CN215923691U - 一种表壳全自动上料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种表壳全自动上料装置，包括保护壳，旋转存料架，中转取料装置与上料机械手，旋转存料架安装在保护壳的一端，上料机械手安装在保护壳的另一端，中转取料装置设置在旋转存料架与上料机械手之间，中转取料装置包括X向运动组件，Y向运动组件，Z向运动组件，插托，托台与CCD相机，X向运动组件与Y向运动组件相互交叉并安装在保护壳上，Z向运动组件与X向运动组件的输出端垂直连接，插托安装在Z向运动组件的输出端上，X向运动组件及Z向运动组件驱动插托沿X向及Z向做往复式直线运动，托台安装在Y向运动组件的输出端上，Y向运动组件驱动托台沿Y向做往复式直线运动。本发明一次性上料后自动抓取加工，降低劳动量，提高效率。

Description

一种表壳全自动上料装置

技术领域

本发明涉及非标机械设备技术领域，特别是涉及一种表壳全自动上料装置。

背景技术

上下料机械主要实现工件制造过程的完全自动化，并采用了集成加工技术，适用于生产线的上下料、工件翻转、工件转序等。在国内的机械加工,现今很多都是使用专机或人工进行机床上下料的方式,这在产品比较单一、产能不高的情况下是非常适合的,但是随着社会的进步和发展,科技的日益进步,产品更新换代加快,使用专机或人工进行机床上下料就暴露出了很多的不足和弱点。比如在表壳加工过程中，因为表壳体积小，加工数量众多，且规格大小差异较大，直接使用机械手从物料盘中抓取工件进行加工时，为了匹配机械手的工作节拍，需要操作人员时时刻刻关注物料盘中的物料情况，并时刻准备将空盘更换掉，一线操作人员的劳动量大，自动化程度低，操作人员疏忽，就会导致机械手停滞，导致加工效率降低。

发明内容

基于此，有必要针对现有的机械手抓取工件自动加工过程中，人工上料劳动量大，与机械手节拍不够匹配的情况，提供一种表壳全自动上料装置。

一种表壳全自动上料装置，包括保护壳，旋转存料架，中转取料装置与上料机械手，所述旋转存料架安装在所述保护壳的一端，所述上料机械手安装在所述保护壳的另一端，所述中转取料装置设置在所述旋转存料架与所述上料机械手之间，所述中转取料装置包括X向运动组件，Y向运动组件，Z向运动组件，插托，托台与CCD相机，所述X向运动组件与所述Y向运动组件相互交叉并安装在保护壳上，所述Z向运动组件与所述X向运动组件的输出端垂直连接，所述插托安装在所述Z向运动组件的输出端上，所述X向运动组件及Z向运动组件驱动所述插托沿X向及Z向做往复式直线运动，所述托台安装在所述 Y向运动组件的输出端上，所述Y向运动组件驱动所述托台沿Y向做往复式直线运动，所述CCD相机安装在所述保护壳的顶部。

优选的，所述旋转存料架由料架与旋转台组成，所述旋转台固定安装在所述保护壳内，所述料架包括架体与底板，所述底板安装在所述旋转台的输出端上，若干所述架体围绕所述底板的中轴线设置。

优选的，所述上料机械手包括多轴机械手与夹具，所述多轴机械手的输出端设置有电机，所述夹具包括有主轴、法兰盘、安装盘、第一夹爪、第二夹爪与第三夹爪，所述主轴的一端通过所述法兰盘与所述电机的输出端连接，所述安装盘套设在所述主轴上，所述第一夹爪及所述第二夹爪的固定端均与所述安装盘可拆卸连接，所述第三夹爪的固定端与所述主轴远离所述法兰盘的一端连接。

优选的，所述X向运动组件，Y向运动组件，Z向运动组件均为丝杆组件、气缸组件或液压缸组件。

优选的，所述插托包括安装板与托臂，两条托臂垂直连接在所述安装板的一侧，所述安装板另一侧与所述Z向运动组件的输出端连接。

优选的，所述保护壳包括壳体，底架与驱动丝杆，所述驱动丝杆包括导轨，丝杆，滑块与支撑块，所述底架呈网格状，所述导轨与所述丝杆均并排安装在所述底架上端，所述支撑块活动安装在所述导轨上，所述滑块套设在所述丝杆上，所述滑块及所述支撑块均与所述壳体底部连接，所述驱动丝杆驱动所述壳体在所述底架上做往复式直线运动。

优选的，所述导轨的两端端部均设置有制动块。

一种表壳全自动上料装置自动上料方法，包括以下步骤，

S1，操作人员人工开启保护壳，将若干物料盘层叠放置入旋转存料架内；

S2，所述旋转存料架在控制器的控制下自动旋转，使得承载有所述物料盘的一侧正对所述中转取料装置；

S3，所述中转取料装置将位于所述旋转存料架内不同高度的物料盘取出并运输至固定位置后，所述保护壳上的CCD相机定时对所述固定位置进行拍照获取图像信息，并给到控制器一个信号，所述控制器控制上料机械手开始工作；

S4，所述上料机械手从所述固定位置的所述物料盘中抓取工件进行机加工。

本发明的有益之处在于：操作人员将若干装载有工件的物料盘放置入旋转存料架内，利用旋转存料架可以自动旋转的特征，旋转存料架可以始终将存储有物料盘的一侧正对中转取料装置，便于中转取料装置取出物料盘，并将物料盘运输至指定位置，以供上料机械手抓取工件进行加工，人工上料的间隔大大延长，相当长一段时间内无需人工干扰，极大缓解了一线操作人员的上料压力，能够更好的匹配上料机械手加工节奏，实现了全自动化上料加工。

附图说明

图1为其中一实施例一种表壳全自动上料装置立体示意图；

图2为一种表壳全自动上料装置爆炸示意图；

图3为夹具立体示意图；

图4为X向运动组件，Y向运动组件，Z向运动组件与插托结构示意图；

图5为一种表壳全自动上料装置电路结构示意图；

图6为一种表壳全自动上料装置自动上料方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1～5所示，一种表壳全自动上料装置，包括保护壳1，旋转存料架2，中转取料装置3与上料机械手4，所述旋转存料架2安装在所述保护壳1的一端，所述上料机械手4安装在所述保护壳1的另一端，所述中转取料装置3设置在所述旋转存料架2与所述上料机械手4之间，所述中转取料装置3包括X向运动组件31，Y向运动组件32，Z向运动组件33，插托34，托台35与CCD相机 36，所述X向运动组件31与所述Y向运动组件32相互交叉并安装在保护壳1上，所述Z向运动组件33与所述X向运动组件31的输出端垂直连接，所述插托34安装在所述Z向运动组件33的输出端上，所述X向运动组件31及Z向运动组件33驱动所述插托34沿X向及Z向做往复式直线运动，所述托台35 安装在所述Y向运动组件32的输出端上，所述Y向运动组件32驱动所述托台 35沿Y向做往复式直线运动，所述CCD相机36安装在所述保护壳1的顶部。具体的，在本实施例中，使用时，工作人员首先将若干物料盘100层叠放置入旋转存料架2内，因为旋转存料架2时可以旋转的，且边部开口，便于中转取料装置3将层叠的若干物料盘100，依次取拿至固定位置，便于上料机械手4从固定位置的物料盘100内取出工件，进行机加工。进一步的，所述中转取料装置3包括X向运动组件31，Y向运动组件32，Z向运动组件33，插托34，托台35与CCD相机36，其中，使用X向运动组件31，Y向运动组件32，Z向运动组件33配合插托34，将物料盘100插取，放在托台35上。具体流程如下，位于保护壳1顶部的CCD相机36对正下方的物料盘100拍摄照片，检测物料盘100内是否已经没有工件。若是，X向运动组件31开始运动，驱动插托34 靠近旋转存料架2，若插托34与旋转存料架2内放置的物料盘100是位于同一水平高度，则X向运动组件31直接驱动插托34沿X向运动，前进插入旋转存料架2内，抬起物料盘100后，X向运动组件31带动插托34后退，原路返回。若插托34与旋转存料架2上放置的物料盘100没有处于同一水平高度，Z向运动组件33开始工作，驱动插托34在Z向方向上运动，即上升或者下降，使得插托34与物料盘100的高度齐平。便于后续的X向运动组件31带动插托34沿X向前进或者后退运动，进而从旋转存料架2中取出物料盘100。进一步的，需要说明的，为了将插托34插起的物料盘100放在托台35上，利用Y向运动组件32带动托台35靠近插托34，当托台35运动至插托34插着的物料盘100的正下方时，X向运动组件31与Z向运动组件33运动，即可使得插托34与物料盘100分离开来，将物料盘100放置在托台35上，Y向运动组件32带动托台 35复位，将物料盘100运送至固定位置。此时，CCD相机36检测到满载物料的物料盘100，给到后台控制器200一个信息，上料机械手4开始工作，从固定位置的物料盘100内抓取工件进行加工作业。可以理解的是，当固定位置的物料盘100空置后，CCD相机36获取信息，并发送信息给控制器200，控制器200 即可发出信息，提醒操作人员取下空置的物料盘100，或者可以直接使用气缸等驱动部件，将空置的物料盘100从托台35推下去，无需人工取拿空置的物料盘 100。使用中转取料装置3，可以避免上料机械手4直接从旋转存料架2上抓取工件，这种操作，使得上料机械手4只能取出最顶层的物料盘100，且会导致上料机械手4的运动量复杂，编程难。能够实现全自动化大批量上料，并匹配上料机械手4的生产节拍，有效提高生产效率，无需操作人员间隔较短时间就上一次料，即从原来的高频率小批次上料，变换为低频率大批次上料，极大的降低了操作人员的劳动强度。

如图2、5所示，所述旋转存料架2由料架21与旋转台22组成，所述旋转台22固定安装在所述保护壳1内，所述料架21包括架体211与底板212，所述底板212安装在所述旋转台22的输出端上，若干所述架体211围绕所述底板22 的中轴线设置。具体的，在本实施例中，旋转台22为数控转台，便于直接通过控制器200进行控制，料架21转动时精准度高，使得料架21上运载物料盘100 的架体211的开口端能够持续正对中转取料装置3，便于其取下物料盘100进行中转。需要说明的是，底板212是圆板状的，若干架体211即可围绕底板212 的中轴线设置。进一步的，当一个架体211上的物料盘100被全部取用完毕时，旋转台22开始工作，带动底板212转动，使得已经空置的架体211远离中转取料装置3，下一个满载物料盘100的架体211转至预设位置，正对中转取料装置 3，便于其取下物料盘100进行中转。需要说明的是，在底板212上设置有若干个架体211，用于放置承载工件的物料盘100，料架21一次性可以上料数百个物料盘100，避免操作人员频繁上料，节省了上料时间，降低了操作人员的劳动强度。利用旋转台22驱动架体211转动，当操作人员打开保护壳1，对空置的架体211进行上料，不影响中转取料装置3正常抓取其他架体211上的物料盘 100，不影响生产节拍，不会降低生产效率，更高效。

如图2～3所示，所述上料机械手4包括多轴机械手41与夹具42，所述多轴机械手41的输出端设置有电机411，所述夹具42包括有主轴421、法兰盘422、安装盘423、第一夹爪424、第二夹爪425与第三夹爪426，所述主轴421的一端通过所述法兰盘422与所述电机411的输出端连接，所述安装盘423套设在所述主轴421上，所述第一夹爪424及所述第二夹爪425的固定端均与所述安装盘423可拆卸连接，所述第三夹爪426的固定端与所述主轴421远离所述法兰盘422的一端连接。具体的，在本实施例中，多轴机械手41为六轴，灵活度较高，可以在空间较为狭小保护壳1内灵活转动，抓取待加工的工件(图中未示出)。进一步的，在多轴机械手41的端部加装有电机411，利用电机411带动主轴421转动，在主轴421上套设有一个安装盘423，安装盘423呈方块型，第一夹爪424及第二夹爪425端部均与安装盘423连接，当安装盘423随着主轴 421同步转动时，第一夹爪424与第二夹爪425跟随转动，即可抓取对应的工件。在主4轴21的端部加装的第三夹爪426，三个夹爪相互配合，在多轴机械手41的驱动下，可以从物料盘100上不同工位中抓取不同尺寸的工件进行上料加工，避免使用多个机械手协同上料，安装不易，并降低了生产制造成本。适用于对不同工位的工件进行上下料，使用起来更加方便。需要说明的是，在本实施例中，根据上下料的实际使用需求以及空间环境的制约，在安装盘423上仅仅加装有两个夹爪，在其他实施例中，还可以加装其他数目的夹爪，比如三个、四个，只要能够满足使用需求即可。

具体的，所述X向运动组件31，Y向运动组件32，Z向运动组件33均为丝杆组件、气缸组件或液压缸组件。为了实现插托34在保护壳1内的三维空间中的三向运动，可使用三套相互交叉坐标轴的丝杆组件、或气缸组件或液压缸组件，在此不作具体限定。

如图2～4所示，所述插托34包括安装板341与托臂342，两条托臂342垂直连接在所述安装板341的一侧，所述安装板341另一侧与所述Z向运动组件 33的输出端连接。具体的，在本实施例中，为了更便捷的从旋转存料架2内取出物料盘100，将插托34设计呈U型结构，包括安装板341与托臂342，当X 向运动组件31驱动插托34靠近旋转存料架2时，托臂342从物料盘100下方插入，将物料盘100托起后，原路返回插出物料盘100，托臂342与物料盘100底部之间的接触面积小，可以有效降低摩擦力，避免物料盘100在取放时歪斜。

如图1～2所示，所述保护壳1包括壳体11，底架12与驱动丝杆13，所述驱动丝杆13包括导轨131，丝杆132，滑块133与支撑块134，所述底架12呈网格状，所述导轨131与所述丝杆132均并排安装在所述底架12上端，所述支撑块134活动安装在所述导轨131上，所述滑块133套设在所述丝杆132上，所述滑块133及所述支撑块134均与所述壳体11底部连接，所述驱动丝杆13 驱动所述壳体11在所述底架12上做往复式直线运动。具体的，在本实施例中，保护壳1是金属制成的，用于安装旋转存料架2，中转取料装置3与上料机械手 4，各种电机及控制器200等部件，起到防护作用。在保护壳1的底部设置有底架12，并且在底架12上设置有驱动丝杆13，驱动丝杆13包括有导轨131，丝杆132，滑块133与支撑块134，保护壳1的底部长边边部通过支撑块134与导轨131活动连接，丝杆132通过滑块133与保护壳1底部中心处连接。当操作人员手动或者直接使用电机带动丝杆132转动时，滑块133即可沿着丝杆132做往返式来回运动，进而带动壳体11在底架12上整体前后位移，且无需移动底架12，就能将壳体11位移出原来的工位，方便了操作人员进行维护或者上下料，无需在若干上料装置之间钻进钻出，极大的改善了操作人员的工作环境，且操作简单，无需在底架12底部设置万向轮，使用寿命长。

如图2所示，所述导轨131的两端端部均设置有制动块1311。具体的，在导轨131的端部设置制动块1311，可以防止支撑块134沿着导轨131运动时，脱轨，导致壳体11失去支撑，歪斜。

如图1～6所示，一种表壳全自动上料装置自动上料方法，包括以下步骤，

S1，操作人员人工开启保护壳1，将若干物料盘100层叠放置入旋转存料架2内；

S2，所述旋转存料架2在控制器200的控制下自动旋转，使得承载有所述物料盘100的一侧正对所述中转取料装置3；

S3，所述中转取料装置3将位于所述旋转存料架2内不同高度的物料盘100 取出并运输至固定位置后，所述保护壳1上的CCD相机36定时对所述固定位置进行拍照获取图像信息，并给到控制器200一个信号，所述控制器200控制上料机械手4开始工作；

S4，所述上料机械手4从所述固定位置的所述物料盘100中抓取工件进行机加工。

具体的，在本实施例中，操作人员打开保护壳1后，人工将物料盘100层叠放入旋转存料架2内，旋转存料架2在控制器200的控制下，自由选择，使得旋转存料架2的开口端始终正对着中转取料装置3，中转取料装置3可以在保护壳1内做三维的自由运动，其输出端可以自由插入旋转存料架2内，从最上端开始，取下满载物料的物料盘100，并将该物料盘100运送至固定位置。进一步的，CCD相机36拍照分析检测到物料盘100上的工件后，即可给控制器200 一个信号，由控制器200控制上料机械手4开始工作，从固定位置的物料盘100 内抓取工件，进行机加工。如此循环，操作人员可以一次性大批量的往旋转存料架2内放入几百个物料盘100，而无需一个个给上料机械手4递送物料盘100，极大的缓解了操作人员的劳动强度，生产节拍更好，生产效率更高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种表壳全自动上料装置，其特征在于：包括保护壳，旋转存料架，中转取料装置与上料机械手，所述旋转存料架安装在所述保护壳的一端，所述上料机械手安装在所述保护壳的另一端，所述中转取料装置设置在所述旋转存料架与所述上料机械手之间，所述中转取料装置包括X向运动组件，Y向运动组件，Z向运动组件，插托，托台与CCD相机，所述X向运动组件与所述Y向运动组件相互交叉并安装在保护壳上，所述Z向运动组件与所述X向运动组件的输出端垂直连接，所述插托安装在所述Z向运动组件的输出端上，所述X向运动组件及Z向运动组件驱动所述插托沿X向及Z向做往复式直线运动，所述托台安装在所述Y向运动组件的输出端上，所述Y向运动组件驱动所述托台沿Y向做往复式直线运动，所述CCD相机安装在所述保护壳的顶部。

2.如权利要求1所述的一种表壳全自动上料装置，其特征在于：所述旋转存料架由料架与旋转台组成，所述旋转台固定安装在所述保护壳内，所述料架包括架体与底板，所述底板安装在所述旋转台的输出端上，若干所述架体围绕所述底板的中轴线设置。

3.如权利要求2所述的一种表壳全自动上料装置，其特征在于：所述上料机械手包括多轴机械手与夹具，所述多轴机械手的输出端设置有电机，所述夹具包括有主轴、法兰盘、安装盘、第一夹爪、第二夹爪与第三夹爪，所述主轴的一端通过所述法兰盘与所述电机的输出端连接，所述安装盘套设在所述主轴上，所述第一夹爪及所述第二夹爪的固定端均与所述安装盘可拆卸连接，所述第三夹爪的固定端与所述主轴远离所述法兰盘的一端连接。

4.如权利要求3所述的一种表壳全自动上料装置，其特征在于：所述X向运动组件，Y向运动组件，Z向运动组件均为丝杆组件、气缸组件或液压缸组件。

5.如权利要求3所述的一种表壳全自动上料装置，其特征在于：所述插托包括安装板与托臂，两条托臂垂直连接在所述安装板的一侧，所述安装板另一侧与所述Z向运动组件的输出端连接。

6.如权利要求3所述的一种表壳全自动上料装置，其特征在于：所述保护壳包括壳体，底架与驱动丝杆，所述驱动丝杆包括导轨，丝杆，滑块与支撑块，所述底架呈网格状，所述导轨与所述丝杆均并排安装在所述底架上端，所述支撑块活动安装在所述导轨上，所述滑块套设在所述丝杆上，所述滑块及所述支撑块均与所述壳体底部连接，所述驱动丝杆驱动所述壳体在所述底架上做往复式直线运动。

7.如权利要求6所述的一种表壳全自动上料装置，其特征在于：所述导轨的两端端部均设置有制动块。

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