CN107322264B - 一种自动供料组装设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动供料组装设备及其方法。一种自动供料组装设备，包括基座，固定联接于基座上的上料装置，及安装于上料装置一侧的移料装置；所述移料装置用于将上料装置的工件移送至下一工序；所述移料装置包括机械手，及固定联接于机械手的抓料机构。本发明移料机构自动将上料装置的工件移送至下一工序，并将工件安装在下一工件上。本发明自动化程度高，减少人工成本，提高生产效率。还有，由于利用CCD镜头对工件进行取样定位，位置准确，出错率低，安装精度高。

Description

一种自动供料组装设备及其方法

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，更具体地说是指一种自动供料组装设备及其方法。

背景技术

随着智能控制理论的不断发展，以及现代可编程控制的进步，工业生产越来越趋向于智能化，自动化，使人工脱离繁重的体力劳动。

但是现在的很多产品自动供料组装设备体积庞大，或者分选精度较低等问题。例如，以往电芯的连接片安装作业方式为人工安装，存在的问题是：作业员长时间重复同一动作容易产生疲劳，造成错放的可能性；并且劳动强度大、耗人力、效率低等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种自动供料组装设备及其方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动供料组装设备，包括基座，固定联接于基座上的上料装置，及安装于上料装置一侧的移料装置；所述移料装置用于将上料装置的工件移送至下一工序；所述移料装置包括机械手，及固定联接于机械手的抓料机构。

其进一步技术方案为：所述的上料装置包括放料机构，设置于放料机构出料端的送料机构，及设于送料机构出料端的选料机构；所述放料机构、送料机构及选料机构均设有用于输送工件的输送带；所述送料机构将放料机构的工件移送至选料机构。

其进一步技术方案为：所述的选料机构的末端设有与放料机构连接的回料机构，且回料机构设有输送带；所述回料机构的输送带的一端设置在选料机构的输送带末端正下方，以接住选料机构上未被抓取的工件，且另一端设置在放料机构的输送带正上方，以将工件回流至放料机构。

其进一步技术方案为：所述的选料机构水平设置；所述的放料机构于竖直方向上位于选料机构的下方；所述送料机构的输送带一端设置于放料机构出料端的正下方，且另一端设置于于选料机构的输送带进料端的正上方，以形成倾斜状态；所述送料机构的输送带表面设有阻挡凸起。

其进一步技术方案为：所述的抓料机构固定于机械手设有的转动轴；所述抓料机构包括固定联接于转动轴的安装座，固定联接于安装座的抓料动力件，及固定联接于抓料动力件动力输出端的压料组件；所述压料组件设有抓取工件的抓料头。

其进一步技术方案为：所述的压料组件包括与压料动力件动力输出端固定联接的固定架，固定于固定架的若干个导柱，与固定架活动联接的活动架；所述抓料头固定于活动架；所述导柱设置于固定架近于安装座的一侧，且安装座设有用于导柱滑动联接的导柱孔；所述导柱外侧弹性件，其一端止抵于固定架另一端止抵于安装座。

其进一步技术方案为：所述的活动架包括竖向活动杆，及固定于竖向活动杆一端的横向活动杆；所述竖向活动杆与固定架设有的活动孔滑动联接；所述固定架下端设有定位块，且定位块设有用于滑动联接横向活动杆的滑动槽；所述抓料头固定于横向活动杆下端。

其进一步技术方案为：所述的安装座还设有第二摄像组件；所述第二摄像组件包括固定于安装座的固定板，滑动联接于固定板的第二CCD镜头，及滑动联接于固定板的第二光源；所述固定板设有滑轨；所述CCD镜头、光源均设有与滑轨滑动联接的滑座；所述滑座通过设有的紧固件与滑轨固定。

其进一步技术方案为：还包括用于对上料装置上的工件摄像定位第一摄像组件；所述第一摄像组件通过设有的支架固定于基座且位于上料装置上方；所述第一摄像组件设有第一CCD镜头及第一光源；所述第一CCD镜头可调式联接于支架。

一种移料方法，放置于放料机构的工件通过送料机构输送至选料机构；第一摄像组件的第一CCD镜头对选料机构上的工件位置进行取样并将其位置及状态信息传输至设有的控制中心，通过对比运算后，工件的位置及状态信息符合设定要求时，选料机构的料带动力件停止运动；控制中心发送信号至机械手以使其运动至选料机构上方，同时机械手带动抓料机构下降，且真空发生装置工作以使吸盘靠近工件，便于吸盘将工件吸住；控制中心再控制机械手上升并将工件移送至下一工位；抓料机构到达下一工位时，第二摄像组件的第二CCD镜头对另一工件进行取样并将其位置及状态信息传送至控制中心，对比及运算后，控制中心发送信号至机械手并控制转动轴旋转预定角度；对准位置后，控制中心控制压料动力件控制吸盘下降，以将工件安装至另一工件。

本发明与现有技术相比的有益效果是：一种自动供料组装设备及其方法，移料机构自动将上料装置的工件移送至下一工序，并将工件安装在下一工件上。本发明自动化程度高，减少人工成本，提高生产效率。还有，由于利用CCD镜头对工件进行取样定位，位置准确，出错率低，安装精度高。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明一种自动供料组装设备的立体结构图；

图2为本发明一种自动供料组装设备的上料装置立体结构图；

图3为本发明一种自动供料组装设备的上料装置立体结构图及局部放大图；

图4为本发明一种自动供料组装设备的移料装置的侧视图；

图5为本发明一种自动供料组装设备的抓料机构的立体结构图；

图6为本发明一种自动供料组装设备的抓料机构另一视角的立体结构图；

图7为本发明一种自动供料组装设备的第二摄像组件立体结构图；

图8为本发明一种自动供料组装设备的第一摄像组件立体结构图及局部放大图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

图1至图8为本发明的图纸。

一种自动供料组装设备，如图1所示，包括基座10，固定联接于基座10上的上料装置20，及安装于上料装置20一侧的移料装置30。移料装置30用于将上料装置20的工件移送至下一工序。移料装置30包括机械手31，及固定联接于机械手31的抓料机构32。机械手31驱动抓料机构32往复运动，以使抓料机构32将工件抓取并运送至下一工序。

如图2和图3所示，上料装置20包括放料机构21，设置于放料机构21出料端的送料机构22，及设于送料机构22出料端的选料机构23。放料机构21、送料机构22及选料机构23均设有用于输送工件的输送带24。选料机构23近于机械手31一端，且水平设置。送料机构22将放料机构21的工件移送至选料机构23，便于机械手31带动抓料机构32抓取工件。

图3中箭头所示的方向为工件运动的方向。

优选的，选料机构23的末端设有与放料机构21联通的回料机构25。同样，回料机构25也设有输送带24，其一端设置在选料机构23的输送带24末端下方，以接住选料机构23上未被抓取的工件，且另一端设置在放料机构21的输送带24的上方，以将工件回收至放料机构21，以此形成循环供料模式。

于其他实施例中，在情况允许下，选料机构23一端高于放料结构21，回料机构25就无需设置输送带，可以直接设计成回料槽，利用重力将工件回收至放料机构21。

具体的，放料机构21的输送带24将工件运送至送料机构22，送料机构22的输送带将工件运送至选料机构23，送料机构22的输送带24将工件输送至选料机构23，在选料机构23上未被移走的工件通过回料机构25返回放料机构21。放料机构21、送料机构22、选料机构23及回料机构25形成口字型结构，节省空间。

优选的选料机构21水平设置，便于抓取机构对工件的抓取。放料机构21于竖直方向上位于选料机构23的下方。送料机构22的输送带24一端设置于放料机构21出料端的正下方，且另一端设置于于选料机构23的输送带24进料端的正上方，以形成倾斜状态。送料机构22的倾斜状态，而且，送料机构22的输送带24表面设有阻挡凸起241，在将工件往上输送的过程中，有利于将重叠的工件分开，同时也能节省空间。

放料机构21、送料机构22及选料机构23均设有料带动力件26。料带动力件26动力输出端传动联接有料带主动轮27。输送带24一端与料带主动轮27传动联接，另一端与设有的料带从动轮271传动联接。料带从动轮271设有张紧组件28。张紧组件28包括设于输送带24两侧的挡板281，及一端与料带从动轮271固定联接且另一端与挡板281活动联接的张紧螺栓282。料带从动轮271活动联接于挡板281设有的滑槽283。

于其他实施例中，上料装置20的放料机构21、送料机构22、选料机构23及回料机构25均为二个，并且设计成回字型结构。

如图4所示，移料装置30的机械手31能在竖直方向做升降运动，也能做旋转运动。其中，机械手31包括包括底座311，固定于底座311的升降臂312，与升降臂312旋转联接的第一连接臂313，与第一连接臂313旋转联接的第二连接臂314。其中，第二连接臂314与第一连接臂313具有相对运动，第一连接臂313与升降臂312具有相对运动。第二连接臂314设有转动轴315，且抓料机构32固定于转动轴315上，以使抓料机构32相对与第二连接臂314具有相对运动。升降臂312利用机器人升降轴升降。

如图5至图6所示，抓料机构32包括固定联接于转动轴315的安装座321，固定联接于安装座321的压料动力件322，及固定联接于压料动力件322动力输出端的压料组件323。压料组件323设有抓取工件的抓料头324。

压料组件323包括与压料动力件322动力输出端固定联接的固定架331，固定于固定架331的若干个导向柱332，与固定架331活动联接的活动架333。抓料头324固定于活动架333。导向柱332设置于固定架331近于安装座321的一侧，且安装座321设有用于导向柱332滑动联接的导向柱孔。导向柱332外侧弹性件335，其一端止抵于固定架331另一端止抵于安装座321，以使在压料动力件322带动固定架331朝向安装座321运动时，具有缓冲的作用。

具体的，活动架333包括竖向活动杆3331，及固定于竖向活动杆3331一端的横向活动杆3332。竖向活动杆3331与固定架331设有的活动孔滑动联接，以使活动架333能在竖直方向上运动。固定架331下端设有定位块3333，且定位块3333设有用于滑动联接横向活动杆3332的滑动槽。具体的，横向活动杆3332在滑动槽内滑动联接，以防止活动架333下端晃动，影响定位的准确度。其中，抓料头324固定于横向活动杆3332下端。活动架333与固定架331活动联接，以使在抓料头324下降的过程中将具有缓冲作用，避免抓料时损坏工件。

更具体的，竖向活动杆3331套在弹性件里面，当333组件接触到电芯时，转轴315继续下降，弹性件被压缩，激光测距感应器37与组件333的距离减小，直到感应器37感应输出信号，转轴315停止下降。接下来压料动力件322(即压料气缸)伸出，推动活动架333组件向下运动，最终活动架333将工件压入下一工件内。

优选的，为了降低设备成本和结构紧凑性，安装座321还设有真空发生装置34。真空发生装置34的出气端与设有的电磁阀341联通。抓料头324为真空吸盘，且与真空发生装置34联通。真空吸盘可以为一个或多个，且呈椭圆型结构，直接吸合在工件的表面。

于其他实施例中，抓料头324同样为真空吸盘，且真空吸盘与真空气源中心联通，即真空气源中心可以为外带的气源。

还有，如图7所示，安装座321还设有第二摄像组件35。第二摄像组件35包括固定于安装座321的固定板351，滑动联接于固定板351的第二CCD镜头352，及滑动联接于固定板351的第二光源353。固定板351设有滑轨354。第二CCD镜头352设有与滑轨354滑动联接的第一滑座355，第二光源353设有与滑轨354滑动联接的第二滑座356。滑座355通过设有的紧固件356与滑轨354固定。滑轨354、滑座355及紧固件356相互配合，以使调节第二CCD镜头352、第二光源353的相对位置，以使摄像定位更加准确。

其中，如图8所示，还包括用于对上料装置20上的工件摄像定位的第一摄像组件36。第一摄像组件36设有第一光源362及第一CCD镜头363。第一CCD镜头363可调式联接于支架361上。具体的，支架361设有安装块364，以使第一光源362设有的调节块365与安装块364滑动联接，同时，调节块365设有一端固定于调节块365且与安装块364联接的调节螺栓366。旋转调节螺栓366就能调节第一CCD镜头363的上下位置。第一摄像组件36通过设有的支架361固定于基座10且位于上料装置20上方。支架361上还设设有用于对工件照射的第一光源362。优选的，上料装置20的选料机构23上设有辅助光源，以使第一摄像组件36对工件的摄像及拍照更加准确。

还包括控制电路，且控制电路设有控制中心。机械手31、选料机构23设有的料带动力件26、真空发生装置34、压料动力件322、第一摄像组件36及第二摄像组件35均与控制中心电性联接。安装座321设有与控制中心电性联接的且用于控制机械手31升降的距离传感器37。还有其它电子元件也与控制中心电性连接、除此之外还有其它电器元件，在次就不一一列举。

为了提高设备的效率，基座上安装有多个移料装置10，本实施例中为两个。

一种移料方法，放置于放料机构21的工件通过输送带24的作用，运送到送料机构22再通过输送带24将工件运输至选料机构23的输送带24上。在选料机构23上未被移走或重叠的工件，在输送带24作用下运送至回料机构25。落在回料机构25的工件再通过输送带24回收至放料机构21。第一摄像组件36的第一CCD镜头363对选料机构23上的工件位置进行抓拍并将其位置信息传输至控制中心；通过对比运算后，工件的位置及状态符合要求时，选料机构23的料带动力件26停止运动。控制中心发送动作信号至机械手31以使其运动至选料机构23上方，同时机械手31带动抓料机构32下降，且真空发生装置34工作以使抓料头324靠近并将工件吸住。控制中心再控制机械手31上升并将工件移送至下一工位。抓料机构32到达下一工位时，控制中心发送信号至机械手31以使其下降运动，直至距离传感器37发出停止信号；第二摄像组件35的第二CCD镜头352对另一工件进行抓拍并将其位置信息传送至控制中心，对比及运算后，控制中心发送信号至机械手31并控制转动轴315旋转预定角度；对准位置后，控制中心控制压料动力件322控制抓料头324下降，以将工件安装至另一工件。

本发明中，具体的实施例是抓料机构32抓取的是电池连接片(即上文中的工件)，然后将连接片安装到电芯上(即上文中的下一工件)。

本实施例中，工件为电池的极柱连接片，机械手驱动抓料机构将连接片运送至下一工位，并将连接片安装到电池的极柱上，实现自动化安装，减少人工成本，提高生产效率。

综上所述，本发明一种自动供料组装设备及其方法，移料机构自动将上料装置的工件移送至下一工序，并将工件安装在下一工件上。本发明自动化程度高，减少人工成本，提高生产效率。还有，由于利用CCD镜头对工件进行取样定位，位置准确，出错率低，安装精度高。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (3)

1.一种自动供料组装设备，其特征在于，包括：基座，固定联接于基座上的上料装置，以及安装于上料装置一侧的移料装置；所述移料装置用于将上料装置的工件移送至下一工序；所述移料装置包括：机械手，以及固定联接于机械手的抓料机构；

所述的抓料机构固定于机械手设有的转动轴；所述抓料机构包括：固定联接于转动轴的安装座，固定联接于安装座的抓料动力件，以及固定联接于抓料动力件动力输出端的压料组件；所述压料组件设有抓取工件的抓料头；

所述的压料组件包括：与压料动力件动力输出端固定联接的固定架，固定于固定架的若干个导柱，与固定架活动联接的活动架；所述抓料头固定于活动架；所述导柱设置于固定架近于安装座的一侧，且安装座设有用于导柱滑动联接的导柱孔；所述导柱外侧设有弹性件，所述弹性件的一端止抵于固定架，所述弹性件的另一端止抵于安装座；

所述的活动架包括：竖向活动杆，以及固定于竖向活动杆一端的横向活动杆；所述竖向活动杆与固定架设有的活动孔滑动联接；所述固定架下端设有定位块，且定位块设有用于滑动联接横向活动杆的滑动槽；所述抓料头固定于横向活动杆下端；

所述竖向活动杆的外侧也设有弹性件；

所述的上料装置包括：放料机构，设置于放料机构出料端的送料机构，以及设于送料机构出料端的选料机构；所述放料机构、送料机构以及选料机构均设有用于输送工件的输送带；所述送料机构将放料机构的工件移送至选料机构；

所述的选料机构的末端设有与放料机构连接的回料机构，且回料机构设有输送带；所述回料机构的输送带的一端设置在选料机构的输送带末端正下方，以接住选料机构上未被抓取的工件，且所述回料机构的输送带的另一端设置在放料机构的输送带正上方，以将工件回流至放料机构；

所述的选料机构水平设置；所述的放料机构于竖直方向上位于选料机构的下方；所述送料机构的输送带一端设置于放料机构出料端的正下方，且所述送料机构的输送带的另一端设置于选料机构的输送带进料端的正上方，以形成倾斜状态；所述送料机构的输送带表面设有阻挡凸起；

所述自动供料组装设备还包括：用于对上料装置上的工件摄像定位的第一摄像组件；所述第一摄像组件通过设有的支架固定于基座且位于上料装置上方；所述第一摄像组件设有第一CCD镜头以及第一光源；所述第一CCD镜头可调式联接于支架。

2.根据权利要求1所述的一种自动供料组装设备，其特征在于，所述的安装座还设有第二摄像组件；所述第二摄像组件包括：固定于安装座的固定板，滑动联接于固定板的第二CCD镜头，以及滑动联接于固定板的第二光源；所述固定板设有滑轨；所述第二CCD镜头、第二光源均设有与滑轨滑动联接的滑座；所述滑座通过设有的紧固件与滑轨固定。

3.一种采用如权利要求2所述的自动供料组装设备的移料方法，其特征在于，放置于放料机构的工件通过送料机构输送至选料机构；第一摄像组件的第一CCD镜头对选料机构上的工件位置进行取样并将工件位置以及状态信息传输至设有的控制中心，通过对比运算后，工件的位置以及状态信息符合设定要求时，选料机构的料带动力件停止运动；控制中心发送信号至机械手以使机械手运动至选料机构上方，同时机械手带动抓料机构下降，且真空发生装置工作以使吸盘靠近工件，便于吸盘将工件吸住；控制中心再控制机械手上升并将工件移送至下一工位；抓料机构到达下一工位时，第二摄像组件的第二CCD镜头对另一工件进行取样并将另一工件的位置以及状态信息传送至控制中心，对比以及运算后，控制中心发送信号至机械手并控制转动轴旋转预定角度；对准位置后，控制中心控制压料动力件控制吸盘下降，以将工件安装至另一工件。

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