CN108584394A - 一种自动化给料方法及其应用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化给料方法及其应用机器人，包括机架，机架上设有第二加工工位和堆栈工位，前侧区域作为第一加工工位，机架的下方固定有滑轨，滑轨中滑动连接有驱动滑块，驱动滑块的侧部固定有连接座，连接座的左端通过支架板固定有从动卷节架，右端固定有顶升电机，顶升电机上端的升降轴固定支撑有用于输送置物板的托架；第二加工工位两侧座体中设有水平锁紧装置，堆栈工位的两侧座体中设有支撑活动块机构，堆栈工位四角码垛立板设有多个分隔活动块机构。本发明中堆栈工位可累积若干个置物板，节约大量等待的时间，精简了大量的传动、换向机构的使用，大幅降低自动化改造的成本，适用于大型工艺流程中有多个明显耗时更长的工艺环节。

Description

一种自动化给料方法及其应用机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种自动化给料方法及其应用机器人。

背景技术

在传统的自动化生产中，一般采用平面式的输送方式，在输送的路程上安排不同的工位进行不同的操作，通过各个工艺之间时间差，以达到连续生产的目的，但是有时候并不能完全把握好时间差，某个工位上的工艺需要耗时较长，如在当前工位加工需要2s，紧接着下一工位需要远超过2s，如30s，而下下工位的加工时间又需要2s左右，且后续还需要多道工序才能完成整个加工流程，一般遇到此种工况时，传统平面式的输送方式需要在耗时较长的工位前面设置分流装置，不仅需要结构复杂的换向机构，同时也给工控***的控制带来很大的压力，也会提高自动化改造的成本，如果制造产品的整个工艺流程需要间隔设置的多个耗时较长的流程时，将会极大的降低生产的效率，整套自动化设备也会越来越复杂。

因此，有必要提供一种新的工艺方法安排及其输送设备，来适应有多个明显耗时更长工艺环节的大型工艺流程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种自动化给料方法及其应用机器人。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种自动化给料方法，包括沿直线方向前后顺次设置的第一加工工位、第二加工工位、堆栈工位以及具备进行竖直上下动力输出单元的给料机构，其中第一加工工位位于第二加工工位的下方，第二加工工位与堆栈工位位于同一水平面上，给料步骤如下：

A：将待加工物料输入至第二加工工位进行加工，此时给料机构位于第二加工工位下方；

B：待加工物料在第二加工工位加工完成后通过给料机构竖直向下移动至第一加工工位所在水平面，然后待加工物料与给料机构一起移动输入至第一加工工位；

C:待加工物料在第一加工工位加工完成后，与给料机构一起沿第一加工工位所在水平面移动至堆栈工位，然后通过给料机构竖直向上移动至堆栈工位进行临时存放，以便输入至下一道工序中；

D：给料机构复位移动至第二加工工位下方，重复步骤A～C。

一种自动化给料方法的应用机器人，包括机架，所述机架整体呈U形结构，其上板开设有两个矩形通孔，分别作为第二加工工位和堆栈工位，所述机架的前侧区域作为第一加工工位，所述机架的下方固定有延伸至第一加工工位中的滑轨，所述滑轨中滑动连接有驱动滑块，所述驱动滑块的侧部固定有连接座，所述连接座的左端通过支架板固定有从动卷节架，右端固定有顶升电机，所述顶升电机上端的升降轴固定支撑有用于输送置物板的托架，所述滑轨、驱动滑块、连接座、支架板、从动卷节架、顶升电机、托架共同构成滑动式顶升机构；

所述第二加工工位两侧座体中设有能够水平伸出顶杆将置物板夹持的水平锁紧装置，所述堆栈工位的两侧座体中对称设有至少两组支撑活动块机构，所述堆栈工位的四角处固定***垛立板，所述码垛立板的内侧间隔分布有多个分隔活动块机构，所述分隔活动块机构与支撑活动块机构相同，包括位于码垛立板或堆栈工位两侧座体内侧的收纳槽，所述收纳槽的底端通过弹簧合页转动连接有挡块，所述挡块在弹簧合页的作用下有向下翻转的趋势，被收纳槽底壁阻挡后上端面与水平面平行，所述挡块在被下方顶升的置物板顶推力作用下，能够克服弹簧合页的作用转动至收纳槽内。

优选地，上述给料机器人中，所述滑轨由导向轨道、设于导轨轨道内的循环输送链和设于导向轨道一端的转动电机构成；所述驱动滑块与循环输送链固连，所述循环输送链的一端与从动齿轮啮合，另一端与主动齿轮啮合，所述转动电机的输出轴通过伞形转向齿轮组与主动齿轮连接，所述转动电机为正反转电机。

优选地，上述给料机器人中，所述从动卷节架由若干个卷节组合而成，相邻两个卷节之间转动连接，且转动的角度范围为0～90°。

优选地，上述给料机器人中，所述水平锁紧装置具有水平伸缩电机，在所述水平伸缩电机的左、右两侧分别设有支撑滑座，在所述支撑滑座内设有与水平伸缩电机的伸出轴的中心轴线平行的滑柱，在所述水平伸缩电机的伸出轴以及滑柱的端部固定有限位托板，在所述置物板的底部设有与限位托板的边缘相适应的滑槽。

优选地，上述给料机器人中，所述码垛立板上相邻个分隔活动块机构之间的间距为置物板厚度的4～6倍。

优选地，上述给料机器人中，所述置物板的一面设有凸部，另一面设有凹部；下层所述置物板的凸部能够卡入上层所述置物板的凹部，实现堆叠码垛。

本发明的有益效果是：本发明提供的给料机器人设有第一加工工位、第二加工工位、堆栈工位，三个工位利用滑动式顶升机构进行置物板输送，堆栈工位可以顺利的累积若干个置物板，整个操作连续高效，节约大量等待的时间，精简了大量的传动、换向机构的使用，大幅降低自动化改造的成本，同时在整个工艺的电控***部分能够做到更为精简稳定，后期检修维护也更为方便，适用于大型工艺流程中有多个明显耗时更长的工艺环节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的机器人的使用状态示意图；

图2为本发明的机器人的整体结构示意图；

图3为本发明的机器人中滑动式顶升机构省略托架后的结构示意图；

图4为本发明的机器人中分隔活动块机构的结构示意图；

图5为本发明的机器人中水平锁紧装置处的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本发明一种自动化给料方法实施例为：包括沿直线方向前后顺次设置的第一加工工位、第二加工工位、堆栈工位以及具备进行竖直上下动力输出单元的给料机构，其中第一加工工位位于第二加工工位的下方，第二加工工位与堆栈工位位于同一水平面上，给料步骤如下：

A：将待加工物料输入至第二加工工位进行加工，此时给料机构位于第二加工工位下方；

B：待加工物料在第二加工工位加工完成后通过给料机构竖直向下移动至第一加工工位所在水平面，然后待加工物料与给料机构一起移动输入至第一加工工位；

C:待加工物料在第一加工工位加工完成后，与给料机构一起沿第一加工工位所在水平面移动至堆栈工位，然后通过给料机构竖直向上移动至堆栈工位进行临时存放，以便输入至下一道工序中；

D：给料机构复位移动至第二加工工位下方，重复步骤A～C。

通过上述错层式的排布设置，规避了传统平面式工位排布在堆栈装置设置的复杂性（因为需要考虑平面推入的问题，机构复杂），将中间工位设置为初始输入的位置，能够充分利用实现堆栈动作的给料机构将第一加工工位融入到整个装置中，因为实现堆栈的动作始终是需要具有顶升能力以及平移能力的装置，始终是需要进行上、下、左、右的移动，不如直接将移动的位置放开用于设置第一加工工位，便于精简整个加工环节***的体积，同时增加加工的效率，尤为适用于在堆栈工位后的一道工序耗时明显较长的场合，直接可以通过在堆栈工位处设置多个普通的机械臂抓手，直接分流至多个下一道工序中，而不需要为了考虑生产的连续性，设置复杂的具有多个分流通道的换向装置，精简整个工艺流程，提升效率。

如图1～5所示，应用上述方法的实施例为一种给料机器人，包括机架1，机架1整体呈U形结构，其上板开设有两个矩形通孔，分别作为第二加工工位2和堆栈工位3，机架1的前侧区域作为第一加工工位。第二加工工位2和堆栈工位3根据需要，位置可进行互换。

机架1的下方固定有延伸至第一加工工位中的滑轨4，滑轨4中滑动连接有驱动滑块5，驱动滑块5的侧部固定有连接座6。滑轨4由导向轨道、设于导轨轨道内的循环输送链和设于导向轨道一端的转动电机构成；驱动滑块5与内部循环输送链固连，循环输送链的一端与从动齿轮啮合，另一端与主动齿轮啮合，转动电机的输出轴通过伞形转向齿轮组与主动齿轮连接，转动电机为正反转电机。连接座6的左端通过支架板7固定有从动卷节架8，右端固定有顶升电机9，顶升电机9上端的升降轴固定支撑有用于输送置物板11的托架10。从动卷节架8由若干个卷节组合而成，相邻两个卷节之间转动连接，且转动的角度范围为0～90°。滑轨4驱动滑块5、连接座6、支架板7、从动卷节架8、顶升电机9、托架10共同构成滑动式顶升机构。

第二加工工位2两侧座体中设有能够水平伸出顶杆将置物板11夹持的水平锁紧装置12，水平锁紧装置12具有水平伸缩电机121，在水平伸缩电机121的左、右两侧分别设有支撑滑座122，在支撑滑座122内设有与水平伸缩电机121的伸出轴的中心轴线平行的滑柱，在水平伸缩电机121的伸出轴以及滑柱的端部固定有限位托板123，在置物板11的底部设有与限位托板123的边缘相适应的滑槽。

堆栈工位3的两侧座体中对称设有至少两组支撑活动块机构13，堆栈工位3的四角处固定***垛立板14，附图1～2为简化结构，只画出一个码垛立板14；第二加工工位2四角处也画有一个码垛立板14，表明第二加工工位2和堆栈工位3位置可进行互换，互换后，两侧的座体随之拆卸互换即可。

码垛立板14的内侧间隔分布有多个分隔活动块机构。分隔活动块机构与支撑活动块机构13相同，包括位于码垛立板14或堆栈工位3两侧座体内侧的收纳槽141，收纳槽141的底端通过弹簧合页142转动连接有挡块143，挡块143在弹簧合页142的作用下有向下翻转的趋势，被收纳槽141底壁阻挡后上端面与水平面平行。挡块143在被下方顶升的置物板顶推力作用下，能够克服弹簧合页142的作用转动至收纳槽141内。

码垛立板14上相邻各分隔活动块机构之间的间距为置物板11厚度的4～6倍。置物板11的一面设有凸部，另一面设有凹部；下层置物板11的凸部能够卡入上层置物板11的凹部，实现堆叠码垛。通过在码垛立板14上间隔设置分隔活动块机构，这样在置物板11紧密堆叠到4～6层时，分隔活动块机构将其按照4～6层为一个部分进行分隔，每个部分上下之间可设有一定间隙，当每堆叠到4～6层时，顶升电机9可在上一步顶升距离的基础上增加一些距离，最终使得每个部分上下之间保持一定间隙，方便机械臂或者其他装置取用，避免两块置物板连为一体，也避免给位于最底部的支撑活动块机构13造成过大的载荷。

本实施例的一个具体应用为：共设有三个位置，分别是第一加工工位、第二加工工位2、堆栈工位3，堆栈工位3主要起到缓冲的作用，在其两边可设置机械手臂，将堆栈的置物板11分流至下一步需要耗时较长的工序中，配合机械手臂，可以为多个耗时较长的工序供料，不需要传统的复杂的换向机构。

置物板11主要用于承接待加工的物料，第一加工工位处的置物板11通过链轮以及直线滑轨驱动线性往复移动，在其上设有顶升装置，第二加工工位2有配套机械臂输送该工位需要的、放有待加工物品的置物板11；在第二加工工位2加工完成后，顶升装置移动至其下方，竖直向上移动，承接置物板11，水平锁紧装置12开启，其整体竖直向下移动，然后整体平移至第一加工工位，进行该处所需要的加工，待加工完成后，移动至堆栈工位3，向上顶出，使得置物板接触支撑活动块机构13，支撑活动块机构13为单向锁紧装置，落入位置后向下移动，置物板11即留在堆栈工位3上，在回第一加工工位的路上，重复刚才承接第二加工工位2处的动作，最终返回第一加工工位，如此反复循环。

堆栈工位3可以顺利的分层累积若干个置物板11，整个操作连续高效，节约大量等待的时间，精简了大量的传动、换向机构的使用，大幅降低自动化改造的成本，同时在整个工艺的电控***部分能够做到更为精简稳定，后期检修维护也更为方便，适用于大型工艺流程中，有多个明显耗时更长的工艺环节，以进行衔接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种自动化给料方法，其特征在于：包括沿直线方向前后顺次设置的第一加工工位、第二加工工位、堆栈工位以及具备进行竖直上下动力输出单元的给料机构，其中第一加工工位位于第二加工工位的下方，第二加工工位与堆栈工位位于同一水平面上，给料步骤如下：

A：将待加工物料输入至第二加工工位进行加工，此时给料机构位于第二加工工位下方；

B：待加工物料在第二加工工位加工完成后通过给料机构竖直向下移动至第一加工工位所在水平面，然后待加工物料与给料机构一起移动输入至第一加工工位；

C:待加工物料在第一加工工位加工完成后，与给料机构一起沿第一加工工位所在水平面移动至堆栈工位，然后通过给料机构竖直向上移动至堆栈工位进行临时存放，以便输入至下一道工序中；

D：给料机构复位移动至第二加工工位下方，重复步骤A～C。

2.一种应用权利要求1所述的自动化给料方法的机器人，包括机架，其特征在于：所述机架整体呈U形结构，其上板开设有两个矩形通孔，分别作为第二加工工位和堆栈工位，所述机架的前侧区域作为第一加工工位，所述机架的下方固定有延伸至第一加工工位中的滑轨，所述滑轨中滑动连接有驱动滑块，所述驱动滑块的侧部固定有连接座，所述连接座的左端通过支架板固定有从动卷节架，右端固定有顶升电机，所述顶升电机上端的升降轴固定支撑有用于输送置物板的托架，所述滑轨、驱动滑块、连接座、支架板、从动卷节架、顶升电机、托架共同构成滑动式顶升机构，所述第二加工工位两侧座体中设有能够水平伸出顶杆将置物板夹持的水平锁紧装置，所述堆栈工位的两侧座体中对称设有至少两组支撑活动块机构，所述堆栈工位的四角处固定***垛立板，所述码垛立板的内侧间隔分布有多个分隔活动块机构，所述分隔活动块机构与支撑活动块机构相同，包括位于码垛立板或堆栈工位两侧座体内侧的收纳槽，所述收纳槽的底端通过弹簧合页转动连接有挡块，所述挡块在弹簧合页的作用下有向下翻转的趋势，被收纳槽底壁阻挡后上端面与水平面平行，所述挡块在被下方顶升的置物板顶推力作用下，能够克服弹簧合页的作用转动至收纳槽内。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于：所述滑轨由导向轨道、设于导轨轨道内的循环输送链和设于导向轨道一端的转动电机构成，所述驱动滑块与循环输送链固连，所述循环输送链的一端与从动齿轮啮合，另一端与主动齿轮啮合，所述转动电机的输出轴通过伞形转向齿轮组与主动齿轮连接，所述转动电机为正反转电机。

4.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于：所述从动卷节架由若干个卷节组合而成，相邻两个卷节之间转动连接，且转动的角度范围为0～90°。

5.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于：所述水平锁紧装置具有水平伸缩电机，在所述水平伸缩电机的左、右两侧分别设有支撑滑座，在所述支撑滑座内设有与水平伸缩电机的伸出轴的中心轴线平行的滑柱，在所述水平伸缩电机的伸出轴以及滑柱的端部固定有限位托板，在所述置物板的底部设有与限位托板的边缘相适应的滑槽。

6.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于：所述码垛立板上相邻个分隔活动块机构之间的间距为置物板厚度的4～6倍。

7.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于：所述置物板的一面设有凸部，另一面设有凹部；下层所述置物板的凸部能够卡入上层所述置物板的凹部，实现堆叠码垛。