爪47可通过第一旋转臂45和第二旋转臂46实现了大范围的移动，通过固定部48实现了自身的小范围旋转，通过气动导轨42实现了自身在Z轴上的升降。

在固定部48上还设置有CCD相机43，CCD相机43通过支架固定在固定部48上，CCD相机43的摄像头朝下设置；CCD相机43和手指气缸41在水平方向上以第二旋转臂46末端为圆心呈直角设置，进而手指气缸41可以在固定部48的周向上一共可以设置有三个，提高工作效率。

图6中示出了，机械手4的第一旋转臂45和第二旋转臂46的行程范围，即托盘定位夹具3和振动上料盘2都在机械手4的行程范围内。

实施例1的工作原理为：操作者打开罩体14，将码放有插片13的托盘11取出，然后将空的托盘11放置入托盘固定板37上，操作者闭合罩体14，推动气缸32动作，将托盘11向基准板31推动，实现了托盘11的定位和夹紧；随后，机械手4通过平面内的转动，将手指气缸41移动至振动上料盘2的出料轨道22的出料口处，CCD相机43拍摄进行图片对比，机械手4进行姿势的微调，随后气动导轨42下降，手指气缸41进行夹取工作，然后升降气缸复位，机械手4移动至托盘11上方，CCD相机43拍照进行图片对比，机械手4进行姿势的微调，使手指气缸41上的插片13对准托盘11上的凹槽12，气动导轨42动作，将插片13插入凹槽12内，随后进行下一插片13的夹持。

当手指气缸41有多个时，在取出插片13的过程中，固定部48旋转，将下一手指气缸41对准插片13进行夹取，在放置插片13的过程中，也通过固定部48的旋转和机械手4的转动，将下一手指气缸41对准凹槽12进行插片13的放置。

实施例2：

一种散装插片自动排料装置，实施例2与实施例1的区别在于，托盘定位夹具3的不同。

实施例2中为了适应流水线的设计，摒除了人工移动托盘11的工序。

如图7所示，托盘定位夹具3包括设置在工作台1上的两条传送带33，两条传送带33分别托住托盘11的相对两侧，驱动装置34（电机）驱动传送带33转动，进而传送带33上的托盘11移动。

如图8所示，传送带33内与工作台1连接的位置设置有支撑板36，支撑板36在传送带33的长度方向上均匀分布，进而起到了支撑托盘11的作用。

如图8所示，在传送带33与工作台1连接位置的上方设置有限位板35，托盘11在移动过程中，托盘11在高度方向上位于限位板35和传送带33之间。

实施例2的工作原理为：未装载插片13的托盘11通过传送带33的传送进入工作台1上方，到达指定工作位置后停止，机械手4将振动上料盘2的出料轨道22上的插片13夹取并插设在托盘11的凹槽12内；当托盘11装载满后，传送带33驱动装载插片13的托盘11离开指定工作位置，然后将下一未装载插片13的托盘11移动至指定工作位置，完成散装插片13的自动排料。

Claims (9)

1.一种散装插片自动排料装置，包括工作台(1)，其特征在于：

所述工作台(1)外设置有振动上料盘(2)，所述工作台(1)上设置有托盘定位夹具（3），所述工作台(1)上设置有机械手(4)；

所述振动上料盘(2)，包括用于容纳插片的盘体(21)和出料端在机械手(4)行程范围内的出料轨道(22)；

所述托盘定位夹具（3）位于机械手(4)的行程范围内且对托盘(11)进行限位；

所述机械手(4)包括用于夹持插片的手指气缸(41)、驱动手指气缸(41)在高度方向移动的升降气缸和对水平面进行图像采取的CCD相机(43)。

2.根据权利要求1所述的散装插片自动排料装置，其特征在于：所述机械手(4)仅包括底座(44)、第一旋转臂(45)和第二旋转臂(46)，所述底座(44)与工作面上表面固定连接，所述第一旋转臂(45)与底座(44)在水平方向上转动连接，所述第二旋转臂(46)与第一旋转臂(45)在水平方向上转动连接，所述手指气缸(41)、升降气缸和CCD相机(43)设于第二旋转臂(46)远离与第一旋转臂(45)连接的一端，所述第二旋转臂(46)可控制手指气缸(41)、升降气缸和CCD相机(43)旋转。

3.根据权利要求1或2所述的散装插片自动排料装置，其特征在于：所述手指气缸(41)的动作端分别连接有相对设置且向下延伸的夹持爪(47)。

4.根据权利要求2所述的散装插片自动排料装置，其特征在于：所述升降气缸为气动导轨(42)，所述气动导轨(42)上设置有供手指气缸(41)固定的升降板(49)。

5.根据权利要求2或4所述的散装插片自动排料装置，其特征在于：所述CCD相机(43)固定在第二旋转臂(46)的侧面且CCD相机(43)的摄像头朝下设置。

6.根据权利要求5所述的散装插片自动排料装置，其特征在于：所述CCD相机(43)和手指气缸(41)在水平方向上以第二旋转臂(46)末端为圆心呈直角设置。

7.根据权利要求1所述的散装插片自动排料装置，其特征在于：所述托盘定位夹具（3）包括在高度方向延伸且设于工作台(1)上的基准板(31)和通过接触将托盘(11)向基准板(31)推动并夹持的推动气缸(32)。

8.根据权利要求7所述的散装插片自动排料装置，其特征在于：所述托盘定位夹具（3）包括水平方向上呈矩形的托盘(11)固定板，所述基准板(31)竖直设置在托盘(11)固定板的相邻对角边上，所述推动气缸(32)分别设置在托盘(11)固定板另一组相邻对角边上。

9.根据权利要求1所述的散装插片自动排料装置，其特征在于：所述托盘定位夹具（3）包括并列设置的两条传送带(33)和驱动传动带转动的驱动装置(34)，所述传送带(33)上设置有限制托盘(11)向上移动的限位板(35)，每一传送带(33)内设置有支撑托盘(11)的支撑板(36)。