CN211768166U - 一种具有补料机构的输送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及产品的输送装置，具体公开了一种具有补料机构的输送装置，包括传送带、控制器及补料机构，传送带上设置有产品容置位，且传送带具有上下料工位、及位于上下料工位之间的补料工位；传送带每传送一次步长，每2N个产品容置位更替地位于补料工位，补料机构为N组，N大于1时N组补料机构连续设置，每组补料机构包括与控制器电连接的产品取放机构及产品检测组件，产品检测组件检测补料工位对应产品容置位是否有产品，产品取放机构在控制器的控制下抓取补料工位当前对应的产品容置位中单独存在的产品、将该抓取的产品放入补料工位下一次对应的产品容置位中单独存在的欠品位中。本实用新型将传送带上的产品整合成至少两个的偶数个连续的产品，便于下料。

Description

一种具有补料机构的输送装置

〖技术领域〗

本实用新型涉及产品的输送装置，尤其涉及一种具有补料机构的输送装置。

〖背景技术〗

在流水线生产加工流程中，产品(成品或半成品)在某个加工工艺之后，需要通过输送装置运送到下一个工艺流程。一般地，输送装置从上料位置(接收被输送产品的位置)到下料位置(将产品输出至下一工艺流程的位置)之间会设置若干个产品容置位，每个产品容置位用于容置一个产品。但实际使用时，由于各种原因，每一个产品容置位上不一定都容置有产品，也就会出现欠品位。

例如，在锂电池电芯的生产过程中，卷绕完成后的电芯在热压加工之后，一般要经过传送带来将电芯输送到下料装盘的工位，该传送带上设置有若干个电芯槽，每个电芯槽用于容置一个电芯，输送的过程中，根据工艺需要，经过检查、排除不良品之后，将良品电芯下料装盘，因此没有容置电芯的电芯槽就称为欠品位。

可以料想的是，单个欠品位或不连续的单个产品越分散，越会对下料工序造成不便。因此，有必要通过对欠品位进行补料，从而使得将传送带上的产品整合为至少两个连续的产品，之后再进行下料。然而，现有技术中，是将已经下料装盘完成后的产品再返回传送带或当前的正在装料的物料盘，通过机械手夹取至欠品位，这种方式虽然可以实现对欠品位的补料，但是还需要一个供给补料产品的专用通道，而由于补料的数量是不确定的，因此如何准确及时地供给补料产品，实施起来很复杂。

〖实用新型内容〗

本实用新型旨在提供一种具有补料机构的输送装置，能够将传送带上的产品整合成至少两个的偶数个连续的产品，以便于下料。本实用新型的技术方案是：

一种具有补料机构的输送装置，包括传送带、控制器及补料机构，传送带上设置有若干个产品容置位，且传送带具有上料工位、下料工位、及位于上料工位和下料工位之间的补料工位；所述传送带每传送一次步长，每2N个产品容置位更替地位于所述补料工位，所述补料机构为N组，N为大于等于1的自然数，N大于1时N组所述补料机构连续设置，每组补料机构包括分别与所述控制器电连接的产品取放机构及产品检测组件，产品检测组件分别检测该组补料机构当前对应的两个产品容置位是否容置有产品，产品取放机构在所述控制器的控制下抓取该组补料机构当前对应的两个产品容置位中单独存在的产品、并将该抓取的产品放入该组补料机构下一次对应的两个产品容置位中单独存在的欠品位中。

作为具体的技术方案，所述取放机构包括用于抓取和放置产品的手指气缸及用于驱动所述手指气缸在该组补料机构当前对应的两个产品容置位间切换的X向直线动力件。

作为更具体的技术方案，所述X向直线动力件为直线气缸，所述手指气缸与所述直线气缸的活塞杆固连。

作为优选的技术方案，所述产品检测组件为光电开关组件，光电开关组件的发光部和接收部分别安装在所述补料工位相对所述传送带的两侧。

此外的优选方案还有，所述取放机构还包括Z向直线动力件，该Z向直线动力件驱动所述手指气缸靠近或远离所述补料工位。

作为具体的技术方案，Z向直线动力件为笔形气缸。

作为进一步的技术方案，所述输送装置还包括安装在所述传送带一侧的补料支架，所述X向直线动力件为直线气缸，所述手指气缸与所述直线气缸的活塞杆固连，所述笔形气缸的活塞杆与所述补料支架固连，所述笔形气缸与所述直线气缸固连，所述直线气缸经Z向的导杆与所述补料支架的导杆孔之间滑动连接。

更进一步的技术方案，所述手指气缸、X向直线动力件及Z向直线动力件的启动开关电性连接所述控制器。

本实用新型的有益效果是：能够将传送带上较为离散的单个产品夹取并补料至单个存在的欠品位中，使得形成至少两个连续的产品输送状态，方便后续的下料装盘以及计数，尤其是在两个为一组下料装盘时，非常便捷和准确。

〖附图说明〗

图1是本实用新型的实施例、补料工位上出现一个欠品位的示意图；

图2是补料机构将补料工位上的一个电芯夹走、整合出两个连续的欠品位的示意图；

图3是补料工位再次出现一个欠品位、补料机构将已经夹走的一个电芯夹补入该欠品位、整合出两个连续的电芯的示意图；

图4是图本实用新型的较佳实施例的示意图；

图5是图4的另一个角度的示意图；

其中的附图标记为：

12、传送带；121、上料工位；122、下料工位；123、电芯槽；124、伺服驱动组件；125、上料机构；126、欠品位；

20、剔除机构；201、推杆；202、第一Y向直线动力件；203、不良品盒；

30、补料机构；301、补料工位；301a、补料工位第一电芯槽；301b、补料工位第二电芯槽；302、第一光电开关组件；303、第一手指气缸；304、第二X向直线动力件；305、第二Z向直线动力件；306、补料支架；307、导杆；

40、下料机构；401、第二光电开关组件。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

〖具体实施方式〗

本实施例以应用于电芯输送装置为例进行说明，具体针对圆形电芯压扁后进行输送并下料装盘环节的输送装置。

如图1-图5所示，本实施例提供的输送装置包括传送带12、剔除机构20、下料机构40及N＝1组的补料机构30。

如图1-4所示，传送带12的输送方向为X向(本实施例中，为了方便表述，在相关附图中通过坐标轴定义X向、Y向、Z向，具体参见附图)，传送带12上设有许多用于容置电芯的电芯槽123，相邻的电芯槽123之间的距离称为料距(图4中标注为d)，所述传送带12每传送一个步长移动两格料距(即2d)。位于传送带12上游的至少一个电芯槽123作为上料工位121，上料工位121用于接收从电芯压扁机输出的压扁电芯；位于传送带12下游的至少一个电芯槽123作为下料工位122，下料工位122为将电芯下料装盘的工位；本实施例中，上料工位121和下料工位122分别对应四个电芯槽123。

如图1所示，剔除机构20对应于所述传送带12上的上料工位121与下料工位122之间设有剔除工位，剔除工位对应两个电芯槽上的电芯，当剔除工位上出现电芯不良品，剔除机构20将电芯不良品从传送带12上剔除出去。所述剔除机构20还在靠近所述上料工位121的一端设有用于电芯检验的视觉检测设备；本实施例中，所述视觉检测设备为视觉拍照的CCD相机，CCD相机在图中没有表示出来，其中的CCD的英文全称为Charge Coupled Device，即是电荷耦合器件，它能够将光线变为电荷存储及转移，也可以将存储的电荷取出使电压发生变化，是理想的照相元件，CCD相机内部设有标准照片对比程序，用于比较检测对象的照片。作为一种可能的实现方式，CCD相机可以设在料盘与传送带12之间，特别是设在上料机构125的机械手上料前的必经的路径上。上料的机械手上所夹持的多个电芯，数量可以是两个、四个或八个，移动到CCD相机的上方，CCD相机对该多个电芯进行视觉拍照，来进行不良品检测。

该检测的目的是为了确认电芯的外形，例如经过热压扁之后的宽度是否一致、电芯极耳是否变形或损坏。所述CCD相机电性连接到PLC控制器，其中的PLC控制器，图中未画出，英文全称为Programmable Logic Controller，即是可编程逻辑控制器，是专门为了在工业环境中应用而设计的数字运算操作电子系统，它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC控制器根据CCD相机的检测结果，配合传送带12的传送速度、控制开关推杆201动作；当CCD相机的检测结果为不良品时，PLC控制器打开第一Y向直线动力件202的开关，推杆201伸出将不良品推出传送带12的电芯槽123，使得后续下料装盘的全部电芯为良品，然后，推杆201缩回。本实施例中，PLC控制器通过RS232、RS485或USB的串口连接方式与CCD相机、剔除机构20的开关进行电性连接，控制CCD相机及剔除机构20的作动顺序。当剔除机构20伸出将不良品从Y向推出传送带12的电芯槽123，该电芯槽123变成欠品位(没有电芯的电芯槽)126。

如图1所示，补料机构30位于剔除机构20与下料工位122之间，补料机构30对应在传送带12上设有包括连续两个电芯槽123的区域(称为补料工位301)，传送带12每步移动两格料距2d，即补料工位301每步更新两个电芯槽123，因此，补料工位301的状态不断地随着传送带12上的电芯槽123中是否装有电芯的状态而变化。如图1-图5所示，所述补料工位301上设有两个第一光电开关组件302、分别与补料工位第一电芯槽301a及补料工位第二电芯槽301b相对应，用于检测所述补料工位301内是否存在一个欠品位126，所述补料机构30设有第二X向直线动力件，当所述补料工位301上第K次出现一个欠品位126的状态，所述补料机构30通过第二X向直线动力件切换到补料工位301中剩余的一个电芯的电芯槽123的位置上，夹取所述补料工位301中剩余的一个电芯，并暂时保存，将经过补料工位301的传送带12整合出连续的两个欠品位126的状态；当所述补料工位301上第K+1次出现一个欠品位126的状态，所述补料机构30通过第二X向直线动力件切换到补料工位301中的欠品位126的位置上，所述补料机构30将其所夹取的一个电芯补入该欠品位126中，将经过补料工位301的传送带12整合出连续的两个电芯的状态。其中，K为1或1以上的自然数。

如图3、4、5所示，下料工位122一般设有四个电芯槽123，下料机构40位于下料工位122上，下料机构40设有两个或四个第二光电开关组件401，用于检测准备经过所述下料工位122上是连续四个欠品位126的状态、是连续有两个电芯的状态、还是有连续四个电芯的状态；如果下料工位122上有连续的四个欠品位126的状态，所述下料机构40不作动；如果下料工位122上有连续的两个电芯，下料机构40先将两个电芯取走，待下次电芯传送过来后，下料机构40再次取走两个电芯，下料机构40上最终取得四个电芯，且放入料盘的相应的电芯槽123中；如果下料工位122上有连续的四个电芯，所述下料机构40动作一次，即可从所述传送带12上取得连续的四个电芯，且放入料盘的相应的电芯槽123中。

本实用新型能够简便、高效地剔除不良品以及对剔除不良品之后的空格进行补料，下料程序简便，下料计数准确。

上料工位121可以设有多个电芯槽123用于电芯的上料，数量可以是两个、四个或八个，视生产设备的需要而定；如图1、2、3所示，本实施例为四个，机械手每次上料四个电芯，与传送带12的速度进行匹配。

如图4所示，所述剔除机构20还设有剔除动作机构，所述剔除动作机构包括与所述补料工位对应产品容置位数量对应的用于将不良品剔除出所述传送带12的推杆201，及与所述推杆201对应连接的第一Y向直线动力件202。为了配合所述传送带12每步移动两格料距2d，本实施例为两个推杆201。每个推杆201分别连接有一个第一Y向直线动力件202，第一Y向直线动力件202可以为线性气缸、丝杠丝母组件、直线马达或笔形气缸，可以根据电芯的大小以及料距进行选择，本实施例中为笔形气缸。每个所述第一Y向直线动力件202的启动开关均电性连接到PLC控制器，由PLC控制器控制每个推杆201的剔除动作。

作为可能实现的一种方式，在所述传送带12位于所述推杆201的对侧，还设有用于承接不良品的不良品盒203，用于承接被剔除出去的不良品，便于收集。

本实施例中，第一光电开关组件302包括发光部和接收部，所述发光部和接收部对应安装在对应于所述传送带12的所述补料工位301区域的两侧，是利用被检测的电芯对光束的遮挡，由同步回路接通电路，从而检测其对应的电芯槽123上有没有电芯。补料工位301的状态不断地随着传送带12上的电芯槽123中是否装有电芯的状态而变化。为了说明上的方便，电芯槽123上装有电芯的设为1，而没有电芯的设为0，补料工位301的电芯槽123假设为补料工位第一电芯槽301a及补料工位第二电芯槽301b；经过剔除机构20之后的传送带12到达补料工位301，则补料工位301上的状态有：10，01,11三种状态；其中，10表示补料工位第一电芯槽301a上装有电芯，补料工位第二电芯槽301b为欠品位126；01表示补料工位第一电芯槽301a为欠品位126，补料工位第二电芯槽301b上装有电芯；11表示补料工位第一电芯槽301a及补料工位第二电芯槽301b上均有电芯。当所述补料工位301上第K次出现一个欠品位126的状态，即补料工位301的状态为10时，所述补料机构30夹取补料工位第一电芯槽301a中剩余的一个电芯，使得补料工位第一电芯槽301a及补料工位第二电芯槽301b均为欠品位126，即00的状态，或者是，补料工位301的状态为01时，所述补料机构30夹取补料工位第二电芯槽301b中剩余的一个电芯，使得补料工位第一电芯槽301a及补料工位第二电芯槽301b均为欠品位126，即00的状态；当所述补料工位301上第K+1次出现一个欠品位126的状态、即补料工位301的状态为10或01时，所述补料机构30将其所夹取的一个电芯补入该欠品位126中，使得补料工位第一电芯槽301a及补料工位第二电芯槽301b均为装有电芯，即11的状态。

如图2、5所示，所述补料机构30还设有用于在所述补料工位301内的两个电芯槽123之间切换位置的第二X向直线动力件304、以及用于靠近或远离所述补料工位301的第二Z向直线动力件305，用来调整补料机构30上的气爪来对准补料工位301上装有电芯的电芯槽123、便于夹取电芯，或者用来调整补料机构30上的气爪及气爪所夹的电芯来对准补料工位301上的欠品位126、便于补入电芯。需要说明的是，当补料工位301的状态处于00或11状态，补料机构30不作动。补料机构30实现电芯在剔除不良品之后，整合传送带12上的欠品位126，方便后续的下料装盘以及准确计数。

所述第二X向直线动力件304，可以为直线气缸、丝杠丝母组件、直线马达，本实施例中为直线气缸，目的是使得第一手指气缸303的气爪能够在补料工位第一电芯槽301a与补料工位第二电芯槽301b之间进行位置切换，便于夹取10状态或01状态的电芯，以及便于在次回的补料过程中，准确地在10状态或01状态释放电芯。所述第二Z向直线动力件305，第二Z向直线动力件305能够使得第一手指气缸303向下靠近传送带12，便于夹取或释放电芯，或者向上远离传送带12，从而不影响传送带12的正常输送动作；第二Z向直线动力件305的可以为线性气缸、丝杠丝母组件、直线马达或笔形气缸，本实施例中为笔形气缸，体积小，便于安装。

所述电芯上下料输送装置，还包括安装在所述传送带12一侧的补料支架306，第一手指气缸303与所述第二X向直线动力件304的活塞杆固连，所述第二Z向直线动力件305的活塞杆与所述补料支架306固连；所述第二Z向直线动力件305与所述第二X向直线动力件304固连，所述第二X向直线动力件304经Z向的导杆307与所述补料支架306上开设的导杆307孔之间在竖直方向上滑动连接。属于补料机构30的第一手指气缸303的气爪开关可以通过RS232、RS485或USB的串口连接方式与PLC控制器电性连接，以控制第一手指气缸303的气爪正确作动顺序；第二X向直线动力件304及第二Z向直线动力件305的作动开关可以通过RS232、RS485或USB的串口连接方式与PLC控制器电性连接，以控制第二X向直线动力件304及第二Z向直线动力件305的作动顺序。

所述传送带12连接有用于步进控制的伺服驱动组件124。其中的伺服驱动组件124包括伺服驱动器以及皮带、皮带轮组等，伺服驱动器的英文为Servo Drive，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，主要是用于高精度的定位系统，使得传送带12在输送电芯的过程中电芯槽123的步进距离比较准确，每步的料距为2d。

如图1、2、3所示，下料机构40的位置对应于下料工位122，所述下料机构40设有两个或四个第二光电开关组件401，用于检测准备经过所述下料工位122上有连续两个电芯(即0011或1100)的状态，还是有连续四个电芯(即1111)的状态。当下料工位122出现连续的两个电芯(即0011或1100)的状态，所述下料机构40动作两次，每次从所述传送带12上夹取连续的两个电芯且将夹取的四个电芯放入料盘的相应的四个电芯槽123中，在这个过程中传送带12需要移动一步或多步，直到下料机构40上夹取的电芯数量达到四个(即1111)的状态；当下料工位122出现连续四个电芯(即1111)的状态，所述下料机构40一次从所述传送带12上夹取连续的四个电芯(即1111)的状态，且放入料盘的相应的电芯槽123中。下料机构40的动力件组件的开关以及第二光电开关组件401可以通过RS232、RS485或USB的串口连接方式与PLC控制器电性连接，以控制下料机构40的正确作动。两个或四个第二光电开关组件401均可实现上述过程。所述第二光电开关组件401发光部和接收部安装所述发光部和接收部对应安装在对应于所述传送带12的所述下料工位区域的两侧。相应的，下料机构40需要设定第三X向直线动力件，当下料工位122上有连续两个电芯(即0011或1100)的状态而需要两次夹取电芯时，用于调整其下料机械手在下料工位122上的X向的相对位置，避免已经夹到电芯的下料机械手触碰到下料工位122上的电芯，例如下料工位122上连续两次都出现0011的状态，当下料工位122上第一次出现0011的状态时，下料机械手上夹取的电芯为0011的状态，当下料工位122上第二次0011的状态时，第三X向直线动力件驱动下料机械手上必须把夹取到的11部分避开下料工位122上的11状态，避免干涉，同时将空的下料机械手部分对准下料工位122上的11部分的电芯槽；反之，当下料工位122上第一次出现0011的状态时，也是这样调整。

当下料机构40设有两个第二光电开关组件401时，第二光电开关组件401分两步检测，每次的检测结果反馈给PLC控制器，PLC控制器内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制下料机构40及第二光电开关组件401。当第二光电开关组件401累计检测到下料工位122上的电芯为1111的状态，PLC控制器控制下料机构40的动力件作动，从下料工位122上夹取四个电芯并且放入料盘的相应的电芯槽123中；

当下料机构40设有四个第二光电开关组件401时，第二光电开关组件401一步检测即可，检测结果反馈给PLC控制器，PLC控制器内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制下料机构40及第二光电开关组件401。当第二光电开关组件401累计检测到下料工位122上的电芯为1111的状态，PLC控制器控制下料机构40的机械手动力件开关，下料机构40的机械手动力件从下料工位122上夹取四个电芯并且放入料盘的相应的电芯槽123中。本实用新型能够简便、高效地剔除不良品以及对剔除不良品之后的空格进行补料，下料程序简便，下料计数准确。

本实用新型还提供：一种电芯上下料输送装置的控制方法，包括以下的步骤：

步骤1、在所述传送带12的所述上料工位121区域，由机械手每次上料若干个经过热压成形的电芯；

步骤2、所述CCD相机对热压成形的电芯进行视觉拍照，检出不良品，并将结果反馈给所述PLC控制器；

步骤3、PLC控制器控制所述剔除机构20的动力件开关，启动所述剔除机构20将经过所述剔除机构20的不良品从传送带12上剔除出去；

步骤4、所述补料机构30的两个第一光电开关组件302检测准备经过所述补料工位301区域的连续的两个电芯槽123是否存在一个欠品位；是，则进入步骤5；否则所述补料机构30不工作；

步骤5、所述补料机构30判断自身是否已经夹取了一个电芯；是，则所述补料机构30将所夹取的一个电芯补入所述补料工位301中的欠品位；否，则所述补料机构30夹取所述补料工位301中剩余的一个电芯。

步骤6、所述下料机构40的所述第二光电开关组件401检测准备经过所述下料工位122的电芯情况，是连续的四个欠品位126的状态、连续的两个电芯的状态、还是连续的四个电芯的状态；如果有连续的四个欠品位126的状态，所述下料机构40不作动；如果有连续的两个电芯，下料机构40先将两个电芯取走，待下次电芯传送过来后，下料机构40再次取走两个电芯，下料机构40上最终取得四个电芯；如果有连续的四个电芯，所述下料机构40动作一次，即可从所述传送带12上取得连续的四个电芯；

步骤7、所述下料机构40将所夹取的四个电芯放入料盘的相应的电芯槽123中。

以上实施例只是为本实用新型的较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，凡依本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。例如，上述实施例中传送带每传送一次步长为两个容置位，实际上还可以是每次传送2N(2N＝2、4、或6)个容置位，补料工位对应2N个容置位，即每传送一个步长时，每2N个产品容置位更替地位于所述补料工位，N为大于等于1的自然数。相应地，补料机构设置为N(N＝1、2、或3)组，且N大于1时N组补料机构连续设置(连续是指N组补料机构能够连续地覆盖到补料工位上的容置位)；每组补料机构依然包括分别与所述控制器电连接的一个产品取放机构及两个产品检测组件。

Claims (8)

1.一种具有补料机构的输送装置，其特征在于，包括传送带、控制器及补料机构，传送带上设置有若干个产品容置位，且传送带具有上料工位、下料工位、及位于上料工位和下料工位之间的补料工位；所述传送带每传送一次步长，每2N个产品容置位更替地位于所述补料工位，所述补料机构为N组，N为大于等于1的自然数，N大于1时N组所述补料机构连续设置，每组补料机构包括分别与所述控制器电连接的产品取放机构及产品检测组件，产品检测组件分别检测该组补料机构当前对应的两个产品容置位是否容置有产品，产品取放机构在所述控制器的控制下抓取该组补料机构当前对应的两个产品容置位中单独存在的产品、并将该抓取的产品放入该组补料机构下一次对应的两个产品容置位中单独存在的欠品位中。

2.根据权利要求1所述的具有补料机构的输送装置，其特征在于，所述取放机构包括用于抓取和放置产品的手指气缸及用于驱动所述手指气缸在该组补料机构当前对应的两个产品容置位间切换的X向直线动力件。

3.根据权利要求2所述的具有补料机构的输送装置，其特征在于，所述X向直线动力件为直线气缸，所述手指气缸与所述直线气缸的活塞杆固连。

4.根据权利要求1所述的具有补料机构的输送装置，其特征在于，所述产品检测组件为光电开关组件，光电开关组件的发光部和接收部分别安装在所述补料工位相对所述传送带的两侧。

5.根据权利要求2所述的具有补料机构的输送装置，其特征在于，所述取放机构还包括Z向直线动力件，该Z向直线动力件驱动所述手指气缸靠近或远离所述补料工位。

6.根据权利要求5所述的具有补料机构的输送装置，其特征在于，所述Z向直线动力件为笔形气缸。

7.根据权利要求6所述的具有补料机构的输送装置，其特征在于，所述输送装置还包括安装在所述传送带一侧的补料支架，所述X向直线动力件为直线气缸，所述手指气缸与所述直线气缸的活塞杆固连，所述笔形气缸的活塞杆与所述补料支架固连，所述笔形气缸与所述直线气缸固连，所述直线气缸经Z向的导杆与所述补料支架的导杆孔之间滑动连接。

8.根据权利要求7所述的具有补料机构的输送装置，其特征在于，所述手指气缸、X向直线动力件及Z向直线动力件的启动开关电性连接所述控制器。

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