CN104029973B - 一种应用于自动物料存取***的巷道机装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于自动物料存取***的巷道机装置，包括基座和巷道机本体，所述基座设有双直线导轨和传动齿轮齿条，所述巷道机本体垂直移动模组上安装有具有左右转向功能的物料存取机器人和物料编码读识工业相机，所述巷道机本体上安装有自动上下料机，所述基座上安装有内置运动控制卡的工控机，所述工控机用于管理与控制电机的运动，接收传感器的信号，与上位机进行数据通信，存储执行过程中的信息。该种巷道机装置，可以实现电子料盘的批量存取，存/取效率高，并可以按订单BOM展开并顺序出料等，可以有效地缩短备料时间、防止呆滞料产生、减少物料分拣及站位错误，自动化程度高，具有广阔的应用前景。

Description

一种应用于自动物料存取***的巷道机装置

技术领域

本发明涉及SMT行业电子物料的自动化仓储与分拣领域，特别涉及一种应用于SMT行业电子物料盘自动物料存取***的巷道机装置。

背景技术

SMT（电子电路表面组装技术,Surface Mount Technology）是电子制造领域的基础性产业。目前，SMT行业在表面贴装生产上已高度自动化，但在物料存储分拣方面仍然采取传统货架存储以及人工分拣方式，这种传统模式的弊端主要体现在效率低、用工多、容易出错和产生呆滞料、尾料浪费严重、占地面积大等弊端，而且不便对委托代工的客户的物料信息进行保密，客户产品或技术容易被泄露，产品质量也很难追溯。

目前，SMT行业产线已经高度自动化，用工少，大部分用工主要集中在物料的仓储、分拣、配送环节，质量管控也大部分出于人工因素，因此，SMT行业迫切需要一种自动化的物料仓储与分拣设备来解决上述问题。

发明内容

本发明针对SMT工厂物料仓储与分拣过程中库位利用率低、工人多且作业效率低、人工分拣易出错、容易发生呆滞料等问题，提供一种应用于SMT行业电子物料盘自动物料存取***的巷道机装置。

本发明的技术方案是：

一种应用于自动物料存取***的巷道机装置，包括基座和巷道机本体，所述基座设有双直线导轨和传动齿轮齿条，所述巷道机本体垂直移动模组上安装有具有左右转向功能的物料存取机器人和物料编码读识工业相机，所述巷道机本体上安装有自动上下料机，所述基座上安装有内置运动控制卡的工控机，所述工控机用于管理与控制电机的运动，接收传感器的信号，与上位机进行数据通信，存储执行过程中的信息。

进一步的，所述巷道机本体包括支撑基板，所述支撑基板上设置有用于驱动水平运动的水平运动伺服电机和减速器；所述垂直移动模组包括垂直安装于支撑基板两侧的垂直支撑座、垂直于支撑座水平设置的上下运动基板、上下运动基板运动的丝杆、运动伺服电机、减速机和实现减速机与丝杆的运动传递的联轴器，所述垂直支撑座内侧设置有双直线导轨，所述上下运动基板通过连接块与两个垂直支撑座内侧的直线导轨连接。

进一步的，所述支撑基板侧面设置有防过冲阻挡块以及位置光电传感器，所述支撑座顶部通过连接板固定两个支撑座与丝杆。

进一步的，所述两个垂直支撑座底部设有加强筋板，所述丝杆底部通过止推轴承固定在托架上。

进一步的，所述上下运动基板上安装有物料存取机器人，所述物料存取机器人包括伸缩直线模组、旋转驱动伺服电机、减速机、固定在上下运动基板上用以支撑直线模组旋转的环形模组。

进一步的，所述伸缩直线模组的滑块上安装有机械叉手，所述伸缩直线模组包括直线丝杆运动滑台、滑块、电机、联轴器。

进一步的，所述环形模组包括连接在直线模组下面的滑块和安装在上下运动基板上的环形导轨。

进一步的，所述支撑基座上安装物料编码读识工业相机和自动上下料机，所述物料编码读识工业相机采用龙门式结构安装在支撑基座上，包括工业相机和龙门架，所述自动上料机采用层叠式上下板机结构，所述自动上下料机内部中空，在其内部左右内侧有层叠式物料隔板。

本发明的优点是：

该种巷道机装置，具有比现有产品更为广泛的适应性和更高的操作效率，可以实现电子料盘的批量存取，存/取效率高，并可以按订单BOM展开并顺序出料等，可以有效地缩短备料时间、防止呆滞料产生、减少物料分拣及站位错误，自动化程度高，具有广阔的应用前景。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明应用于自动物料存取***的巷道机装置的整体结构示意图；

图2是本发明应用于自动物料存取***的巷道机装置在物料自动仓库中的位置示意图；

图3是本发明应用于自动物料存取***的巷道机装置下端（取料机器人位于下部）侧视图；

图4是本发明应用于自动物料存取***的巷道机装置上端（取料机器人位于上部）侧视图；

图5是本发明应用于自动物料存取***的巷道机装置的俯视图；

图6是本发明应用于自动物料存取***的巷道机装置的背部整体结构示意图；

图7是本发明应用于自动物料存取***的巷道机装置的下端后视图。

其中：1、基座，2、巷道机本体，3、物料存取机器人，4、物料编码读识工业相机，5、自动上下料机，6、内置运动控制卡的工控机，21、支撑基板，211、防过冲阻挡块，212、位置光电传感器，221、水平运动伺服电机，222、减速器，223、双直线导轨，224、传动齿轮齿条，231、垂直支撑座，232、上下运动基板，233、丝杆，234、伺服电机，235、减速机， 236、双直线导轨，237、连接块，238、连接板，239、加强筋，240、托架，241、联轴器，242、丝杆轴套，31、直线模组，311、直线丝杆运动滑台，312、滑块，313、电机，314、联轴器，315、取料机械叉手，32、伺服电机，33、减速机，34、环形模组，341、滑块，342、环形导轨，41、工业相机，42、龙门架，51、物料隔板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例：

结合图1-7所示，本实施例的一种应用于自动物料存取***的巷道机装置，包括基座1、巷道机本体2、具有左右转向功能物料存取机器人3、物料识别码读识工业相机4、自动上下料机5、内置运动控制卡的工控机6，以及外置的用于人机操作的上位机。

基座1上面可以采用焊接方式或浇铸方式，经过退火或失效处理内应力后，在上面焊接三条凸台，以便于安装巷道机本体2的水平运动直线导轨223和传动齿条223。三条凸台需要做表面加工，以保证直线导轨223、齿条224的结合部分需要具有较高的表面精度。

巷道机本体2的支撑基板21通过4个直线导轨滑块与基座1上的两条直线导轨连接，在不影响受力情况下，其中间无部件的地方可以镂空，以减轻整体重量；通过传动齿轮齿条224和水平运动伺服电机221驱动整个巷道机2做水平运动；垂直结构包括分立于支撑基板21两侧的垂直支撑座231，其底部设置有加强筋239，与支撑基板21通过6～8个螺栓连接固定或焊接。上下运动基板232的两侧通过滑块237与垂直支撑座231内侧的直线导轨236连接，用来保持上下运动基板232稳定，上下运动基板232通过丝杆233、电机234、减速器235来实现上下运动，丝杆233通过丝杆轴套242与上下运动基板232连接，通过顶部的连接板238来保证支撑座231、丝杆233的相对位置固定。

两个垂直支撑座231底部设有加强筋板239，所述丝杆233底部通过止推轴承固定在托架240上。

上下运动基板232可采用一定厚度的铝板，下方有加强筋239，以防止形变。在不影响受力和形变的前提下，在没有部件装配的地方可以镂空成对称的形状，以减轻其重量。

物料存取机器人3安装在上下运动基板232上，物料存取机器人3包括伸缩直线模组31、旋转驱动伺服电机32、减速机33、固定在上下运动基板232上用以支撑直线模组31旋转的环形模组（34）。

伸缩直线模组31的后端通过连接板安装在旋转电机32上，前端连接在环形模组34的滑块上，直线模组31以电机32的轴心为中心进行左右旋转，圆环形导轨342也以电机32的轴心为圆心。通过光电传感器判断直线模组31所处的左、中、右三个位置，其中左右两侧对应物料仓格，中间对准自动上下料机的出入口。

物料识别码通过工业相机41来识别。工业相机41可通过龙门架42方式安装在基座1上，也可伸入自动上下料机5里面，其处于机械叉手315的正上方。如果安装在自动上下料机5后面，则机械叉手315从自动上下料机5取出或存入物料时，识别物料编码，并存入后台数据库；也可以在自动上下料机内的隔板51上升或下移的过程中识别物料编码。

为保证上下运动基板232的平稳，上下运动基板232两侧与垂直支撑座231之间通过滑块237连接。

工控机6安装在基座1的一侧，内置有运动控制卡，工控机连接电气柜：主要用于管理与控制各类电机的运动，以及接受各种传感器的信号，并与上位机进行数据通信，并作为存储设备，存储设备执行过程中的信息，线缆通过坦克链保护。

上位机采用触摸屏的方式，便于工人现场人机操作。

该装置的工作流程如下：

批量存料或取料时，各运动部件归零位自动校准，由计算机计算两侧物料仓位中空的仓位以及仓库内各库位存有物料的物料信息。

存放物料时，将物料盘依次***上板机的空格内，机械叉手315***上下料机5中最上面料盘的下方，上下运动基板232上抬并托起料盘，将当前物料从自动上下料机5的搁板51上托起后，机械叉手315缩回，取出物料；在缩回过程中，工业相机41识别该物料编码，计算机计算出该物料所处的位置，包括左右、上下、前后三个位置；巷道机2根据当前拟存物料的位置，开始进行水平前或后运动、上下运动基板232开始上或下运动、直线模组31左或右旋转，当机械叉手315对准当前物料拟存仓格后，直线模组31做伸出动作，将机械叉手315伸入仓格，上下运动基板232下移，机械叉手315将物料搁放到仓格后，直线模组31的滑块312缩回，退回机械叉手315，并返回开始执行下一盘物料的存放动作，直至自动上下料机5内的物料全部存放完毕。自动上料机5内的物料存储完毕后，整个巷道机2退回到仓库的门口，提示进行下一批次的存料。

取料时，可单盘出料或批量出料。根据计算机发出的取料指令，人工可通过工控机输入出料规格型号及数量，或接受MES***传入的订单物料（可按BOM展开），通知仓库取料。计算出物料的位置，巷道机2开始进行水平前或后运动、上下运动基板232开始上或下运动、直线模组31左或右旋转，当机械叉手315对准当前待取物料仓格后，直线模组31的滑块312伸出，将机械叉手315伸入仓格，上下运动基板232上移，机械叉手315托住待取物料，直线模组31做缩回动作，将待取物料取出；取出物料后，旋转到中间位置，机械叉手315将料盘送入上下料机5，送入过程中，物料识别工业相机41读识所取物料编码，并进行后台数据核对，看是否取料正确。如正确，上下运动基板232下移，将物料搁放到自动上下料机5的物料隔板51，缩回机械叉手315，完成当前物料的取出动作；如不正确，提示人工干预；开始执行下一盘物料的取出，直至取料指令中的物料全部被取出。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种应用于自动物料存取***的巷道机装置，包括基座（1）和巷道机本体（2），所述基座（1）设有双直线导轨（223）和传动齿轮齿条（224），其特征在于，所述巷道机本体（2）垂直移动模组上安装有具有左右转向功能的物料存取机器人（3）和物料编码读识工业相机（4），所述巷道机本体（2）上安装有自动上下料机（5），所述基座（1）上安装有内置运动控制卡的工控机（6），所述工控机（6）用于管理与控制电机的运动，接收传感器的信号，与上位机进行数据通信，存储执行过程中的信息；所述巷道机本体（2）包括支撑基板（21），所述支撑基板（21）上设置有用于驱动水平运动的水平运动伺服电机（221）和减速器（222）；所述垂直移动模组包括垂直安装于支撑基板（21）两侧的垂直支撑座（231）、垂直于支撑座（231）水平设置的上下运动基板（232）、连接上下运动基板（232）的丝杆（233）、运动伺服电机（234）和减速机（235），所述减速机（235）与丝杆（233）通过联轴器（241）连接，所述垂直支撑座（231）内侧设置有双直线导轨（236），所述上下运动基板（232）通过连接块（237）与两个垂直支撑座（231）内侧的双直线导轨（236）连接；所述支撑基板（21）侧面设置有防过冲阻挡块（211）以及位置光电传感器（212），所述支撑座（231）顶部通过连接板（238）固定两个支撑座（231）与丝杆（233）。

2.根据权利要求1所述的应用于自动物料存取***的巷道机装置，其特征在于，所述两个垂直支撑座（231）底部设有加强筋板（239），所述丝杆（233）底部通过止推轴承固定在托架（240）上。

3.根据权利要求1所述的应用于自动物料存取***的巷道机装置，其特征在于，所述上下运动基板（232）上安装有物料存取机器人（3），所述物料存取机器人（3）包括伸缩直线模组（31）、旋转驱动伺服电机（32）、减速机（33）、固定在上下运动基板（232）上用以支撑直线模组（31）旋转的环形模组（34）。

4.根据权利要求3所述的应用于自动物料存取***的巷道机装置，其特征在于，所述伸缩直线模组（31）的滑块（312）上安装有机械叉手（315），所述伸缩直线模组（31）包括直线丝杆运动滑台（311）、滑块（312）、电机（313）、联轴器（314）。

5.根据权利要求3所述的应用于自动物料存取***的巷道机装置，其特征在于，所述环形模组（34）包括连接在直线模组（31）下面的滑块（341）和安装在上下运动基板（232）上的环形导轨（342）。

6.根据权利要求1所述的应用于自动物料存取***的巷道机装置，其特征在于，所述支撑基板（21）上安装有物料编码读识工业相机（4）和自动上下料机（5），所述物料编码读识工业相机（4）采用龙门式结构安装在支撑基板（21）上，包括工业相机（41）和龙门架（42），所述自动上下料机（5）采用层叠式上下板机结构，所述自动上下料机（5）内部中空，在其内部左右内侧有层叠式物料隔板（51）。