CN214030538U - 一种用于异形件的振动上料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动化上料设备技术领域，具体涉及一种用于异形件的振动上料装置。该装置的料仓具有容纳异形件堆积的空腔。空腔的内壁上设置有承载异形件的螺旋轨道。料仓的底部通过圆振和料仓固定座安装在上料平台上。直线轨道通过上料直振、直线轨道垫块固定安装在上料平台上。直线轨道的首端与螺旋轨道的尾端相连，其尾端斜坡连接有回料轨道。回料轨道通过回料直振、回料轨道固定座安装在上料平台上，其尾端延伸至料仓的空腔内。机器视觉检测部件位于直线轨道的上方，对直线轨道上的异形件的位置姿态进行识别。取料装置的取料手抓取直线轨道上的合格件。本实用新型为异形件的上料过程中，提供了一种上料速率更快的上料装置。

Description

一种用于异形件的振动上料装置

技术领域

本实用新型涉及自动化上料设备技术领域，具体涉及一种用于异形件的振动上料装置。

背景技术

异形件在自动化上料过程中，传统的单盘上料系统的供料速度慢，跟不上快节奏的生产节拍。其原因在于：单盘上料系统的振动盘对物料进行整列的轨道只有一条，物料排列需要较长的时间；上料机械手在对直轨上的合格物料抓取时，为了保证定位精度，需要较长的定位时间；上料系统需要等待分拣机械手处理直线导轨上位置姿态不符合要求的物料。其中，异形件本身的结构和形状不规则也大大增加了在上料过程中的筛选和分拣的时间。为了跟上越来越快的自动化生产节拍，需要对用于异形件的上料装置做出改进，以提高上料的速率。

但是，目前异形元件进料取件系统缺乏对异形件来料的初步筛选和排列的结构，难以实现快速上料。考虑到是异形件的上料，异形件形成的位置姿态多种多样，较大概率在取料工位上有小部分的异形件的位置姿态不符合上料的要求。因此，需要对不符合上料要求的异形件物料及时处理，避免对来料形成积压。

中国专利文献CN209601404U中公开了一种带气缸错位装置的振动盘。该装置包括设置在机台上的振动盘本体、气缸错位机构，振动盘本体内壁上设有螺旋形的上料轨道，气缸错位机构包括与传送轨道、错位气缸以及固定在错位气缸上方的错位块，错位块上表面设置有若干个用于盛放物料的限位孔，传送轨道的上游端与上料轨道的出料口相衔接，传送轨道的下游端面与所述错位块相接触，错位块在错位气缸的驱动下可沿所述下游端面的平行方向来回运动，错位块的侧面设置有一到位检测装置。

虽然，上述带气缸错位装置的振动盘利用错位机构使得材料到位后，多个限位孔可以一次储存几次物料，可以采用配套的机械手一次取走两个或者两个以上的物料，使得振动盘的工作效率大大的提高。但是，对不符合上料要求的异形件来料仍然缺乏相应的解决方案。

综上所述，在异形件上料的过程中，如何设计一种上料装置，用以提高上料的速率，避免异形件来料的积压，进而加快生产节拍，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于，为异形件自动化上料过程中，提供一种快速上料装置，用以提高上料速率，进而加快生产节拍。

为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：提出一种用于异形件的振动上料装置，包括上料平台、料仓、直线轨道、回料轨道、机器视觉检测部件和取料装置；

所述料仓具有容纳异形件堆积的空腔，所述空腔的内壁上设置有承载异形件的螺旋轨道，所述螺旋轨道的首端位于料仓的底部，所述螺旋轨道的尾端位于料仓的顶部，所述料仓的底部通过料仓固定座安装在上料平台上，所述料仓与料仓固定座之间设置有圆振；

所述直线轨道通过直线轨道垫块固定安装在上料平台上，所述直线轨道与直线轨道垫块之间设置有上料直振，所述直线轨道的首端与螺旋轨道的尾端相连，所述直线轨道的尾端设置有斜坡；

所述回料轨道通过回料轨道固定座安装在上料平台上，所述回料轨道与回料轨道固定座之间设置有回料直振，所述回料轨道的首端通过斜坡与直线轨道的尾端相连，所述回料轨道的尾端延伸至料仓的空腔内；

所述机器视觉检测部件位于直线轨道的上方，对直线轨道上的异形件的位置姿态进行识别，将异形件区分为合格件和非合格件，并将合格件的位置信息传送给取料装置；

所述取料装置固定安装在上料平台上，所述取料装置的取料手抓取直线轨道上的合格件。

作为优选，直线轨道具有多条支撑异形件的第一导轨槽，螺旋轨道具有多条支撑异形件的第二导轨槽，第一导轨槽与第二导轨槽的端部截面的形状相同，每一条第二导轨槽的尾端均与一条第一导轨槽的首端相连。如此设置，提高了异形件从料仓中向直线轨道上的供料速度，进而有利于提高上料平台的上料速率，加快异形件的生产节拍。

作为优选，斜坡的延伸方向垂直于直线轨道的延伸方向，斜坡的侧面与直线轨道的尾端相连，斜坡的尾端与回料轨道相连，直线轨道、斜坡和回料轨道形成U形轨道结构，一方面有利于减少各个轨道在上料平台上所占的空间，使得上料系统的结构紧凑，另一方面便于经机器视觉检测部件判定为非合格件的异形件，快速依次通过直线轨道、斜坡和回料轨道回到料仓中，再经过螺旋轨道上升参与下一次的上料循环，有效避免了来料堆积或者料仓供料不足的情况发生，进一步提高了上料的速率。

作为优选，机器视觉检测部件包括视觉检测支架、相机、光源和调整板，视觉检测支架固定安装在上料平台上，相机通过调整板固定安装在视觉检测支架上，相机位于直线轨道的上方，光源位于相机的同侧，光源通过安装架与调整板固定连接，对直线轨道上的异形件形成前向照明，有利于增强相机对异形件的轮廓的识别，提高机器视觉检测部件的识别速度，进而提高上料的速率。

作为优选，相机与光源为同轴安装，相机和光源均位于直线轨道的上方，形成同轴照明，选用这样的照明方式，有利于对扁平化的异形件实现表面的均匀照明，此外还可以实现使表面角度变化部分高亮，因为垂直于摄像头镜头的表面反射的光会直接进入镜头，形成垂直表面较亮，提高了异形件位置姿态的辨识度，进而提高机器视觉检测部件对异形件位置姿态识别的准确度。

作为优选，取料装置的动力部件为单轴机器人，单轴机器人包括外框架、电机、滑台和滚珠丝杆，外框架固定安装在上料平台上，且位于直线轨道远离料仓的一侧，电机固定安装在外框架的固定端，电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杆的主动端相联接，滚珠丝杆的从动端通过轴承组件固定安装在外框架的支撑端，滑台通过丝杆螺母与滚珠丝杆连接，且在电机的驱动下沿着滚珠丝杆的延伸方向做直线运动，取料手通过连接板与滑台相连，并随着滑台的移动而移动，滚珠丝杆的轴线平行于直线轨道的延伸方向。

作为优选，外框架上设置有导向槽，一对导向槽分别位于滑台的两侧，滑台的侧边插接在导向槽内。如此设置，有利于进一步提高滑台运动的直线度，进而提高取料手抓取异形件的位置精度。

作为优选，上料平台上设置有气动控制模块，气动控制模块通过气管与取料手的气缸相连。取料手采用气动控制，有利于提高抓取动作的响应速度，简化取料手的结构设计，降低制造成本以及维护保养的成本。

本实用新型提供的用于异形件的振动上料装置与现有技术相比，具有如下实质性特点和进步：

1、该用于异形件的振动上料装置通过料仓的内壁上的螺旋轨道，在圆振的驱动下，对从料仓的底部沿着螺旋轨道向着料仓的顶部运动的异形件做初步筛选，不符合位置姿态要求的异形件将从螺旋轨道上掉落回料仓内，初步筛选大大降低了后道取料过程中，机器视觉检测部件的识别的工作量，提高了识别判断的速率，同时提高了非合格件回料的速率，进而有利于提高上料系统的上料速率；

2、该用于异形件的振动上料装置中直线轨道、斜坡和回料轨道形成将已经位于直线轨道上的非合格件再次回到料仓中的通道，非合格件经过通道回到料仓中再次参与上料循环，有效避免了来料堆积或者料仓供料不足的情况发生，保证了料仓的充足供料，进而提高了上料的速率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中用于异形件的振动上料装置的立体结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图2的后视图；

图4是图2的右视图；

图5是图2的俯视图；

图6是异形件的结构示意图。

附图标记：上料平台1、圆振2、料仓固定座3、料仓4、回料轨道固定座5、回料直振6、回料轨道7、定位支座8、定位调整块9、调整气缸10、定位平台11、取料手12、单轴机器人13、拖链线槽14、相机15、光源16、视觉检测支架17、调整板18、气动控制模块19、螺旋轨道20、直线轨道21、斜坡22、上料直振23、直线轨道垫块24、异形件25。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1-5所示的一种用于异形件的振动上料装置，用于异形件的自动化上料系统，解决传统的单盘上料系统的供料速度慢，跟不上快节奏的生产节拍的问题。该用于异形件的振动上料装置通过料仓的内壁上的螺旋轨道，在圆振的驱动下，对从料仓的底部沿着螺旋轨道向着料仓的顶部运动的异形件做初步筛选。不符合位置姿态要求的异形件将从螺旋轨道上掉落回料仓内，初步筛选大大降低了后道取料过程中，机器视觉检测部件的识别的工作量，提高了识别判断的速率，同时提高了非合格件回料的速率，进而提高了上料系统的上料速率。

如图1所示，一种用于异形件的振动上料装置，包括上料平台1、料仓4、直线轨道21、回料轨道7、机器视觉检测部件、取料装置和定位平台11。如图6所示，图中示意出一种异形件25的结构，异形件25 呈细长型，且为不对称结构。

料仓4具有容纳异形件25堆积的空腔。空腔的内壁上设置有承载异形件25的螺旋轨道20。螺旋轨道20的首端位于料仓4的底部。螺旋轨道20的尾端位于料仓4的顶部。料仓4的底部通过料仓固定座3安装在上料平台1上。料仓4与料仓固定座3之间设置有为异形件25沿着螺旋轨道20上升提供振动源的圆振2。

如图3所示，直线轨道21通过直线轨道垫块24固定安装在上料平台1上。直线轨道21与直线轨道垫块24之间设置有为异形件25沿着直线轨道21的延伸方向运动提供振动源的上料直振23。直线轨道21的首端与螺旋轨道20的尾端相连。直线轨道21的尾端设置有斜坡22。

回料轨道7通过回料轨道7固定座5安装在上料平台1上。回料轨道7与回料轨道7固定座5之间设置有为异形件25沿着回料轨道7的延伸方向运动提供振动源的回料直振6。回料轨道7的首端通过斜坡22与直线轨道21的尾端相连。回料轨道7的尾端延伸至料仓4的空腔内。

其中，斜坡22的延伸方向垂直于直线轨道21的延伸方向。斜坡22的侧面与直线轨道21的尾端相连。斜坡22的尾端与回料轨道7相连。直线轨道21、斜坡22和回料轨道7形成U形轨道结构。如此设置，一方面有利于减少各个轨道在上料平台1上所占的空间，使得上料系统的结构紧凑；另一方面便于经机器视觉检测部件判定为非合格件的异形件25，快速依次通过直线轨道21、斜坡22和回料轨道7回到料仓4中，再经过螺旋轨道20上升参与下一次的上料循环，有效避免了来料堆积或者料仓4供料不足的情况发生，进一步提高了上料的速率。

机器视觉检测部件位于直线轨道21的上方，对直线轨道21上的异形件25的位置姿态进行识别，将异形件25区分为合格件和非合格件，并将合格件的位置信息传送给取料装置。

如图2所示，机器视觉检测部件包括视觉检测支架17、相机15、光源16和调整板18。视觉检测支架17固定安装在上料平台1上。相机15通过调整板18固定安装在视觉检测支架17上。相机15位于直线轨道21的上方。光源16位于相机15的同侧。光源16通过安装架与调整板18固定连接，对直线轨道21上的异形件25形成前向照明。有利于增强相机15对异形件25的轮廓的识别，提高机器视觉检测部件的识别速度，进而提高上料的速率。

其中，相机15与光源16为同轴安装。相机15和光源16均位于直线轨道21的上方，形成同轴照明。选用这样的照明方式，有利于对扁平化的异形件实现表面的均匀照明。此外还可以实现使表面角度变化部分高亮，因为垂直于摄像头镜头的表面反射的光会直接进入镜头，形成垂直表面较亮。提高了异形件25位置姿态的辨识度，进而提高机器视觉检测部件对异形件25位置姿态识别的准确度。

如图4结合图5所示，定位平台11通过定位支座8固定安装在上料平台1上，且位于直线轨道21的尾端的一侧。定位平台11具有放置合格件的定位腔。定位腔在定位平台11的上端面上呈周期性排布。

如图3所示。取料装置固定安装在上料平台1上。取料装置的取料手12抓取直线轨道21上的合格件。取料装置的取料手12在动力部件的驱动下将合格件放置在定位腔内。

动力部件可选为单轴机器人13。单轴机器人13包括外框架、电机、滑台和滚珠丝杆。外框架固定安装在上料平台1上，且位于直线轨道21远离料仓4的一侧。电机固定安装在外框架的固定端。电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杆的主动端相联接。滚珠丝杆的从动端通过轴承组件固定安装在外框架的支撑端。滑台通过丝杆螺母与滚珠丝杆连接，且在电机的驱动下沿着滚珠丝杆的延伸方向做直线运动。取料手12通过连接板与滑台相连，并随着滑台的移动而移动。滚珠丝杆的轴线平行于直线轨道21的延伸方向。

其中，外框架上设置有导向槽。一对导向槽分别位于滑台的两侧，滑台的侧边插接在导向槽内。如此设置，有利于进一步提高滑台运动的直线度，进而提高取料手12抓取异形件25的位置精度。

外框架的一侧设置有拖链线槽14。拖链线槽14的一端固定安装在外框架上，另一端与取料手12的连接板相连，随着取料手12的往复直线运动而运动。选用拖链线槽一方面使得电缆在拖链内整齐而有规则地排列在一起，增强了设备的整体造型效果；另一方面拖链线槽的结构简单、轻巧，节省传动空间，易拆装，易维修，有利于延长线缆的使用寿命。

上料平台1上设置有气动控制模块19，气动控制模块19通过气管与取料手12的气缸相连。取料手12采用气动控制，有利于提高抓取动作的响应速度，简化取料手12的结构设计，降低制造成本以及维护保养的成本。

定位支座8上设置有定位调整块9。定位调整块9通过紧固件固定安装在定位支座8上。定位支座8上设置有腰型孔。腰型孔的长度方向垂直于上料平台1。腰型孔的设置便于调节定位平台11相对于上料平台1的高度值。定位调整块9上固定安装有调整气缸10。调整气缸10的活塞端通过连接块与定位平台11相连。调整气缸10的轴线平行于上料平台1，且垂直于直线轨道21的延伸方向。通过气动控制模块19控制调整气缸10的活塞端的伸缩量，对定位平台11在水平面上的位置坐标实施微调，进而实现对定位腔内的异形件的位置实现微调。

如图5所示，直线轨道21具有多条支撑异形件25的第一导轨槽。螺旋轨道20具有多条支撑异形件25的第二导轨槽。第一导轨槽与第二导轨槽的端部截面的形状相同。每一条第二导轨槽的尾端均与一条第一导轨槽的首端相连。如此设置，提高了异形件25从料仓4中向直线轨道21上的供料速度，进而有利于提高上料平台1的上料速率，加快异形件25的生产节拍。

本实施例中使用上述用于异形件的振动上料装置的上料方法，包括：

步骤一、料仓中的异形件在圆振的振动下，通过螺旋轨道被送至直线轨道上；

步骤二、机器视觉检测部件对直线轨道上的异形件的位置姿态进行识别，当检测到直线轨道上存在有合格件时，停止上料直振，将合格件的位置信息传送给取料装置；

步骤三、取料装置完成对合格件的抓取后，启动上料直振，非合格件沿着直线轨道继续向着斜坡运动，同时，取料装置将合格件放置到定位平台的定位腔中；

步骤四、非合格件经斜坡进入回料轨道，在回料直振的驱动下回到料仓中。

本实用新型不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，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、改进等形成的技术方案，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于异形件的振动上料装置，其特征在于，包括上料平台、料仓、直线轨道、回料轨道、机器视觉检测部件和取料装置；

所述料仓具有容纳异形件堆积的空腔，所述空腔的内壁上设置有承载异形件的螺旋轨道，所述螺旋轨道的首端位于料仓的底部，所述螺旋轨道的尾端位于料仓的顶部，所述料仓的底部通过料仓固定座安装在上料平台上，所述料仓与料仓固定座之间设置有圆振；

所述直线轨道通过直线轨道垫块固定安装在上料平台上，所述直线轨道与直线轨道垫块之间设置有上料直振，所述直线轨道的首端与螺旋轨道的尾端相连，所述直线轨道的尾端设置有斜坡；

所述回料轨道通过回料轨道固定座安装在上料平台上，所述回料轨道与回料轨道固定座之间设置有回料直振，所述回料轨道的首端通过斜坡与直线轨道的尾端相连，所述回料轨道的尾端延伸至料仓的空腔内；

所述机器视觉检测部件位于直线轨道的上方，对直线轨道上的异形件的位置姿态进行识别，将异形件区分为合格件和非合格件，并将合格件的位置信息传送给取料装置；

所述取料装置固定安装在上料平台上，所述取料装置的取料手抓取直线轨道上的合格件。

2.根据权利要求1所述的用于异形件的振动上料装置，其特征在于，所述直线轨道具有多条支撑异形件的第一导轨槽，所述螺旋轨道具有多条支撑异形件的第二导轨槽，所述第一导轨槽与第二导轨槽的端部截面的形状相同，每一条第二导轨槽的尾端均与一条第一导轨槽的首端相连。

3.根据权利要求1所述的用于异形件的振动上料装置，其特征在于，所述斜坡的延伸方向垂直于直线轨道的延伸方向，所述斜坡的侧面与直线轨道的尾端相连，所述斜坡的尾端与回料轨道相连，所述直线轨道、斜坡和回料轨道形成U形轨道结构。

4.根据权利要求1所述的用于异形件的振动上料装置，其特征在于，所述机器视觉检测部件包括视觉检测支架、相机、光源和调整板，所述视觉检测支架固定安装在上料平台上，所述相机通过调整板固定安装在视觉检测支架上，所述相机位于直线轨道的上方，所述光源位于相机的同侧，所述光源通过安装架与调整板固定连接，对直线轨道上的异形件形成前向照明。

5.根据权利要求4所述的用于异形件的振动上料装置，其特征在于，所述相机与光源为同轴安装，所述相机和光源均位于直线轨道的上方，形成同轴照明。

6.根据权利要求1所述的用于异形件的振动上料装置，其特征在于，所述取料装置的动力部件为单轴机器人，所述单轴机器人包括外框架、电机、滑台和滚珠丝杆，所述外框架固定安装在上料平台上，且位于直线轨道远离料仓的一侧，所述电机固定安装在外框架的固定端，所述电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杆的主动端相联接，所述滚珠丝杆的从动端通过轴承组件固定安装在外框架的支撑端，所述滑台通过丝杆螺母与滚珠丝杆连接，且在电机的驱动下沿着滚珠丝杆的延伸方向做直线运动，所述取料手通过连接板与滑台相连，并随着滑台的移动而移动，所述滚珠丝杆的轴线平行于直线轨道的延伸方向。

7.根据权利要求6所述的用于异形件的振动上料装置，其特征在于，所述外框架上设置有导向槽，一对导向槽分别位于滑台的两侧，所述滑台的侧边插接在导向槽内。

8.根据权利要求1所述的用于异形件的振动上料装置，其特征在于，所述上料平台上设置有气动控制模块，所述气动控制模块通过气管与取料手的气缸相连。

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