CN110270482A - 一种自动摆料机及自动摆料方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于刀具加工设备技术领域，公开了一种自动摆料机及自动摆料方法，所述自动摆料机包括机架，机架设置有用于盛放工件的盛料组件、用于储存摆料件的储存组件、用于摆放摆料件的摆料装置和用于从所述储存组件中取出摆料件装入所述摆料装置并从所述盛料组件中取出工件装入所述摆料件的摆料机构，摆料件具有多个用于收纳工件的摆料孔，摆料装置的上方设置有用于获取所述摆料装置上摆料件的摆料孔坐标信息的定位模组，所述摆料机构与所述定位模组电连接，所述摆料机构设于所述盛料组件、所述安放组件和所述摆料装置的上方。本发明所提供的一种自动摆料机及自动摆料方法，其可实现对微钻或铣刀在附着涂层前的自动摆料操作，工作高效可靠。

Description

一种自动摆料机及自动摆料方法

技术领域

本发明属于刀具加工设备技术领域，尤其涉及一种自动摆料机及自动摆料方法。

背景技术

涂层刀具已成为现代切削刀具的标志，在刀具中的使用比例已超过50％。切削加工中使用的各种刀具，包括微钻和铣刀等都可采用涂层工艺来提高它们的使用性能。对微钻和铣刀附着涂层前，需要对微钻和铣刀进行整理并将其摆放入涂层摆料件中，目前采用人工摆料的方式，将微钻/铣刀从料盘摆放到涂层摆料件中，由于人工摆料枯燥无味，极易疲劳，且容易碰伤微钻/铣刀的刀刃，导致附着涂层时微钻/铣刀的合格率下降。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种自动摆料机及自动摆料方法，可实现对微钻或铣刀在附着涂层前的自动摆料操作，其工作高效可靠。

本发明的技术方案是：一种自动摆料机，包括机架，所述机架设置有用于盛放工件的盛料组件、用于储存摆料件的储存组件、用于摆放摆料件的摆料装置和用于从所述储存组件中取出摆料件装入所述摆料装置并从所述盛料组件中取出的工件装入所述摆料件的摆料机构，所述摆料件具有多个用于收纳工件的摆料孔，所述摆料装置的上方设置有用于获取所述摆料装置上摆料件的摆料孔坐标信息的定位模组，所述摆料机构与所述定位模组电连接，所述摆料机构设于所述盛料组件、所述安放组件和所述摆料装置的上方。

可选地，所述摆料机构包括底座、第一机械臂、第二机械臂和抓取机构，所述第一机械臂的一端通过第一旋转机构与所述底座转动连接，所述第一机械臂的另一端通过第二旋转机构与所述第二机械臂的一端转动连接，所述第二机械臂的另一端设置有可在竖直方向移动的升降机构，所述抓取机构通过第三旋转机构与所述升降机构转动连接。

可选地，所述抓取机构包括用于从所述储存组件中抓取出摆料件并装入所述摆料装置的第一抓取组件、用于从所述盛料组件中抓取出工件并装入所述摆料装置上摆料件的第二抓取组件和连接臂，所述连接臂与所述第三旋转机构转动连接，所述第一抓取组件和所述第二抓取组件分别安装于所述连接臂两端。

可选地，所述盛料组件包括盛料底座和用于盛放工件的盛料件，所述盛料件安装于所述盛料底座，且所述盛料件与所述盛料底座可拆卸连接。

可选地，所述储存组件包括储存底座和用于储存摆料件的储存盘，所述储存盘安装于所述储存底座，且所述储存盘与所述储存底座可拆卸连接。

可选地，所述定位模组包括用于对摆料装置上摆料件摆料孔进行拍照的CCD相机和用于接收所述CCD相机拍摄的照片并对所述照片进行处理得出摆料件摆料孔坐标信息的处理模块。

可选地，所述摆料装置的周围设置有用于给所述CCD相机提供照明的光源组件。

可选地，所述盛料组件和所述储存组件设于所述摆料装置的同侧，或者，所述盛料组件和所述储存组件设于所述摆料装置的相对两侧，或者，所述盛料组件和所述储存组件设于所述摆料装置的相邻两侧。

可选地，摆料件设置有用于给所述定位模组提供定位的参照结构。

本发明还提供了一种自动摆料方法，用于上述的一种自动摆料机，包括以下步骤：

先通过摆料机构将摆料件从储存组件中抓取出并装入摆料装置，然后通过定位模组获取所述摆料装置上摆料件各摆料孔的坐标信息，并将所述坐标信息传输给所述摆料机构，接着所述摆料机构从盛料组件抓取出工件并根据所述坐标信息将工件依次装入各摆料孔，待所述摆料件的摆料孔填充满工件后，由摆料机构将填充满工件的摆料件从摆料装置取出并放置回储存组件，接下来，继续控制所述摆料机构从所述储存组件抓取出另一摆料件装入所述摆料装置，再次重复上述操作，直至盛料组件中没有工件或者储存组件中所有的摆料件被填装满工件为止。

本发明所提供的一种自动摆料机及自动摆料方法，通过定位模组对摆料装置上摆料件的摆料孔进行坐标定位，摆料机构在根据定位模组所提供的信息将工件依次装入摆料件的摆料孔内，其工作高效可靠，节省人力，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中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是本发明实施例提供的一种自动摆料机的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种自动摆料机的后视图；

图3是本发明实施例提供的一种自动摆料机中除去机架后的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种自动摆料机中抓取机构的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种自动摆料机中摆料件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

另外，本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的一种自动摆料机，包括机架1，所述机架1设置有用于盛放工件的盛料组件2、用于储存摆料件20的储存组件3、用于摆放摆料件20的摆料装置4和用于从所述储存组件3中取出摆料件20装入所述摆料装置4并从所述盛料组件2中取出工件装入摆料装置4上所述摆料件20的摆料机构5，所述摆料件20具有多个用于收纳工件的摆料孔201，所述摆料装置4的上方设置有用于获取所述摆料装置4处摆料件20的摆料孔201坐标信息(即摆料件20上每一个摆料孔201的位置坐标)的定位模组6，所述摆料机构5与所述定位模组6电性连接，所述摆料机构5设于所述盛料组件2、所述安放组件和所述摆料装置4的上方。本发明实施例中，工件为微钻或铣刀类的小圆柱体(但并不限于微钻或铣刀)，其中，微钻或铣刀类的直径为1-4mm、长度为30-40mm，摆料件20的直径≤34mm，深度约为小圆柱体高度的2/3，目前对微钻或铣刀进行附着涂层前，需要先将微钻或铣刀装入摆料件20上，然后再将装有微钻或铣刀的摆料件20放入附着设备进行附着涂层操作，而在对微钻或铣刀的实际摆料过程中，由于摆料孔201少，摆料孔201的间距小，人工摆料比较困难，需要借助镊子，这个过程容易碰伤微钻或铣刀的刀刃，降低对微钻或铣刀附着涂层的合格率。本发明提供的自动摆料机工作时，操作人员先将工件放置入盛料组件2和将摆料件20放置入储存组件3，其次，控制摆料机构5从储存组件3中取出一个摆料件20并将其装入摆料装置4，接着，通过定位模组6获取摆料装置4上摆料件20摆料孔201的坐标信息，并将坐标信息传输给摆料机构5，然后，摆料机构5从盛料组件2中取出工件，并根据坐标信息将工件装入摆料孔201中，直至将摆料装置4上摆料件20所有的摆料孔201都装有工件为止，最后，摆料机构5再将摆料装置4上装有工件的摆料件20摆放回储存组件3中对应的原置，完成对一个摆料件20上工件的摆料工作，随后摆料机构5继续从储存组件3中取出另外的摆料件20装入摆料装置4，重复上述的操作，直至储存组件3中所有的摆料件20都装由工件，或者，直至盛料组件2上没有工件为止。通过自动化装置来代替人工对工件进行摆料，不会容易碰伤微钻/铣刀的刀刃，其工作高效可靠，节省人力，降低生产成本。

具体地，如图5所示，摆料件20呈柱状结构，摆料孔201分布于摆料件20的上端表面。本发明实施例中，摆料孔201的数量为15个。

可选地，如图3所示，所述摆料机构5包括底座51、第一机械臂52、第二机械臂53和抓取机构54，所述第一机械臂52的一端通过第一旋转机构55与所述底座51转动连接，使第一机械臂52可相对底座51转动，所述第一机械臂52的另一端通过第二旋转机构56与所述第二机械臂53的一端转动连接，当第二机械臂53随第一机械臂52转动的同时，第二机械臂53又可相对第一机械臂52转动，所述第二机械臂53的另一端设置有可在竖直方向移动的升降机构57，所述抓取机构54通过第三旋转机构58与所述升降机构57转动连接，即抓取机构54可相对第三旋转机构58转动，还可以相对第二机械臂53在竖直方向上升降运动。即抓取机构54可实现在X、Y和Z轴方向上的移动，这样设计有效的减少摆料机构5安装时占用的空间，有利于实现设备的小型化。

可选地，如图4所示，所述抓取机构54包括用于从所述储存组件3中抓取出摆料件20并装入所述摆料装置4的第一抓取组件541、用于从所述盛料组件2中抓取出工件并装入所述摆料装置4上摆料件20摆料孔201的第二抓取组件542和连接臂543，所述连接臂543与所述第三旋转机构58转动连接，所述第一抓取组件541和所述第二抓取组件542分别安装于所述连接臂543两端。这样，使得第一抓取组件541和第二抓取组件542的移动可由同一套动作进行控制，便于对装置的结构进行简化，且第一抓取组件541和第二抓取组件542之间的工作不会发生干涉。

具体地，如图4所示，第一抓取组件541包括第一抓取爪5412和用于驱动第一抓取爪5412工作的第一驱动件5411。本发明实施例中，由于工件为直径较小的圆柱棒料，且工件的重量较轻，第一抓取爪5412可由两个夹料夹爪组成，第一驱动件5411可为驱动气缸，通过驱动气缸的作用控制两个夹料夹爪夹紧或者松开。

具体地，如图4所示，第二抓取组件542包括第一抓取爪5422和用于驱动所述第二抓取爪5422工作的第二驱动件5421。本发明实施例中，第一抓取爪5422由三个摆料夹爪组成，确保对摆料件20抓取时夹持的稳定性，第二驱动件5421可为摆料驱动气缸，通过摆料驱动气缸的作用控制三个摆料夹爪夹紧或者松开。

可选地，所述摆料机构5还包括识别摄像机(图中未示出)，用于辅助第一抓取组件541和第二抓取组件542的抓取工作，如：通过识别摄像机获取盛料件22上工件的数量和位置信息，使得第一抓取组件541可以准确的抓取出工件，且当识别摄像机识别到盛料件22没有工件时，则控制机器报警，提醒操作人员进行更换；识别摄像机还可获取储存盘32上摆料件20状态信息，即通过识别摄像机来判断储存盘32上摆料件20的摆料孔201是否装有工件，来引导第二抓取组件542对摆料件20进行准确的抓取，且当识别摄像机识别到储存盘32所有的摆料件20都装有工件时，则控制机器报警，提醒操作人员进行更换。

可选地，如图1和图2所示，所述盛料组件2包括盛料底座21和用于盛放工件的盛料件22，所述盛料件22安装于所述盛料底座21上，且所述盛料件22与所述盛料底座21可拆卸连接，当摆料机构5取完当前盛料件22上工件时，只需通过更换另一盛放有工件的盛料件22即可，操作简单方便。

具体地，盛料件22可呈矩形，盛料件22设置有多个均匀分布的盛料孔。本发明实施例中，盛料件22上生料孔的数量为500个。实际应用中，可根据盛料件22的大小和工件的直径来对盛料孔的数量进行设置。

可选地，如图1和图2所示，所述储存组件3包括储存底座31和用于储存摆料件20的储存盘32，所述储存盘32安装于所述储存底座31上，且所述储存盘32与所述储存底座31可拆卸连接，如当前储存盘32上所有摆料件20都装满工件后，只需通过更换另一储存有摆料件20的储存盘32，就能使摆料机构5继续工作，有效的减少更换储存盘32的时间，进一步提高工作效率。

具体地，储存盘32可呈矩形，储存盘32上设置有多个均匀分布的储存孔，开始时，储存盘32的每个储存孔均装有一个摆料件20，工作时，摆料机构5根据设定方式控制第一抓取组件541从储存盘32中抓取出一个摆料件20并将其装入摆料装置4，等摆料装置4上摆料件20的摆料孔201装满有工件时，第一抓取组件541再次将填装有工件的摆料件20放置回储存盘32中的原位。即储存盘32可用于储存空的摆料件20和装有工件的摆料件20。

可选地，如图1和图2所示，所述定位模组6包括用于对摆料装置4上摆料件20摆料孔201进行拍照的CCD相机61和用于接收所述CCD相机61拍摄的照片并对所述照片进行处理得出摆料件20摆料孔201坐标信息的处理模块，其中，CCD相机61的识别精度高。当第一抓取组件541将摆料件20装入摆料装置4后，通过CCD相机61对摆料件20进行拍照，获取摆料件20上摆料孔201位置当照片，并将照片传输给处理模块进行处理，通过处理模块计算出摆料件20上摆料孔201的X、Y轴的坐标信息，接着处理模块将坐标信息传输给摆料机构5。摆料件20在装入储存盘32时的位置是随机的，所当将摆料件20装入摆料装置4时，摆料件20也是随机放置，本发明通过定位模组6的作用，无需对摆料件20的位置进行定位，就可精确的得出摆料孔201的坐标信息，提高使用操作的便捷性。本发明实施例中，CCD相机61为大恒30万黑白相机，型号为：MER-032-120GM。

可选地，所述定位模组6还包括感应器，用于感应所述摆料装置4是否装有摆料件20，来控制CCD相机61进行拍照。具体动作如下：感应器按照一定的时间间隔T来对摆料装置4进行感应，当感应到有摆料件20时，CCD相机61则进行拍照。时间间隔T＝t₁+t₂+t₃,其中，t₁为第一抓取组件541从盛料组件2从抓取出工件并将工件填满摆料件20的时间，t₂为第二抓取组件542从储存组件3抓取出摆料件20到将摆料件20装入摆料装置4的时间,t₃为缓冲时间(t₃具体可为1S、3S、5S等等)。

可选地，如图1和图2所示，所述摆料装置4的周围设置有用于给所述CCD相机61提供照明的光源组件7，使得CCD相机61可以清晰的获取摆料件20上摆料孔201位的位置图像，进一步提高对摆料件20上摆料孔201位坐标信息的精度，从而提高机器工作的可靠性。

具体地，光源组件7可设置有两组，分别设于摆料装置4的相对两侧，或者，光源组件7可设置有四组，分别设于摆料装置4给的四周，且光源组件7高出于或平齐于摆料装置4上摆料件20的上端面，CCD相机61拍照时，摆料件20的上端面不存有阴影。

可选地，所述盛料组件2和所述储存组件3设于所述摆料装置4的同侧，或者，所述盛料组件2和所述储存组件3设于所述摆料装置4的相对两侧，或者，所述盛料组件2和所述储存组件3设于所述摆料装置4的相邻两侧。

可选地，如图5所示，摆料件20设置有用于给所述定位模组6提供定位的参照结构202，当处理模块对照片进行处理时，可以将参照结构202作为原点，便于计算出摆料件20摆料孔201的坐标信息。

具体地，参照结构202可为突出于摆料件20上端面的凸起，或者，参照结构202可为凹陷于摆料件20上端面的小孔。

具体地，机架1上还设置显示器8，可用于显示摆料机构5工作状态，便于操作人员操作。

本发明还提供了一种自动摆料方法，用于上述的一种自动摆料机，包括以下步骤：

先通过摆料机构5将摆料件20从储存组件3中抓取出并装入摆料装置4，然后通过定位模组6获取所述摆料装置4上摆料件20各摆料孔201的坐标信息，并将所述坐标信息传输给所述摆料机构5，接着所述摆料机构5从盛料组件2抓取出工件并根据所述坐标信息将工件依次装入各摆料孔201，待所述摆料件20的摆料孔201填充满工件后，由摆料机构5将填充满工件的摆料件20从摆料装置4取出并放置回储存组件3，接下来，继续控制所述摆料机构5从所述储存组件3抓取出另一摆料件20装入所述摆料装置4，再次重复上述操作，直至盛料组件2中没有工件或者储存组件3中所有的摆料件20被填装满工件为止。

上述方法中，需事先做好准备工作，准备工作可包括：将盛放有工件的盛料件22安装在盛料底座21上和将装有摆料件20的储存盘32安装在储存底座31。

上述方法中，控制摆料机构5中的第二抓取组件542参与工作，从储存组件3中抓取出摆料件20并将其装入摆料装置4中，这个过程中，第一抓取组件541处于关闭状态。

上述方法中，当摆料件20装入摆料装置4后，定位模组6中的CCD相机61对其下方摆料件20的摆料孔201进行拍照，并将照片传输给处理模块进行计算，从而得出摆料孔201位的X、Y轴上的坐标信息，再将该坐标信息发送给摆料机构5。

上述方法中，控制摆料机构5中的第一抓取组件541参与工作，从盛料组件2中抓取出工件，并根据坐标信息将工件装入摆料件20的摆料孔201内，直至摆料件20的摆料孔201都装有工件为止，这个过程中，第二抓取组件542处于关闭状态。

上述方法中，当摆料装置4上摆料件20的摆料孔201装满工件后，控制摆料机构5中的第二抓取组件542再次参与工作，将装有工件的摆料件20放回储存组件3中的原位，这个过程中，第一抓取组件541处于关闭状态。

本发明实施例所提供的一种自动摆料机及自动摆料方法，通过定位模组6对摆料装置4上摆料件20的摆料孔201进行坐标定位，摆料机构5在根据定位模组6所提供的信息将工件依次装入摆料件20的摆料孔201内，其工作高效可靠，解决了人工摆料枯燥无味，极易疲劳，且容易碰伤微钻/铣刀的刀刃，导致涂层的合格率下降的问题，节省人力，降低生产成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动摆料机，包括机架，其特征在于，所述机架设置有用于盛放工件的盛料组件、用于储存摆料件的储存组件、用于摆放摆料件的摆料装置和用于从所述储存组件中取出摆料件装入所述摆料装置并从所述盛料组件中取出的工件装入所述摆料件的摆料机构，所述摆料件具有多个用于收纳工件的摆料孔，所述摆料装置的上方设置有用于获取所述摆料装置上摆料件的摆料孔坐标信息的定位模组，所述摆料机构与所述定位模组电连接，所述摆料机构设于所述盛料组件、所述安放组件和所述摆料装置的上方。

2.如权利要求1所述的一种自动摆料机，其特征在于，所述摆料机构包括底座、第一机械臂、第二机械臂和抓取机构，所述第一机械臂的一端通过第一旋转机构与所述底座转动连接，所述第一机械臂的另一端通过第二旋转机构与所述第二机械臂的一端转动连接，所述第二机械臂的另一端设置有可在竖直方向移动的升降机构，所述抓取机构通过第三旋转机构与所述升降机构转动连接。

3.如权利要求2所述的一种自动摆料机，其特征在于，所述抓取机构包括用于从所述储存组件中抓取出摆料件并装入所述摆料装置的第一抓取组件、用于从所述盛料组件中抓取出工件并装入所述摆料装置上摆料件的第二抓取组件和连接臂，所述连接臂与所述第三旋转机构转动连接，所述第一抓取组件和所述第二抓取组件分别安装于所述连接臂两端。

4.如权利要求1所述的一种自动摆料机，其特征在于，所述盛料组件包括盛料底座和用于盛放工件的盛料件，所述盛料件安装于所述盛料底座，且所述盛料件与所述盛料底座可拆卸连接。

5.如权利要求1所述的一种自动摆料机，其特征在于，所述储存组件包括储存底座和用于储存摆料件的储存盘，所述储存盘安装于所述储存底座，且所述储存盘与所述储存底座可拆卸连接。

6.如权利要求1所述的一种自动摆料机，其特征在于，所述定位模组包括用于对摆料装置上摆料件摆料孔进行拍照的CCD相机和用于接收所述CCD相机拍摄的照片并对所述照片进行处理得出摆料件摆料孔坐标信息的处理模块。

7.如权利要求6所述的一种自动摆料机，其特征在于，所述摆料装置的周围设置有用于给所述CCD相机提供照明的光源组件。

8.如权利要求1所述的一种自动摆料机，其特征在于，所述盛料组件和所述储存组件设于所述摆料装置的同侧，或者，所述盛料组件和所述储存组件设于所述摆料装置的相对两侧，或者，所述盛料组件和所述储存组件设于所述摆料装置的相邻两侧。

9.如权利要求1所述的一种自动摆料机，其特征在于，摆料件设置有用于给所述定位模组提供定位的参照结构。

10.一种自动摆料方法，其特征在于，用于如权利要求1-9中任一项所述的一种自动摆料机，包括以下步骤：

先通过摆料机构将摆料件从储存组件中抓取出并装入摆料装置，然后通过定位模组获取所述摆料装置上摆料件各摆料孔的坐标信息，并将所述坐标信息传输给所述摆料机构，接着所述摆料机构从盛料组件抓取出工件并根据所述坐标信息将工件依次装入各摆料孔，待所述摆料件的摆料孔填充满工件后，由摆料机构将填充满工件的摆料件从摆料装置取出并放置回储存组件，接下来，继续控制所述摆料机构从所述储存组件抓取出另一摆料件装入所述摆料装置，再次重复上述操作，直至盛料组件中没有工件或者储存组件中所有的摆料件被填装满工件为止。