CN105563730A - 自动抓取安装***及其工作方法 - Google Patents

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CN105563730A CN201610115954.6A CN201610115954A CN105563730A CN 105563730 A CN105563730 A CN 105563730A CN 201610115954 A CN201610115954 A CN 201610115954A CN 105563730 A CN105563730 A CN 105563730A
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Abstract

本发明涉及一种自动抓取安装***，其与对应的注塑机配合，所述自动抓取安装***包括：机器人，用于在至少两个工位上转换位置；上料机构，与所述机器人配合，自动称重待安装产品；取料机构，与所述机器人固定连接，用于从至少两个工位抓取或安装产品；流水线，设置在所述上料机构和取料机构之间，用于将合格产品运送至下一工位；以及护栏，为所述机器人、上料机构和取料机构提供安全的工作环境。本发明的自动抓取安装***，有效节省了人力，降低了生产成本，提高了生产安全系数。

Description

自动抓取安装***及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种自动机，尤其涉及一种自动抓取安装***及其工作方法。
背景技术
目前，现有的生产安全气囊的工艺流程为：手工将螺钉埋入到注塑模具内，然后人工将网布摆放到电子称上进行称重，重量合格后再将网布埋入到模具内，同时启动注塑机进行注塑生产，注塑好后人员手工将成品取出，摆放到电子称上进行称重确认，重量在要求范围内视为合格产品。整个生产过程需要有3人同时操作进行，尤其安装、抓取环节就需要一整个人力。现在的人力成本逐渐升高，越来越多的公司不得不因为人力成本减少企业利润，且在与注塑机配合的人力生产过程中，对于人力的安全不能有效的把控，尤其是注塑机内模具的温度很高，人工安装螺钉和网布时很容易被烫伤。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的上料机构，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种自动抓取、安装的***及其方法。
本发明的自动抓取安装***，其与对应的注塑机配合，所述自动抓取安装***包括：
机器人，用于在至少两个工位上转换位置；
上料机构，与所述机器人配合，自动称重待安装产品；
取料机构，与所述机器人固定连接，用于从至少两个工位抓取或安装产品；
流水线，设置在所述上料机构和取料机构之间，用于将合格产品运送至下一工位；以及
护栏，为所述机器人、上料机构和取料机构提供安全的工作环境；
进一步的，所述取料机构包括与机器人固定连接的法兰连接板，固定在所述法兰连接板上快换固定板，与所述快换固定板连接的快换移动板以及与所述快换移动板固定连接的机械手，所述机械手包括固定板以及依次并列设置在所述固定板上的夹取装置、螺钉抓取安装装置和网布抓取安装装置；
进一步的，所述夹取装置包括设置在所述固定板两侧的一对夹片以及对应连接所述夹片的抱具气缸，所述抱具气缸驱动所述夹片沿固定板的两侧移动，所述夹片为优力胶材质制成的防刮伤产品的矩形薄片；
进一步的，所述螺钉抓取安装装置包括若干个夹爪，与所述夹爪固定连接的夹爪气缸，设置在所述夹爪下方的推料气缸以及固定连接于所述推料气缸上的推料杆；
进一步的，网布抓取安装装置包括设置在固定板矩形的网布承接板，均匀分布在所述网布承接板两侧的网布夹，设置在所述网布承接板边角上的定位压紧套以及设置在所述网布承接板下用以推动所述网布承接板移动的压紧气缸；
进一步的，所述上料机构包括工作台，设置在所述工作台上并位于工作台两侧的第一滑轨、第二滑轨，以及设置在所述第一滑轨上的网布定位板、设置在所述第二滑轨上的螺钉定位板，所述网布定位板与螺钉定位板固定连接；所述上料机构还包括设置在所述网布定位板和螺钉定位板下方并位于第一滑轨、第二滑轨之间的滑台气缸，所述滑台气缸驱动所述网布定位板和螺钉定位板在第一滑轨、第二滑轨上滑动；
进一步的，所述螺钉定位板上设置有若干个螺钉定位承座以及便于机械手定位的螺钉定位导柱；
进一步的，所述网布定位板包括矩形推板，设置在所述推板下方并与所述推板固定连接的支撑汽缸，设置在所述推板上的推杆，位于所述推杆上方的矩形网布承接板，以及设置在所述网布承接板上并与所述推杆配合的导套，所述支撑气缸依次作用于所述推板、推杆、导套和网布承接板；
进一步的，所述上料机构还设置有位于工作台上并与所述网布定位板同侧的电子称重器；
一种用于自动抓取安装***的工作方法：
人工将网布与螺钉放置在上料机构上，上料机构自动称重网布；
机器人移动至上料机构工位上，取料机构抓取所述网布与螺钉；
机器人移动至注塑机工位上，所述取料机构抓取已注塑完的产品，并将网布与螺钉安装至注塑机内的模具上，注塑机注塑；
机器人移动至上料机构工位上，上料机构自动称重已注塑完的产品，并将合格产品放置在流水线上，同时取料机构抓取所述网布与螺钉，循环以上步骤。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明的自动抓取安装***，通过上料机构实现自动称重功能,通过取料机构实现机械安装功能，有效节省了人力，降低了生产成本，提高了生产安全系数。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明自动抓取安装***的整体图；
图2是图1的上料机构的整体图；
图3是图2的网布定位板的放大图；
图4是图2的螺钉定位板的放大图；
图5是图1的取料机构的整体图；
图6时图5的夹爪的放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1-6所示，本发明一较佳实施例所述的自动抓取安装***(未标号)，其与对应的注塑机10配合，所述自动抓取安装***包括：用于在至少两个工位上转换位置的机器人20，与所述机器人20配合并自动称重待安装产品的上料机构30，与所述机器人20固定连接并从至少两个工位抓取或安装产品的取料机构40，设置在所述上料机构30和取料机构40之间并将合格产品运送至下一工位的流水线50，以及为所述机器人20、上料机构30和取料机构40提供安全的工作环境的护栏60。
所述上料机构30与对应的取料机构40配合运作，包括：工作台31，设置在所述工作台31上并位于工作台31两侧的第一滑轨32、第二滑轨33，以及设置在所述第一滑轨32上的网布定位板34、设置在所述第二滑轨33上的螺钉定位板35，所述网布定位板34与螺钉定位板35固定连接。所述上料机构30还包括设置在所述网布定位板34和螺钉定位板35下方并位于第一滑轨32、第二滑轨33之间的滑台气缸36，所述滑台气缸36驱动所述网布定位板34和螺钉定位板35在第一滑轨32、第二滑轨33上滑动。所述滑台气缸36位于所述网布定位板34与螺钉定位板35连接处的下方，并与所述螺钉定位板35固定连接用以支撑网布定位板34与螺钉定位板35。
所述工作台31的宽度略大于所述网布定位板34和螺钉定位板35的宽度之和，所述工作台31的长度略大于所述第一滑轨32、第二滑轨33的长度。在本实施例中，工作台31上对应的产品为安全气囊的相应零件(未图示)，故而所述网布定位板34和螺钉定位板35的尺寸也是根据相应零件的尺寸而设计，当然在其他实施例中，可根据不同的产品确定所述网布定位板34和螺钉定位板35的尺寸，进而确定所述工作台31的尺寸。所述工作台31上还设置有一对控制器按钮37，该控制器按钮37控制台上的所有气缸运行，如：按下控制器按钮37后，所述滑台气缸36运作，带动所述网布定位板34和螺钉定位板35在第一滑轨32、第二滑轨33上滑动。
所述工作台31上还设置有与所述网布定位板34同侧的电子称重器(未标号)以及位于所述工作台31的两端用以精确限制移动距离的限位缓冲器38。所述限位缓冲器38均匀的分布在工作台31的边角且位于所述网布定位板34和螺钉定位板35的***，用于精确限定所述网布定位板34和螺钉定位板35的运行距离。在本实施例中，由于对应称重的产品为网布定位板34和网布(未标号)，故而为了保证精度，所述电子称重器的精度为5g。本实施例中最终需要得到的是网布的重量，故而将电子称重器的显示数据减去网布定位板34(重量固定不变)的重量，即为网布的重量。
所述第一滑轨32、第二滑轨33位置相对应，尺寸相同，分别靠近一对控制器按钮37设置，最大化利用了工作台31的空间使用率。
所述网布定位板34与所述第一滑轨32相配合，其包括矩形推板341，设置在所述推板341下方并与所述推板341固定连接的支撑汽缸342，设置在所述推板341上的推杆343，位于所述推杆343上方的矩形网布承接板344，以及设置在所述网布承接板344上并与所述推杆343配合的导套345，所述支撑气缸342依次作用于所述推板341、推杆343、导套345和网布承接板344。在本实施例中，所述网布定位板34还包括与所述第一滑轨32相配合滑动的一对滑槽346，所述滑槽346均设置在所述网布定位板34的一侧，位置与所述第一滑轨32相对应。所述滑槽346呈倒U型，扣合在所述第一滑轨32上，使得所述网布定位板34在滑动过程中稳定、精确。
在本实施例中，所述推杆343均匀的分布在所述推板341的四个边角，所述导套345均匀的分布在所述网布承接板344的四个边角，如此设置可以均匀的分散所述推板341和网布承接板344自身的重量，避免在上下运行过程中出现网布承接板344倾斜的现象，进而避免出现所述推杆343与导套345位置相错的情况。所述推杆343与导套345滑动配合。
所述网布承接板344上设置有感应网布是否存在的网布感应器(未图示)以及定位所述网布的网布定位导柱347。所述网布上设置有与所述网布定位导柱347相适应的网布定位孔(未标号)，网布定位孔数量与所述网布定位导柱347对应，人工放置网布时，只需要将网布定位孔对应所述网布定位导柱347放置即可。在本实施例中，网布定位孔对应所述网布定位导柱347的数量均为4个，即偶数个，如此便于放置网布并进行定位，当然在其他实施例中，还可将网布定位孔对应所述网布定位导柱347的数量设置为3或5个，即奇数个，如此可以进行防呆设置，即区分被放置产品(本实施例中指网布)的正面、反面。
所述螺钉定位板35包括若干个螺钉定位承座351、便于机械手定位的螺钉定位导柱352以及位于所述螺钉定位板35下方与所述第二滑轨33相对应的一对滑槽(未标号)。该对滑槽与前述网布定位板34的滑槽相同，故而在此不再赘述。所述螺钉定位承座351上设置有与螺钉(未标号)相适应的承接孔353，用以放置所述螺钉；所述螺钉定位承座351的位置与数量可根据对应产品而设置，在本实施例中，生产安全气囊(未图示)需要8个螺钉，故而所述螺钉定位承座351的数量也为8个，其位置与安全气囊上的螺钉孔(未图示)相对应。所述螺钉定位承座351上还连接有感应螺钉是否存在的螺钉感应器354。所述螺钉定位导柱352与机械手相配合，用于精确定位机械手的抓取位置，以准确获取螺钉定位承座351上的螺钉。
所述上料机构30的工作原理如下：首先，对应螺钉定位承座351和网布定位导柱347人工分别放置所述螺钉与网布；进一步地，人工按下控制器按钮37以驱动滑台气缸36运作，从而推动网布定位板34和螺钉定位板35在第一滑轨32、第二滑轨33上滑动至设定位置；进一步地，支撑气缸342运作，驱动推板341、推杆343下行，此时推杆343慢慢滑动脱离导套345，使得网布承接板344缓慢放置在电子称重器上，同时电子称重器开始称重(网布承接板344及网布的重量和)；进一步地，称重完成后，支撑气缸342运作，驱动推板341、推杆343上行，此时推杆343慢慢滑动进入导套345，撑起网布承接板344；最后，机械手进入，抓取螺钉与网布同时放下已经完成的产品。
所述取料机构40其与对应的机器人20固定连接，所述取料机构40包括与机器人20固定连接的法兰连接板41，固定在所述法兰连接板41上的快换固定板42，与所述快换固定板42连接的快换移动板43以及与所述快换移动板43固定连接的机械手44，所述机械手44包括固定板441以及依次并列设置在所述固定板441上的夹取装置442、螺钉抓取安装装置443和网布抓取安装装置444。
本实施例中，机器人20可以自动移动位置，其上设置有与法兰连接板41对应的连接部(未图示)，由于快换固定板42与所述法兰连接板41固定连接，所述快换固定板42与快换移动板43连接，而所述快换移动板43又与机械手44固定连接，从而当机器人20驱动连接部时，依次带动法兰连接板41、快换固定板42、快换移动板43和机械手44，进而实现自动安装的功能。
所述固定板441为一主体，承接所述夹取装置442、螺钉抓取安装装置443和网布抓取安装装置444，其一端与快换移动板43相连，确保机器人20运作时，可带动机械手44的夹取装置442、螺钉抓取安装装置443和网布抓取安装装置444间接运作。
所述夹取装置442包括设置在所述固定板441两侧的一对夹片4421以及对应连接所述夹片4421的抱具气缸4422，所述抱具气缸4422驱动所述夹片4421沿固定板441的两侧移动。所述夹片4421为优力胶材质制成的防刮伤产品的矩形薄片。
所述螺钉抓取安装装置443包括若干个夹爪4431，与所述夹爪4431固定连接的夹爪气缸4432，设置在所述夹爪4431下方的推料气缸(未图示)以及固定连接于所述推料气缸上的推料杆(未图示)。在本实施例中，生产安全气囊(未图示)需要8个螺钉，故而所述夹爪4431、夹爪气缸4432、推料气缸和推料杆的数量也为8个，其位置与安全气囊上的螺钉孔(未图示)相对应。所述夹爪气缸4432和推料气缸均设置有感应器(未图示)，用以感应移动的距离，避免夹爪4431和推料杆移动距离过短或过长。
所述夹爪气缸4432与所述夹爪4431之间设置有一连接板4433，所述连接板4433包括第一连接臂44331和与所述第一连接臂44331对称设置的第二连接臂44332，所述夹爪气缸4432控制第一连接臂44331、第二连接臂44332相对移动。所述夹爪4431位于第一连接臂44331与第二连接臂44332之间，其包括第一夹爪44311以及与所述第一夹爪44311对称设置的第二夹爪44312，所述第一夹爪44311固定连接第一连接臂44331，所述第二夹爪44312固定连接第二连接臂44332，从而使得当夹爪气缸4432驱动所述第一连接臂44331与第二连接臂44332移动时可间接带动所述第一夹爪44311和第二夹爪44312移动，进而自动夹取上料机构30(未图示)上的螺钉(未标号)。
所述第一夹爪44311包括第一本体(未标号)以及设置在所述第一本体一端的第一凹槽(未标号)，所述第二夹爪44312包括第二本体(未标号)以及设置在所述第二本体一端的第二凹槽(未标号)，所述第一凹槽和第二凹槽镜像对称设置，组合形成一收容空间44313以收容螺钉(未标号)。
所述螺钉抓取安装装置443还包括精确定位螺钉安装位置的定位导套4434。所述定位导套44341与注塑机10里模具上定位导柱(未图示)相配合，从而确保机械手44前进时，螺钉在推料杆的作用下准确进入模具中注塑成型的半成品内。
所述网布抓取安装装置444包括设置在固定板441上的矩形的网布平板4441，均匀分布在所述网布平板4441两侧的网布夹(未图示)，设置在所述网布平板4441边角上的定位压紧套4442以及设置在所述网布平板4441下用以推动所述网布平板4441移动的压紧气缸(未图示)。所述压紧气缸设置在所述网布平板4441的几何中心(同时也是重心)处，使得所述网布平板4441在被推动过程中可以均匀受力，不致网布平板4441因受力不均出现倾斜的现象，进而避免出现网布(未标注)与注塑半成品(未图示)位置相错的情况。所述压紧气缸上还设置有感应器(未图示)，用以感应移动的距离，避免网布平板4441移动距离过短或过长。
在本实施例中，所述网布夹的数量为4个，均匀的分布在所述网布平板4441的边角外侧，如此设置可以准确的夹取上料机构30上的网布(未图示)，避免在机械手44运行过程中出现网布歪斜的现象，进而避免出现注塑过程中，网布与注塑半成品位置相错的情况，避免产生不良品。
所述定位压紧套4442的数量为4个，亦均匀的分布在所述网布平板4441的边角上，其位置与网布上的定位孔(未图示)相对应，同时又与注塑模具上的定位导柱(未标号)相对应，确保网布在埋入过程中，位置不会出现偏差。当然在其他实施例中，还可将网布定位孔、定位压紧套4442、定位导柱的数量设置为3或5个，即奇数个，如此可以进行防呆设置，即区分被放置产品(本实施例中指网布)的正面、反面。
所述网布抓取安装装置444还包括设置在所述网布平板4441上的网布感应器4443，用以感应网布是否存在，若存在，则机械手44照常运行，若不存在，则机器报错，机械手44暂停工作。
一种用于本发明自动抓取安装***的工作方法，包括以下步骤：
人工将网布与螺钉放置在上料机构30上，上料机构30自动称重网布；
机器人20移动至上料机构30工位上，取料机构40抓取所述网布与螺钉；
机器人20移动至注塑机10工位上，所述取料机构40抓取已注塑完的产品，并将网布与螺钉安装至注塑机10内的模具上，注塑机10注塑；
机器人20移动至上料机构30工位上，上料机构30自动称重已注塑完的产品，并将合格产品放置在流水线50上，同时取料机构40抓取所述网布与螺钉，循环以上步骤。
具体地，本发明工作流程分为夹取、安装过程，每个过程均有3个工位，且3个工位为一个完整的循环：
自动夹取过程：第一个工位，机器人20从上料机构30上将螺钉与网布夹起，具体的，夹爪气缸4432驱动第一连接臂44331与第二连接臂44332向两侧外滑从而带动第一夹爪44311与第二夹爪44312分离，此时机械手44与上料机构30进行定位，夹爪4431的收容空间44313准确收容螺钉，同时夹爪气缸4432驱动第一连接臂44331与第二连接臂44332向两侧内滑从而带动第一夹爪44311与第二夹爪44312合并，夹紧螺钉；第二工位，夹紧螺钉的同时，所述定位压紧套4442与上料机构30进行定位，定位完成后，网布夹运作夹取网布；第三个工位，抱具气缸4422驱动两个夹片4421向固定板441的两侧滑开，此时若机械手44上存在成品(未图示)，则成品落入指定的流水线50中。
自动安装功能：第一个工位，抱具气缸4422与注塑机10内的模具进行定位，同时驱动两个夹片4421向固定板441的两侧内滑，夹取已经成型的产品；第二工位，定位导套44341与模具进行定位，定位完成后，夹爪气缸4432驱动第一连接臂44331与第二连接臂44332向两侧外滑从而带动第一夹爪44311与第二夹爪44312分离，同时，所述推料气缸驱动推料杆推动螺钉，将螺钉埋入模具内；第三工位，螺钉埋入模具的同时，所述定位压紧套4442与模具进行定位，定位完成后，压紧气缸驱动网布承接板344运动，从而将网布埋入模具内。
本发明的自动抓取安装***及其工作方法，通过上料机构30的滑台气缸36驱动所述网布定位板34及螺钉定位板35在第一滑轨32、第二滑轨33上滑动，支撑气缸342驱动所述推板341、推杆343、导套345和网布承接板344上、下行，使得该上料机构30可以实现自动称重功能；通过夹取装置442夹取上一步骤完成的成品、螺钉抓取安装装置443抓取螺钉并将其安装在半成品上和网布抓取安装装置444抓取网布并将其安装在半成品上，这三个工位依次进行，使得该取料机构40可以实现机械安装功能，有效节省了人力，降低了生产成本，提高了生产安全系数。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动抓取安装***，其与对应的注塑机配合，其特征在于：所述自动抓取安装***包括：
机器人，用于在至少两个工位上转换位置；
上料机构，与所述机器人配合，自动称重待安装产品；
取料机构，与所述机器人固定连接，用于从至少两个工位抓取或安装产品；
流水线，设置在所述上料机构和取料机构之间，用于将合格产品运送至下一工位；以及
护栏，为所述机器人、上料机构和取料机构提供安全的工作环境。
2.根据权利要求所述的自动抓取安装***，其特征在于：所述取料机构包括与机器人固定连接的法兰连接板，固定在所述法兰连接板上快换固定板，与所述快换固定板连接的快换移动板以及与所述快换移动板固定连接的机械手，所述机械手包括固定板以及依次并列设置在所述固定板上的夹取装置、螺钉抓取安装装置和网布抓取安装装置。
3.根据权利要求所述的自动抓取安装***，其特征在于：所述夹取装置包括设置在所述固定板两侧的一对夹片以及对应连接所述夹片的抱具气缸，所述抱具气缸驱动所述夹片沿固定板的两侧移动，所述夹片为优力胶材质制成的防刮伤产品的矩形薄片。
4.根据权利要求所述的自动抓取安装***，其特征在于：所述螺钉抓取安装装置包括若干个夹爪，与所述夹爪固定连接的夹爪气缸，设置在所述夹爪下方的推料气缸以及固定连接于所述推料气缸上的推料杆。
5.根据权利要求所述的自动抓取安装***，其特征在于：网布抓取安装装置包括设置在固定板矩形的网布承接板，均匀分布在所述网布承接板两侧的网布夹，设置在所述网布承接板边角上的定位压紧套以及设置在所述网布承接板下用以推动所述网布承接板移动的压紧气缸。
6.根据权利要求所述的自动抓取安装***，其特征在于：所述上料机构包括工作台，设置在所述工作台上并位于工作台两侧的第一滑轨、第二滑轨，以及设置在所述第一滑轨上的网布定位板、设置在所述第二滑轨上的螺钉定位板，所述网布定位板与螺钉定位板固定连接；所述上料机构还包括设置在所述网布定位板和螺钉定位板下方并位于第一滑轨、第二滑轨之间的滑台气缸，所述滑台气缸驱动所述网布定位板和螺钉定位板在第一滑轨、第二滑轨上滑动。
7.根据权利要求6所述的自动抓取安装***，其特征在于：所述螺钉定位板上设置有若干个螺钉定位承座以及便于机械手定位的螺钉定位导柱。
8.根据权利要求7所述的自动抓取安装***，其特征在于：所述网布定位板包括矩形推板，设置在所述推板下方并与所述推板固定连接的支撑汽缸，设置在所述推板上的推杆，位于所述推杆上方的矩形网布承接板，以及设置在所述网布承接板上并与所述推杆配合的导套，所述支撑气缸依次作用于所述推板、推杆、导套和网布承接板。
9.根据权利要求所述的自动抓取安装***，其特征在于：所述上料机构还设置有位于工作台上并与所述网布定位板同侧的电子称重器。
10.一种用于权利要求1-9所述的自动抓取安装***的工作方法，其特征在于：所述工作方法包括以下步骤：
人工将网布与螺钉放置在上料机构上，上料机构自动称重网布；
机器人移动至上料机构工位上，取料机构抓取所述网布与螺钉；
机器人移动至注塑机工位上，所述取料机构抓取已注塑完的产品，并将网布与螺钉安装至注塑机内的模具上，注塑机注塑；
机器人移动至上料机构工位上，上料机构自动称重已注塑完的产品，并将合格产品放置在流水线上，同时取料机构抓取所述网布与螺钉，循环以上步骤。
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