CN111320360A - 一种用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，包括模具运送机构、外套筒机械手、镜片导正机构、内套筒取放机构、镜片和胚料取放机构、仓储机构、模具待置区、模具存放区。所述的模具运送机构包括输送机、直线模组、无杆气缸；所述的外套筒机械手由外套筒导正机构和外套筒机械手组成，是由负责升降和夹紧的气缸组成，通过运送机构将模具运送到外套筒机械手正下方后，经外套筒导正机构导正，然后外套筒机械手夹起外套筒。此外，本发明通过准确有效的路径规划及控制算法，优化了运动轨迹，提高产品定位精度和装配精度，并且通过视觉补偿识别算法，实现光学镜片自动化上下料，自动模压，自动检测。

Description

一种用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置

技术领域

本发明涉及光学镜片制造领域，尤其涉及一种光学镜片热压成型的自动化上下料的装置。

背景技术

随着社会数字化、智能化的发展，人们对于光学镜片产品的需求不断增加，提高光学玻璃成形镜片的制造精度与生产效率的需求日趋强烈。由于操作工人的操作水平、熟练程度参差不齐，大大影响了非球面镜片的生产效率，甚至有时损伤模具精度。随着众多企业的发展需求，设计并制造一种能够实现自动装配、取放模具的装置尤为重要，进而提高光学类产品的生产效率和产品质量。伴随着各种小型的非球面光学零部件的广泛应用，其成型模具的制造精度要求也日趋提高，模具取放也由人工取放慢慢转化成自动化的取放。虽然现在国外有比较先进玻璃模压制造的自动化设备，但高昂的设备费用会增加生产企业的运营成本。

现有技术中，公开号为CN109626800A的中国发明专利公开了一种非球面光学镜片模压成型流水线，其利用自动装卸机，能将排出单元排出的成型模具拆卸开取出成品，然后装入料坯后将成型模具组装好送入供给单元。此外，公开号为CN109678324A的中国发明公开的一种模芯取放装置，通过上板下侧设有的用以吸附并装夹模芯的上模仁的装夹部。上述模芯取放装置只需要简单的控制，便可实现模仁及镜片的自动取放，方便快捷，稳定可靠，提高了玻璃模压行业的自动化程度和生产效率，节约了劳动力与生产成本。

然而，虽然上述方案在一定程度上能够提高玻璃模压的生产效率，但是其模压出来的镜片的精度或者自动化程度仍然有待提高。而且模压上下料的过程中缺少相应的检测机构，使得上述的方案在工业实用中受到限制。缺少相应的仓储的机构，大大制约了上下料装置的自动化程度。并且模仁和内套筒的间距达到微米级，现有的方案的运动配合的精度很难达到要求。本方案通过准确有效的路径规划及控制算法，优化运动轨迹，提高产品定位精度、装配精度，从而提高镜片生产效率，增强***稳定性；并且利用先进的视觉识别补偿算法，准确、高效的判定模具、镜片的外观质量，减少人的主观不确定性，提升产品监控稳定性、准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，实现在玻璃镜片模压过程中的自动化生产，提高生产效率，降低人工损耗。

一种用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，包括模具运送机构，外套筒机械手，镜片导正机构，内套筒取放机构，镜片和胚料取放机构，仓储机构，模具待置区，模具存放区。

所述的模具运送机构是在可调平的平面上运动，模具运送机构包括输送机、直线模组、无杆气缸等；

所述的外套筒取放机构由外套筒导正机构和外套筒机械手组成，都是由升降和夹紧的气缸组成，通过运送机构将模具运送到外套筒机械手正下方，经外套筒导正机构导正然后夹起外套筒；

所述的内套筒取放机构包括升降台、真空吸盘、气缸和直线导轨等；

所述的镜片取放机构包括视觉***、真空吸盘、三轴模组，旋转气缸；

所述的仓储机构由齿轮齿条，电机，三轴模组，直线轴承等组成，通过电机带动齿轮齿条控制仓储位置的升降。

所述输送机上安装有输送带，模具经过冷却后进入输送带，输送带采用耐高温材料制成，安装的高度可以微调。

所述无杆气缸上设有V型块，模具经由输送带之后，通过无杆气缸上的V型块将其运送至直线导轨处，单轴的模组上面有三个气缸，气缸Ⅰ有梯形口与之直线导轨上面的板配合后，带动导轨前进小段距离后，气缸Ⅱ再推动模具。

所述外套筒机械手包括升降和夹紧的气缸组成，通过运送机构将模具运送到外套筒机械手正下方后，外套筒导正机构导正模具，然后外套筒机械手夹起外套筒。

所述升降台是通过电机带动丝杠，丝杠带动直线导轨运动，内套筒与模仁分模合模保证配合精度。

所述内套筒取放机构通过气缸将顶在固定板上，然后采用真空吸附的方式，上下模仁通过真空吸盘分模，上模仁由电缸驱动电机带动直线导轨运动，下部装有油压缓冲器，所述内套筒取放机构拥有三个活动软管进行吹气，中间的活动软管吹出冷却气体，上下两个分别是离子风枪对上下模仁静电除尘。

所述镜片和胚料取放机构上安装有视觉识别***，采用两个真空吸盘，其中取放镜片的真空吸盘安装在旋转气缸上，可进行0°，90°， 180°三个位置的吸附，通过三轴模组将模压好的镜片放在料盘，将料盘的胚料经过导正之后放入模具之中。

作为上述方案的改进，所述镜片和胚料取放机构通过导正装置后的胚料放入模具中，视觉***拍照判断胚料是否与模具同心，通过反馈进行误差补偿。

作为上述方案的改进，所述的仓储机构通过三轴模组下面的气缸拖动料盘进入仓储区，仓储区通过限位控制位置，电机带动齿轮齿条上下运动，通过直线轴承使仓储区能上下运动，完成料盘的更换。

作为上述方案的改进，所述的自动化上下料的装置，其特征在于，拥有模具待置区，模具存放区。待置区是模具巡检时存放的地方，模具存放区是工人下班时模具存放的地方。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明提供了一种光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，通过模压机模压好之后的模具可以通过一些列工位完成对镜片和胚料的自动化上下料，本装置功能齐全，自动化程度高，通过机械结构保证模具的配合精度，配备视觉检测***可进行光学镜片模压效果的精确补偿。模具待置区可以实现人工对模具模压时的抽检。装置配备仓储***，可实现24小时无人值守加工。准确地实现了光学镜片自动化上下料，自动模压，自动检测。

附图说明

图1是本发明一种光学镜片热压成型的自动化上下料的装置；

图2是图1的部分结构示意图；

图3是直线导轨结构位置示意图；

图4是取内套筒结构示意图；

图5是取放镜片示意图；

图6是仓储结构示意图。

图中标号：1、输送机；2、模具待置区；3、三轴模组；4、仓储机构；5、外套筒机械手；6、单轴模组；7、内套筒取放机构；8、镜片和胚料取放机构；9、镜片导正机构；10、模具存放区；2-1、推杆； 2-2光电传感器；2-3、第一气缸；2-4、无杆气缸；2-5、第二气缸；2-6、第三气缸；2-7、第四气缸；2-8、外套筒导正夹具；2-9、外套筒机械手；3-1、第一直线导轨；4-1、第一真空吸附；4-2、电机； 4-3、第二直线导轨；4-4、第五气缸；4-5、固定板；4-6、第一吹气； 4-7、第二吹气；4-8、第三吹气；4-9、第六气缸；4-10、第二真空吸附；4-11、电缸；4-12、油压缓冲器；4-13、视觉***；5-1、第一吸盘；5-2、第二吸盘；5-3、第七气缸；5-4、第八气缸；6-1、料仓；6-2、直线轴承；6-3、齿轮齿条；6-4、空料盘；6-5、胚料盘仓储。

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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，一种用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，主要包括输送机1，模具待置区2，三轴模组3，仓储机构4，外套筒机械手5，单轴模组6，内套筒取放机构7，镜片和胚料取放机构8，镜片导正机构9，模具存放区10。

具体实施方式为，模压机模压好后的镜片经过冷却之后，模压机上面的推杆将会把模具推到输送机1上，模具被定在第一气缸2-3的挡块上，同时光电传感器2-2检测到输送机1的模具，无杆气缸2-4 将模具推送到第一直线导轨3-1上，第二气缸2-5上面的梯形块与直线导轨3-1配合，单轴模组6带动直线导轨上的模具运动，到位置后，第三气缸2-6推动模具到外套筒机械手正下方，此时模具的结构为上模仁、下模仁，外套筒，内套筒，模压好的镜片，外套筒导正夹具 2-8导正位于下方的模具，外套筒机械手2-9将外套筒夹起，第三气缸2-6继续推动模具至升降台7，电机4-2带动模具沿着第二直线导轨4-3垂直上升，到位置后，第五气缸4-4推动模具，在固定板4-5 上顶住，第一吹气4-6开始吹气加速冷却，电缸4-11沿着第二直线导轨4-3下降直到第二真空吸附4-10与上模仁接触，此时有油压缓冲器4-12缓冲，上模仁被第二真空吸附4-10吸住，上模仁分模，同时下模仁也被第一真空吸附4-1，上模仁分模后，第六气缸4-9夹紧收缩，防止镜片和上模仁掉落。

此时，三轴模组上面的取放镜片装置要先做好预先工作，第一吸盘5-1在放置胚料的料盘中吸取胚料，放入导正机构9中进行导正，导正之后胚料被吸附在第一吸盘5-1上，到达预定位置准备吸附镜片，当上述上模仁分模完成后，第二吸盘5-2伸入内套筒，向下模仁吸取镜片，若没有吸到镜片，第七气缸5-3旋转180，向上吸镜片， (正常情况下，通过上述步骤可以吸住模压好的镜片，如若没有吸到镜片，则设备报错，将模具推到模具存放区)吸取镜片后，下模仁分模，同时第二吹气4-7和第三吹气4-8分别对上下模仁吹气除尘，下模仁合模，将第一吸盘5-1的胚料放在下模仁，视觉***4-13在气缸的带动下，移动到模具正上方拍照，上模仁合模，升降台7回到初始的位置。单轴模组6将模具运送回外套筒机械手5正下方后，外套筒放下，此时便完成模具的上下料，将模具运至模压机入口，等待模压。

在模压的过程中，如果有需要抽检的时候，仅仅需要在上位机界面设置抽检号，第一气缸2-3收缩，模具在输送带的作用下将会停留在待置区，复位是靠无杆气缸2-4将模具推回至输送带。模具存放区是工人需要下班的时候，第四气缸2-7推至模具存放区。此外，当料盘装满后需要换空料盘时，料盘定位气缸6松开，三轴模组下的气杆伸长，与料盘上的小孔配合，拖动料盘进入料仓6-1，进入料仓后，电机带动齿轮齿条6-3向上，沿着导向柱和直线轴承6-2，料仓6-1 向上，通过光电传感器2-2确定空料盘6-4位置，然后将空料6-4盘脱出，胚料盘仓储6-5同理镜片盘。

综上所述，实施本发明具有如下有益效果：

1、准确有效的路径规划及控制算法，优化运动轨迹，提高产品定位精度、装配精度，从而提高镜片生产效率，增强***稳定性；

2、利用先进的视觉识别补偿算法，准确、高效的判定模具、镜片的外观质量，减少人的主观不确定性，提升产品监控稳定性、准确性；

3、完备地功能设计，贴近生产，具有模具待置区，模具存放区；

4、自动化程度高，设置有仓储结构，代替了手工操作带来的操作误差、人工成本贵等一系列问题；

5、安装方便可调，为了使工作面利于调平，装置在细节上增加了可调平的结构。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，其特征在于，包括模具运送机构，外套筒机械手，镜片导正机构，内套筒取放机构，镜片和胚料取放机构，仓储机构，模具待置区，模具存放区。

所述的模具运送机构是在可调平的平面上运动，模具运送机构包括输送机、直线模组、无杆气缸等；

所述的外套筒取放机构由外套筒导正机构和外套筒机械手组成，都是由升降和夹紧的气缸组成，通过运送机构将模具运送到外套筒机械手正下方，经外套筒导正机构导正然后夹起外套筒；

所述的内套筒取放机构包括升降台、真空吸盘、气缸和直线导轨等；

所述的镜片取放机构包括视觉***、真空吸盘、三轴模组，旋转气缸；

所述的仓储机构由齿轮齿条，电机，三轴模组，直线轴承等组成，通过电机带动齿轮齿条控制仓储位置的升降。

2.如权利要求1所述的用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，其特征在于，所述输送机上安装有输送带，模具经过冷却后进入输送带，输送带采用耐高温材料制成，安装的高度可以微调。

3.如权利要求1所述的用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，其特征在于，所述无杆气缸上设有V型块，模具经由输送带之后，通过无杆气缸上的V型块将其运送至直线导轨处，单轴的模组上面有三个气缸，气缸Ⅰ有梯形口与之直线导轨上面的板配合后，带动导轨前进小段距离后，气缸Ⅱ再推动模具。

4.如权利要求1所述的用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，其特征在于，所述外套筒机械手包括升降和夹紧的气缸组成，通过运送机构将模具运送到外套筒机械手正下方后，外套筒导正机构导正模具，然后外套筒机械手夹起外套筒。

5.如权利要求1所述的用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，其特征在于，所述升降台是通过电机带动丝杠，丝杠带动直线导轨运动，内套筒与模仁分模合模保证配合精度。

6.如权利要求1所述的用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，其特征在于，所述内套筒取放机构通过气缸将顶在固定板上，然后采用真空吸附的方式，上下模仁通过真空吸盘分模，上模仁由电缸驱动电机带动直线导轨运动，下部装有油压缓冲器，所述内套筒取放机构拥有三个活动软管进行吹气，中间的活动软管吹出冷却气体，上下两个分别是离子风枪对上下模仁静电除尘。

7.如权利要求1所述的用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，其特征在于，所述镜片和胚料取放机构上安装有视觉识别***，采用两个真空吸盘，其中取放镜片的真空吸盘安装在旋转气缸上，可进行0°，90°，180°三个位置的吸附，通过三轴模组将模压好的镜片放在料盘，将料盘的胚料经过导正之后放入模具之中。

8.如权利要求1所述的用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，其特征在于，内套筒取放机构通过导正装置后的胚料放入模具中，视觉***拍照判断胚料是否与模具同心，通过反馈进行误差补偿。

9.如权利要求1所述的用于光学镜片热压成型的自动化上下料的装置，其特征在于，所述仓储机构通过三轴模组下面的气缸和料盘的小孔配合，拖动料盘进入仓储区，仓储区通过限位控制位置，电机带动齿轮齿条上下运动，通过直线轴承使仓储区能上下运动，从而完成料盘的更换。

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