CN208882958U - 自动更换料架设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于自动化设备技术领域，尤其涉及一种自动更换料架设备。该自动更换料架设备包括机架、用于传送满载料架和空载料架的传送机构、用于将满载料架内的物料更换至空载料架内的物料转移机构、用于采集满载料架内的物料的位置信息及空载料架内的物料放置区的位置信息的影像识别机构，以及控制装置。该自动更换料架设备通过传送机构、物料转移机构、影像识别机构及控制装置四者相互配合工作，实现了物料在不同料架之间的自动更换，采用自动化设备代替作业人员手工更换放置物料的料架，极大的提高了料架的更换效率，减少了作业人员的工作量，节省了产品生产的人力成本和时间成本。

Description

自动更换料架设备

技术领域

本实用新型属于自动化设备技术领域，尤其涉及一种自动更换料架设备。

背景技术

在产品生产及加工过程中，常常涉及需要更换装载放置产品的料架。例如：在产品3D玻璃生产过程当中，因为玻璃生产不同工位的工艺要求不同，往往会导致用于装载3D玻璃的料架不同，如料架的材质、结构和尺寸等存在差异，如对3D玻璃进行高温处理时，需要装载玻璃的料架为耐高温的不锈钢料架，又如对3D玻璃进行喷涂工艺时，则需要铝合金材质的料架，而普通用于盛放3D玻璃的料架仅需要硬质塑料的料架即可。在生产过程中，产品会频繁在不同的生产工序之间转换加工，因此，常常需要不停的更换装载玻璃的料架以使料架能够满足生产工艺的要求，传统的生产模式中，一般采用人工搬运作业的方式来更换料架，但是人工搬运作业任务量大、搬运动作重复性高且搬运效率低，需要耗费很大的人力资源来完更换任务。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动更换料架设备，旨在解决现有技术采用人工更换料架人力耗费大且更换效率低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种自动更换料架设备，包括：

机架，机架上设有安装平台；

传送机构，安装于安装平台上并用于传送满载料架和空载料架；

物料转移机构，安装于安装平台上并用于将满载料架内的物料更换转移至空载料架内；

影像识别机构，安装于安装平台上并用于采集满载料架内的物料的位置信息以及采集空载料架内的物料放置区的位置信息；

控制装置，设于机架内并电性连接于传送机构、物料转移机构和影像识别机构的电动部件。

进一步地，传送机构包括第一送料模组和第二送料模组，第一送料模组和第二送料模组均与控制装置电性连接；

第一送料模组呈水平状安装于安装平台上，满载料架固定于第一送料模组的输出端上并通过第一送料模组的驱动沿第一送料模组的长度方向移动；

第二送料模组呈水平状安装于安装平台上，空载料架固定于第二送料模组的输出端上并通过第二送料模组的驱动沿第二送料模组的长度方向移动。

进一步地，第一送料模组和第二送料模组均包括第一驱动电机、第一传动组件、第一固定底座、第一导轨和第一滑块；

第一固定底座固定于安装平台上，第一导轨固定于第一固定底座背离安装平台的上表面，第一滑块安装于第一导轨背离安装平台的上表面并能够相对第一导轨移动；

满载料架和空载料架分别与对应的第一滑块固定连接并随对应的第一滑块相对对应的第一导轨移动；

第一传动组件固定于第一固定底座上并与第一滑块连接以驱动第一滑块沿第一导轨移动，第一传动组件与第一驱动电机的动力输出轴连接，第一驱动电机固定于第一固定底座上并与控制装置电性连接。

进一步地，第一送料模组和第二送料模组平行设置于安装平台上，且第一送料模组与第二送料模组之间预留有供满载料架和空载料架相对移动通行的通行间隙。

进一步地，物料转移机构包括用于取放物料的机械手、用于驱动机械手移动并与控制装置电性连接的机械手移动模组和用于安装固定机械手及机械手移动模组的安装支撑座；安装支撑座固定于安装平台上，机械手移动模组安装于安装支撑座上，机械手固定于机械手移动模组的输出端并通过机械手移动模组的驱动沿机械手移动模组的长度方向移动以用于将满载料架内的物料取出并移入至空载料架内。

进一步地，机械手移动模组包括第二驱动电机、第二传动组件、第二固定底座、第二导轨和第二滑块；

第二固定底座固定于安装支撑座上，第二导轨固定于第二固定底座垂直安装平台的侧表面，第二滑块安装于第二导轨垂直于安装平台的侧表面并能够相对第二导轨移动；

机械手与第二滑块固定连接并随第二滑块相对第二导轨移动，第二传动组件固定于第二固定底座上并与第二滑块连接以驱动第二滑块沿第二导轨移动，第二传动组件与第二驱动电机的动力输出轴连接，第二驱动电机固定于第二固定底座上并与控制装置电性连接。

进一步地，机械手包括用于抓取物料的取放头，取放头包括用于夹持物料的至少两夹持臂，且夹持臂与物料相接触的表面设置有柔性缓冲垫。

进一步地，影像识别机构包括用于感应定位满载料架内的物料的放置信息和空载料架内的物料放置区的位置信息的红外光源、用于采集经红外光源定位的满载料架内的物料的图像和空载料架内的物料放置区的图像的智能相机和用于安装固定智能相机和红外光源的安装底座；

红外光源与控制装置电性连接并用于将感应定位到的满载料架内的物料的放置信息和空载料架内的物料放置区的位置信息反馈至控制装置；

智能相机的镜头朝向传送装置设置，且智能相机与控制装置电性连接并将采集到的满载料架内的物料的图像和空载料架内的物料放置区的图像传递给控制装置；

安装底座与第二滑块固定连接并随第二滑块相对第二导轨移动。

进一步地，机架还包括支撑底座和设置于支撑底座背底部的四角位置处的用于使机架滑行移动的锁扣万向轮，安装平台安装固定在支撑底座上，支撑底座的周缘围设外壳罩，控制装置设置于外壳罩内。

本实用新型的有益效果：本实用新型的自动更换料架设备，使用其更换物料所在的料架时，如将满载料架内的物料更换至另一空载料架内时，只需要将满载料架和空载料架分别安装固定于传送机构上；实现料架更换时，传送机构先将满载料架和空载料架分别移动至影像识别机构的信息采集范围内，影像识别机构先采集满载料架内的物料的位置信息，并将采集到的物料的位置信息反馈至控制装置，控制装置收到物料的位置信息后便控制物料转移机构将满载料架内的物料取出；随后，影像识别机构采集空载料架内的物料放置区的位置信息，并将采集到的物料放置区的位置信息反馈至控制装置，控制装置收到物料放置区的位置信息后便控制物料转移机构将从满载料架内取出的物料放入空载料架内。如此，应用本实用新型的自动更换料架设备，其通过传送机构、物料转移机构、影像识别机构及控制装置四者相互配合工作，实现了物料在不同料架之间的自动更换，采用自动化设备代替作业人员手工更换放置物料的料架，极大的提高了料架的更换效率，减少了作业人员的工作量，节省了产品生产的人力成本和时间成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的自动更换料架设备的正视图；

图2为本实用新型实施例提供的自动更换料架设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的自动更换料架设备的第一送料模组(第二送料模组)的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的自动更换料架设备的物料转移机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的自动更换料架设备的影像识别机构的结构示意图；

图6为采用本实用新型实施例提供的自动更换料架设备进行物料的料架更换时的起始状态；

图7为采用本实用新型实施例提供的自动更换料架设备进行物料的料架更换时的结束状态。

其中，图中各附图标记：

10—机架 11—安装平台 12—支撑底座

13—外壳罩 20—传送机构 21—第一送料模组

22—第二送料模组 30—物料转移机构 31—机械手

32—机械手移动模组 33—安装支撑座 40—影像识别机构

41—智能相机 42—安装底座 43—第一微调旋钮

44—第二微调旋钮 50—控制装置 100—物料

121—锁扣万向轮 200—满载料架 211—第一固定底座

212—第一导轨 213—第一滑块 214—第一驱动电机

214—通行间隙 300—空载料架 311—取放头

312—第三驱动电机 321—第二固定底座 322—第二导轨

323—第二滑块 324—第二驱动电机 331—第一安装支撑臂

332—第二安装支撑臂 421—悬臂端 3111—夹持臂。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～7描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～7所示，本实用新型实施例提供了一种自动更换料架设备，其适用于更换用于承装物料100的料架，比如将物料100从满载料架200更换至空载料架300中，本实施例以将3D玻璃从满载料架200更换至空载料架300中为例对本实用新型的自动更换料架设备进行说明，具体地，该自动更换料架设备包括：

机架10，机架10上设有安装平台11；

传送机构20，安装于安装平台11上并用于传送满载料架200和空载料架300；

物料转移机构30，安装于安装平台11上并用于将满载料架200内的物料100更换转移至空载料架300内；

影像识别机构40，安装于安装平台11上并用于采集满载料架200内的物料100的位置信息以及采集空载料架300内的物料放置区的位置信息；

控制装置50，设于机架10内并电性连接于传送机构20、物料转移机构30和影像识别机构40的电动部件。

更具体地，如图2、图6和图7所示，在使用本实用新型实施例的自动更换料架设备更换物料100(如3D玻璃)所在的料架时，如将满载料架200内的物料100更换至另一空载料架300内时，先将承装物料100的满载料架200和待更换的空载料架300分别安装固定于传送机构20上；料架更换过程中，传送机构20先将满载料架200和空载料架300分别移动至影像识别机构40的信息采集范围内，影像识别机构40先采集满载料架200内的物料100的位置信息，并将采集到的物料100的位置信息反馈至控制装置50，控制装置50收到物料100的位置信息后便控制物料转移机构30将满载料架200内的物料100取出；随后，影像识别机构40采集空载料架300内的物料放置区的位置信息，并将采集到的物料放置区的位置信息反馈至控制装置50，控制装置50收到物料放置区的位置信息后便控制物料转移机构30将从满载料架200内取出的物料100放入空载料架300内。如此，即可完成一次物料100料架的自动更换动作。如图6和图7所示，其示出了从机架10左端进行上料，并将物料从满载料架200更换至空载料架300后在机架10右端进行下料的始末状态。

更具体地，当一个料架内对应仅放置一个物料100时，上述的更换动作只需执行一次即可；而如图2所示，当一个料架内同时放置多个物料100时，也就是说，需要使用本实施例的自动更换料架设备将满载料架200内的多个物料100全部都对应转移至空载料架300内，此时，只需要重复执行上述的更换动作即可。即完成一个物料100的料架更换动作后，影像识别机构40便自动启动识别满载料架200内的下一个物料100的位置信息，控制装置50根据该物料100的位置信息控制物料转移机构30取出待更换的物料100，随后，影像识别机构40继续采集空载料架300内的物料放置区的位置信息，控制装置50再收到物料放置区的位置信息后再控制物料转移机构30将从满载料架200内取出的物料100放入空载料架300内的对应位置处。通过使用影像识别机构40依次采集满载料架200内待更换的物料100的位置信息和空载料架300内的对应物料100位置区的位置信息，再由控制装置50控制物料转移机构30完成物料100的抓取和放置动作，这样，便能够实现多个物料100的料架更换动作。

更具体地，上述影像识别机构40的信息采集范围与物料转移机构30执行取放动作的范围相同，即当满载料架200或者空载料架300进入影像识别机构40的信息采集范围之内后，取料取放机构便能够将满载料架200内的物料100取出并将其放入空载料架300内。本实用新型实施例的自动更换料架设备，通过传送机构20、物料转移机构30、影像识别机构40及控制装置50四者相互配合工作，能够实现物料100在不同料架之间的自动更换，采用自动化设备代替作业人员手工更换放置物料100的料架，极大的提高了料架的更换效率，减少了作业人员的工作量，节省了产品生产的人力成本和时间成本。

在本实施例中，上述的控制装置50为集成有控制芯片和能够装载软件的装置，例如可以是PCL控制器或者计算机等，其可以实现协调控制整个设备中的各个执行部件/电动部件的动作，确保整个设备能够实现自动化工作。

在本实施例中，如图2和图3所示，上述的传送机构20包括第一送料模组21和第二送料模组22，第一送料模组21和第二送料模组22均与控制装置50电性连接；第一送料模组21呈水平状安装于安装平台11上，满载料架200固定于第一送料模组21的输出端上并通过第一送料模组21的驱动沿第一送料模组21的长度方向移动；第二送料模组22呈水平状安装于安装平台11上，空载料架300固定于第二送料模组22的输出端上并通过第二送料模组22的驱动沿第二送料模组22的长度方向移动。

具体地，如图3所示，第一送料模组21和第二送料模组22均包括第一驱动电机214、第一传动组件(未示出)、第一固定底座211、第一导轨212和第一滑块213；第一固定底座211固定于安装平台11上，第一导轨212固定于第一固定底座211背离安装平台11的上表面，第一滑块213安装于第一导轨212背离安装平台11的上表面并能够相对第一导轨212移动；满载料架200和空载料架300分别与对应的第一滑块213固定连接并随对应的第一滑块213相对对应的第一导轨212移动；第一传动组件固定于第一固定底座211上并与第一滑块213连接以驱动第一滑块213沿第一导轨212移动，第一传动组件与第一驱动电机214的动力输出轴连接，第一驱动电机214固定于第一固定底座211上并与控制装置50电性连接。

如图2、图6及图7所示，当本实施例的自动更换料架设备工作时，先将满载料架200和空载料架300分别固定在与之对应的第一滑块213上，具体地，该第一滑块213可以与满载料架200(空载料架300)采用卡接、粘接以及磁力吸附连接等的连接方式进行连接固定。满载料架200和空载料架300放置好后，打开对应的第一驱动电机214，电机旋转驱动第一滑块213在第一导轨212上滑行移动，从而带动满载料架200或者空载料架300相对对应的第一导轨212移动。当满载料架200或者空载料架300移动至影像识别机构40的信息采集范围内时，对应地第一驱动电机214便停止工作，具体地，在本实施例中，当满载料架200、空载料架300移动至物料转移机构30的下方时，第一驱动电机214便停止工作，以使影像识别机构40能够准确的采集满载料架200内的物料100的位置信息和准确采集空载料架300内的物料放置区的位置信息；信息采集完成且物料转移机构30完成将物料100从满载料架200更换至空载料架300的更换动作后，再启动对应地第一驱动电机214将满载料架200和空载料架300移动至各自对应的下料区，并将物料100移出后的满载料架200和物料100移入后的空载料架300从第一滑块213上取下，如此，即完成了物料100在满载料架200和空载料架300之间的转移，即实现了物料100的料架更换。

具体地，上述第一送料模组21和第二送料模组22的组成结构及送料工作原理相同，但是，其两者对满载料架200及空载料架300的移送的移动量可以不同，即第一驱动电机214驱动第一滑块213带动满载料架200的移动量与驱动第一滑块213带动空载料架300的移动量可以不同，其具体的移动量能够根据满载料架200及空载料架300的结构形式和尺寸大小不同进行调整，以使满载料架200及空载料架300均能够准确的移动到信息采集位置和取料取放位置并实现物料100的准确取放为准。

优选地，上述的第一传动组件包括设于第一导轨212内并沿第一线性模组或第二线性模组的长度方向设置的可转动的丝杆和螺纹连接于丝杆的移动螺母，移动螺母与第一滑块213固定连接，第一驱动电机214的动力输出端与丝杆的一端驱动连接。如此，启动第一驱动电机214转动，便能够带动丝杆转动，丝杆转动继而带动移动螺母沿沿第一线性模组或第二线性模组的长度方向移动，移动螺母再带动与之固连的第一滑块213相对第一导轨212移动，从而使固定于第一线性模组21的输出端的满载料架200或固定于第二线性模组22的输出端的空载料架300沿第一线性模组21或第二线性模组22的长度方向运动。当然，丝杆与移动螺母的配合还可以通过皮带与皮带轮代替，在此不进行赘述。

优选地，如图2所示，在本实施例中，第一送料模组21和第二送料模组22平行设置于安装平台11上，且第一送料模组21与第二送料模组21之间预留有供满载料架200和空载料架300相对移动通行的通行间隙214，以免满载料架200和空载料架300在移动过程中相撞。第一送料模组21和第二送料模组22平行设置于安装平台11上，即满载料架200和空载料架300两者在安装平台11上平行移动，以尽量缩短物料转移机构30携带物料100运行的距离，节省料架更换的时间，提高工作效率。

在本实施例中，如图2和图4所示，物料转移机构30包括用于取放物料的机械手31、用于驱动机械手31移动并与控制装置50电性连接的机械手移动模组32和用于安装固定机械手31及机械手移动模组32的安装支撑座33；安装支撑座33固定于安装平台11上，机械手移动模组31安装于安装支撑座33上，机械手31固定于机械手移动模组32的输出端并通过机械手移动模组32的驱动沿机械手移动模组32的长度方向移动以用于将满载料架200内的物料100取出并移入至空载料架300内。

具体地，如图2和图4所示，机械手移动模组32包括第二驱动电机324、第二传动组件(未示出)、第二固定底座321、第二导轨322和第二滑块323；第二固定底座321固定于安装支撑座33上，第二导轨322固定于第二固定底座321垂直安装平台11的侧表面，第二滑块323安装于第二导轨322垂直于安装平台11的侧表面并能够相对第二导轨322移动；机械手31与第二滑块323固定连接并随第二滑块323相对第二导轨322移动，第二传动组件固定于第二固定底座321上并与第二滑块323连接以驱动第二滑块323沿第二导轨322移动，第二传动组件与第二驱动电机324的动力输出轴连接，第二驱动电机324固定于第二固定底座321上并与控制装置50电性连接。如此，当控制装置50启动控制物料转移机构30执行物料100的取放动作时，控制装置50控制启动第二驱动电机324运转，第二驱动电机324驱动第二滑块323相对第二导轨322移动，带动机械手31相对第二导轨322移动，以实现机械手31在第一送料模组21和第二送料模组22之间的往复移动，即实现机械手31在满载料架200和空载料架300之间的移动。

在本实施例中，如图2所示，上述的安装支撑座33包括相对设置的第一安装支撑臂331和第二安装支撑臂332，其中，第一安装支撑臂331设置于第一送料模组21的侧边部，第二安装支撑臂332设置于第二送料模组22的侧边部，当第一送料模组21和第二送料模组22平行设置于安装平台11上时，第一安装支撑臂331和第二安装支撑臂332所在的直线垂直于第一送料模组21所在的直线和第二送料模组22所在的直线；机械手移动模组32安装于第一安装支撑臂331和第二安装支撑臂332之间，即第二固定底座321的相对的两端部分别与第一安装支撑座331和第二安装支撑座332固定连接，如此，以使机械手31能够沿机械手移动模组32的长度方向在第一送料模组21和第二送料模组22之间往复移动实现物料100的抓取和放置。

当然，此处的安装支撑座33不仅限于上述的这一种结构及设计方式，其还可以采用其他的结构设计，如仅在安装平台11上设置一个安装支撑臂，将机械手移动模组32以悬臂梁式的形式固定于安装支撑臂上，其同样也能够实现对机械手31的支撑作用。本实施例以同时设置第一安装支撑臂331和第二安装支撑臂332为例进行后续的说明。

在本实施例中，如图4所示，机械手31包括用于抓取物料100且垂直朝向安装平台11设置的取放头311，取放头311包括用于夹持物料100的至少两个夹持臂3111，且至少有两个夹持臂3111相对设置，呈倒V形式，抓取物料100时，相对设置的两个夹持臂3111分别与物料100的外表面接触并实现物料100的夹紧；并且，夹持臂3111与物料100相接触的表面设置有柔性缓冲垫(未示出)，这样，能够减小夹持臂3111划伤或擦伤物料100的外表面，减少物料100在更换料架过程中的磨损，确保物料100的品质不受损害。

更具体地，机械手31还能够相对第二滑块323上下移动，以使机械手31远离或靠近满载料架200内的物料100或空载料架300内的物料放置区。在本实施例中，机械手31远离取放头311的一端设置有第三驱动电机312，第三驱动电机312的动力输出端与取放头311驱动连接以驱动取放头311相对第二滑块323上下移动。如此，通过第三驱动电机312驱动取放头311相对物料100或物料放置区上下运动，便能够自由的调整控制取放头311与物料100或物料放置区之间的距离，使取放头311的取放动作更加的灵活。

在本实施例中，上述的第一驱动电机214、第二驱动电机324和第三驱动电机312均优选为伺服电机，伺服电机具有位置精确度高、灵敏性好及速度可控性高的优点，能够更进一步地提高满载料架200、空载料架300、机械手31以及取放头311移动时的准确度，确保物料100取放的准确性。

在本实施例中，如图2和图5所示，上述的影像识别机构40包括用于感应定位满载料架200内的物料100的放置信息和空载料架300内的物料放置区的位置信息的红外光源(未示出)、用于采集经红外光源定位的满载料架200内的物料100的图像和空载料架300内的物料放置区的图像的智能相机41和用于安装固定智能相机41和红外光源的安装底座42；红外光源与控制装置50电性连接并用于将感应定位到的满载料架200内的物料100的放置信息和空载料架300内的物料放置区的位置信息反馈至控制装置50；智能相机41的镜头朝向传送机构20设置，且智能相机41与控制装置50电性连接并将采集到的满载料架200内的物料100的图像和空载料架300内的物料放置区的图像传递给控制装置50；安装底座42与第二滑块323固定连接并随第二滑块323相对第二导轨322移动。

具体地，红外光源用于感应满载料架200或者空载料架300是否到达影像识别机构40的信息采集范围内，智能相机41的作用则是用于采集进入信息采集范围内的满载料架200内的物料100的位置信息及空载料架300内的物料放置区的位置信息，安装底座42的作用是供红外光源和智能相机41的安装。更具体地，红外光源和智能相机41均固定在安装底座42的悬臂端421上，且红外光源和智能相机41处于传送机构20的上方，如此，可以使红外光源及智能相机41的镜头均能够准确的捕捉到满载料架200和空载料架300的位置信息。具体地，影像识别机构40可以通过识别物料100(如3D玻璃等)的边界线，同时结合物料100的外形尺寸以及机械手31跟影像识别机构40之间的相对位置关系来换算机械手31每次的抓取位置或放置位置的数据信息，从而实现影像识别机构40先检测识别满载料架200内的物料100的位置然后机械手31抓取物料100、影像识别机构40再检测识别空载料架300内的物料放置区的位置，然后机械手31再将物料100放下的动作的循环。

本实施例的自动更换料架设备在使用过程中，上述的红外光源处于常开状态，当红外光源感应到满载料架200或者空载料架300移动至的信息采集范围内时，红外光源会将感应到的信息反馈至控制装置50，控制装置50再控制智能相机41对满载料架200内的物料100及空载料架300内的物料放置区进行拍照以实现图像的采集，并将采集的图像反馈至控制装置50，后续物料转移机构30可以以此图像来实现对物料100的高精度取放工作。

其中，本实施例中的红外光源优选为同轴光，使其照射范围更加均匀，同时还能避免物体的反光因此提高了信息采集的准确性和重现性。上述的智能相机41可以实现高清的图像采集，例如，智能相机41可以是CCD相机等；且智能相机41的像素高达500万像素，以保证所采集到的图片具有较高的清晰度。

更具体地，如图2所示，影像识别机构40的安装底座42同样也与第二滑块323固定连接，并能够随第二滑块323相对第二导轨322移动，也就是说，安装底座42能够带动红外光源和智能相机41与机械手31一起移动。这样，当机械手31移动至满载物料100的附近时，影像识别机构40也同步移动至满载物料100的附近时，而当机械手31移动至空载物料100的附近时，影像识别机构40也同步移动至空载物料100的附近，从而使影像识别机构40能够更加准确的实现信息的采集。

更具体地，上述的影像识别机构40还包括用于对影像识别系统40的位置进行微调的第一微调旋钮43和第二微调旋钮44，当需要抓取不同尺寸的物料100(如不同尺寸的3D玻璃)时，可以通过第一微调旋钮43和第二微调旋钮44来调整影像识别系统40的对焦高度和边界轮廓的视野位置，从而进一步地保证影像识别系统40的信息采集的准确性。

在本实施例中，如图1和图2所示，机架10还包括支撑底座12，安装平台11安装固定在支撑底座12上，支撑底座12的周缘围设外壳罩13，控制装置50设置于外壳罩13内。

在本实施例中，如图1所示，支撑底座12背底部的四角位置处还设置有用于使机架10滑行移动的锁扣万向轮121。通过在支撑底座12背底部的四角的位置的底端设置锁扣万向轮121，当需要移动本实施例的自动更换料架设备时，只需推动机架10移动即可，设备的转移十分方便，并且由于使用的是带锁扣的锁扣万向轮121，故当设备被转移稳定下来之后只需将锁扣锁住，即可保证机架10不会再发生移动，从而保证在稳定的环境下对实现物料100的料架更换。

本实用新型实施例还提供了一种自动更换料架的方法，包括以下步骤：

S1：提供上述的自动更换料架设备，如图1～7所示；

S2：将满载料架200和空载料架300分别安装固定于传送机构20上；具体地，分别将满载料架200和空载料架300与对应的第一滑块213固定连接。

S3：启动传送机构20带动满载料架200和空载料架300移动，并将满载料架200和空载料架300分别移动至影像识别机构40的信息采集范围内；具体地，分别启动对应地第一驱动电机214带动对应的第一滑块213相对对应的第一导轨212移动，从而使满载料架200和空载料架300移动。

S4：启动影像识别机构40采集满载料架200内的物料100的位置信息；具体地，当红外光源感应到满载料架200进入信息采集范围后，将该信息反馈至控制装置50，控制装置50控制智能相机41开启对满载料架200内的物料100进行拍照以实现图像的采集。

S5：影像识别机构40将采集到的物料100的位置信息反馈至控制装置50，控制装置50控制物料转移机构30将满载料架200内的物料100取出；具体地，智能相机41将采集到的满载料架200内的物料100的图像反馈至控制装置50，控制装置50控制物料转移机构30根据此图像将物料100从满载料架200内取出。

S6：影像识别机构40采集空载料架300内的物料放置区的位置信息；具体地，当红外光源感应到空载料架300进入信息采集范围后，将该信息反馈至控制装置50，控制装置50控制智能相机41开启对空载料架300内的物料放置区进行拍照以实现图像的采集。

S7：影像识别机构40将采集到的空载料架300内的物料放置区的位置信息传递至控制装置50，控制装置50控制物料转移机构30将取出的物料100放入空载料架300内；具体地，影像识别机构40在采集信息之前，控制装置50先控制启动机械手移动模组32将机械手31和影像识别机构40同步移动至空载料架300的上方位置处，随后，在启动智能相机41采集图像，并将采集到的空载料架300内的物料放置区的图像反馈至控制装置50，控制装置50控制物料转移机构30根据此图像将机械手31抓取的物料100放入空载料架300的对应的物料放置区内。

在本实施例中，当满载料架200内放置有多个需要转移的物料100时，在步骤S7完成之后，智能相机41继续执行对满载料架200内物料100的图形采集，并将图像信息反馈给控制装置50，控制装置50连续控制物料转移机构30连续运动将满载料架200内的物料100取出；随后在重复执行步骤S7将物料100放入空载料架300的对应的物料放置区内即可。

本实用新型实施例的自动更换料架的方法，由于使用了上述的自动更换料架设备，并通过上述的步骤来具体执行更换物料100料架，过程简单便捷，实现了物料100在不同料架之间的自动更换，提高了料架的更换效率，减少了作业人员的工作量，节省了产品生产的人力成本和时间成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动更换料架设备，其特征在于，包括：

机架，所述机架上设有安装平台；

传送机构，安装于所述安装平台上并用于传送满载料架和空载料架；

物料转移机构，安装于所述安装平台上并用于将所述满载料架内的物料更换转移至所述空载料架内；

影像识别机构，安装于所述安装平台上并用于采集所述满载料架内的物料的位置信息以及采集所述空载料架内的物料放置区的位置信息；

控制装置，设于所述机架内并电性连接于所述传送机构、所述物料转移机构和所述影像识别机构的电动部件。

2.根据权利要求1所述的自动更换料架设备，其特征在于：

所述传送机构包括第一送料模组和第二送料模组，所述第一送料模组和所述第二送料模组均与所述控制装置电性连接；

所述第一送料模组呈水平状安装于所述安装平台上，所述满载料架固定于所述第一送料模组的输出端上并通过所述第一送料模组的驱动沿所述第一送料模组的长度方向移动；

所述第二送料模组呈水平状安装于所述安装平台上，所述空载料架固定于所述第二送料模组的输出端上并通过所述第二送料模组的驱动沿所述第二送料模组的长度方向移动。

3.根据权利要求2所述的自动更换料架设备，其特征在于：

所述第一送料模组和所述第二送料模组均包括第一驱动电机、第一传动组件、第一固定底座、第一导轨和第一滑块；

所述第一固定底座固定于所述安装平台上，所述第一导轨固定于所述第一固定底座背离所述安装平台的上表面，所述第一滑块安装于所述第一导轨背离所述安装平台的上表面并能够相对所述第一导轨移动；

所述满载料架和所述空载料架分别与对应的所述第一滑块固定连接并随对应的所述第一滑块相对对应的所述第一导轨移动；

所述第一传动组件固定于所述第一固定底座上并与所述第一滑块连接以驱动所述第一滑块沿所述第一导轨移动，所述第一传动组件与所述第一驱动电机的动力输出轴连接，所述第一驱动电机固定于所述第一固定底座上并与所述控制装置电性连接。

4.根据权利要求2所述的自动更换料架设备，其特征在于：所述第一送料模组和所述第二送料模组平行设置于所述安装平台上，且所述第一送料模组与所述第二送料模组之间预留有供所述满载料架和所述空载料架相对移动通行的通行间隙。

5.根据权利要求1～4任一项所述的自动更换料架设备，其特征在于：

所述物料转移机构包括用于取放物料的机械手、用于驱动所述机械手移动并与所述控制装置电性连接的机械手移动模组和用于安装固定所述机械手及所述机械手移动模组的安装支撑座；所述安装支撑座固定于所述安装平台上，所述机械手移动模组安装于所述安装支撑座上，所述机械手固定于所述机械手移动模组的输出端并通过所述机械手移动模组的驱动沿所述机械手移动模组的长度方向移动以用于将所述满载料架内的物料取出并移入至所述空载料架内。

6.根据权利要求5所述的自动更换料架设备，其特征在于：

所述机械手移动模组包括第二驱动电机、第二传动组件、第二固定底座、第二导轨和第二滑块；

所述第二固定底座固定于所述安装支撑座上，所述第二导轨固定于所述第二固定底座垂直所述安装平台的侧表面，所述第二滑块安装于所述第二导轨垂直于所述安装平台的侧表面并能够相对所述第二导轨移动；

所述机械手与所述第二滑块固定连接并随所述第二滑块相对所述第二导轨移动，所述第二传动组件固定于所述第二固定底座上并与所述第二滑块连接以驱动所述第二滑块沿所述第二导轨移动，所述第二传动组件与所述第二驱动电机的动力输出轴连接，所述第二驱动电机固定于所述第二固定底座上并与所述控制装置电性连接。

7.根据权利要求5所述的自动更换料架设备，其特征在于：所述机械手包括用于抓取物料的取放头，所述取放头包括用于夹持物料的至少两夹持臂，且所述夹持臂与物料相接触的表面设置有柔性缓冲垫。

8.根据权利要求6所述的自动更换料架设备，其特征在于：

所述影像识别机构包括用于感应定位所述满载料架内的物料的放置信息和所述空载料架内的物料放置区的位置信息的红外光源、用于采集经所述红外光源定位的所述满载料架内的物料的图像和所述空载料架内的物料放置区的图像的智能相机和用于安装固定所述智能相机和所述红外光源的安装底座；

所述红外光源与所述控制装置电性连接并用于将感应定位到的所述满载料架内的物料的放置信息和所述空载料架内的物料放置区的位置信息反馈至所述控制装置；

所述智能相机的镜头朝向所述传送机构设置，且所述智能相机与所述控制装置电性连接并将采集到的所述满载料架内的物料的图像和所述空载料架内的物料放置区的图像传递给所述控制装置；

所述安装底座与所述第二滑块固定连接并随所述第二滑块沿所述第二导轨移动。

9.根据权利要求1～4任一项所述的自动更换料架设备，其特征在于：所述机架还包括支撑底座，所述安装平台安装固定在所述支撑底座上，所述支撑底座的周缘围设有外壳罩，所述控制装置设置于所述外壳罩内。

10.根据权利要求9所述的自动更换料架设备，其特征在于：所述支撑底座背底部的四角位置处还设置有用于使所述机架滑行移动的锁扣万向轮。