CN212221873U - 一种自动上下料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动上下料装置，包括：提供水平移动的水平平移机构、搭载在所述水平平移机构上且提供升降移动的升降机构，以及在所述水平平移机构上且提供伸缩运动的深度相机伸缩机构，其中所述水平平移机构搭载在移动平台上，所述深度相机伸缩机构上安装有深度相机，所述水平平移机构、升降机构、深度相机伸缩机构以及深度相机均接入控制单元。本实用新型以机器视觉为载体，利用机器替代人工，完成印刷机料卷自动上下料，提升了生产效率的同时，为企业节约了人工成本，从而实现智慧工厂。

Description

一种自动上下料装置

技术领域

本实用新型涉及软包印刷机料卷上下料领域，尤其涉及一种自动上下料装置。

背景技术

随着我国工业化的发展，软包印刷行业也迎来了高速的发展期，而软包印刷厂家也随之面临着人工紧缺，劳动力成本上升，工作效率低下等一系列问题。目前，大部分软包印刷机厂家基本采用料卷人工上下料方式，利用叉车、堆高车等手动工具，且当物料重量过重时，需要多人完成此工序，效率低下，且人工成本极高，急需高效化、智能化的自动上下料解决方案。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供了一种自动上下料装置。

根据本实用新型的实施例，提供一种自动上下料装置，包括：提供水平移动的水平平移机构、搭载在所述水平平移机构上且提供升降移动的升降机构，以及在所述水平平移机构上且提供伸缩运动的深度相机伸缩机构，其中所述水平平移机构搭载在移动平台上，所述深度相机伸缩机构上安装有深度相机，所述水平平移机构、升降机构、深度相机伸缩机构以及深度相机均接入控制单元。

进一步地，所述水平平移机构包括平移平台、平台底板以及安装在所述平移平台和平台底板之间的齿轮齿条机构，所述平移平台滑动设置在平台底板，再通过齿轮齿条机构完成水平移动。

进一步地，所述齿轮齿条机构的有效行程内的起点位和终点位设有第一光电传感器，通过光电感应片与第一光电传感器发射信号接触，第一光电传感器将信号反馈给控制单元，控制单元发出指令控制齿轮齿条机构的启停。

进一步地，所述水平平移机构上设有机械限位功能，平台底板上设有限位轴，当水平移动超过有效行程且光电传感器失效时，平移平台会触碰限位轴，水平运动即停止。

进一步地，所述升降机构采用丝杆升降机完成料卷自动对接时的升降动作。

进一步地，所述升降机构包括安装在水平平移机构上的基座、安装在基座上的丝杆升降机以及安装在所述丝杆升降机执行端的平台顶板。

进一步地，所述丝杆升降机的驱动机构包括伺服电机、换向器和联轴器，所述伺服电机与换向器相连，换向器再通过联轴器与丝杆升降机相连，通过伺服电机控制丝杆升降机上的丝杆运动，从而带动平台顶板完成升降动作。

进一步地，所述升降机构在丝杆运动的有效行程内的起点位和终点位设有第二光电传感器，通过第二光电感应片与光电传感器发射信号接触，第二光电传感器将信号反馈给控制单元，控制单元的升降机构的启停。

进一步地，所述的升降机构设有机械限位部，当升降运动超过有效行程且光电传感器失效时，触碰机械限位部，升降运动即停止。

进一步地，所述深度相机伸缩机构包括搭载在所述水平平移机构上两根相对安装的电动推杆，深度相机安装在电动推杆的执行端。

进一步地，所述电动推杆配有直线滑轨进行导向。

进一步地，所述深度相机的相机连接处配有角度调节装置。

进一步地，所述升降机构的顶端安装有托盘组件。

一般的软包印刷机上下料基本采用人工上下料，效率低下且人工成本极高，根据本实用新型的实施例，通过移动平台的行走和对接，通过深度相机完成料卷和印刷机套筒空间相对位置的识别，通过升降机构和水平平移机构完成料卷和印刷机套筒的相对位置调整，从而完成软包印刷机料卷自动上下料工作，利用机器替代人工，从而实现智慧工厂。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例的自动上下料装置的结构示意图；

图2和图3是本实用新型实施例的自动上下料装置的升降机构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的自动上下料装置的水平平移机构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的自动上下料装置的深度相机伸缩机构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例的自动上下料装置的托盘组件的结构示意图；

图7是本实用新型实施例的自动上下料装置的电池组件的结构示意图；

图中：10、升降机构；101、第一伺服电机；102、换向器；103、联轴器；104、丝杆升降机；105、第一直线滑轨；106、平台顶板；107、第一升降电机固定座；108、第二升降电机固定座；109、第三升降电机固定座；110、上板支撑座；111、换向器固定座；20、水平平移机构；201、第二伺服电机；202、减速器；203、齿轮；204、齿条；205、第二直线滑轨；206、平移平台；207、平台底板；208、限位轴；30、深度相机伸缩机构；301、电动推杆；302、直线滑轨03；303、电动推杆底座；304、相机伸出杆；305、推杆连接头；306、相机底座；307、相机调节块；308、深度相机；40、控制单元；50、托盘组件；501、料卷固定座；502、聚氨酯垫块；60、电池组件；601、电池、602、第一电池挡边；603、第二电池挡边。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1-7所示，本实用新型的实施例提供一种自动上下料装置，包括：提供水平移动的水平平移机构20、搭载在所述水平平移机构20上且提供升降移动的升降机构10，以及在所述水平平移机构20上且提供伸缩运动的深度相机伸缩机构30，其中所述水平平移机构20搭载在移动平台(图1中未示出)上，所述深度相机伸缩机构30上安装有深度相机，所述水平平移机构20、升降机构10、深度相机伸缩机构30以及深度相机均接入控制单元。

一般的软包印刷机上下料基本采用人工上下料，效率低下且人工成本极高，根据本实用新型的实施例，通过移动平台的行走和对接，通过深度相机完成料卷和印刷机套筒空间相对位置的识别，通过升降机构和水平平移机构完成料卷和印刷机套筒的相对位置调整，从而完成软包印刷机料卷自动上下料工作，利用机器替代人工，从而实现智慧工厂。

在本实施例中，所述移动平台可以采用搬运AGV、无人叉车机器人优选采用搬运AGV车体，采用搬运AGV车体，通过激光+视觉导航完成装置自动行走、定位对接等功能。

上述，所述升降机构完成对接时料卷的升降运动，所述水平平移机构完成对接时料卷的水平运动，所述深度相机伸缩机构完成对接时相机伸缩运动。以上这些机构均通过电子板卡型的控制单元完成整个***的控制。

在本实施例中，如图4所示，所述水平平移机构包括平移平台206、平台底板207以及安装在所述平移平台206和平台底板207之间的齿轮齿条机构，所述平移平台206滑动设置在平台底板207，再通过齿轮齿条机构完成水平移动。

进一步地，所述齿轮齿条机构包括第二伺服电机201、减速器202、齿轮203、齿条204和第二直线滑轨205等，平移平台206和平台底板207之间通过第二直线滑轨实现滑动连接，所述第二伺服电机安装在减速器上，减速器安装在平移平台206上，齿轮安装杂减速器的输出轴上，所述齿条固定在平台底板207，齿轮和齿条啮合传动，通过第二伺服电机控制齿轮带动齿条运动完成水平运动来调节料卷与印刷机套筒的相对水平位移。通过伺服电机控制齿轮带动齿条运动完成水平运动来调节料卷与印刷机套筒的相对水平位移，齿条两侧配有直线滑轨进行导向，安全可靠，精度可以控制在毫米级。

进一步地，所述齿轮齿条机构的有效行程内的起点位和终点位设有第一光电传感器，通过光电感应片与第一光电传感器发射信号接触，第一光电传感器将信号反馈给控制单元，控制单元发出指令控制齿轮齿条机构的启停。

进一步地，所述水平平移机构上设有机械限位功能，平台底板207上设有限位轴208，当水平移动超过有效行程且光电传感器失效时，平移平台206会触碰限位轴208，水平运动即停止。

在本实施例中，所述升降机构采用丝杆升降机完成料卷自动对接时的升降动作。

进一步地，所述升降机构包括安装在水平平移机构上的基座、安装在基座上的丝杆升降机104以及安装在所述丝杆升降机执行端的平台顶板106。图中基座主要由第一升降电机固定座107、第二升降电机固定座108和第三升降电机固定座109固定而成。

进一步地，所述丝杆升降机的驱动机构包括第一伺服电机101、换向器102和联轴器103，所述第一伺服电机101与换向器102相连，换向器102再通过联轴器103与丝杆升降机104相连，通过第一伺服电机101控制丝杆升降机上的丝杆运动，从而带动平台顶板106完成升降动作，即通过伺服电机控制丝杆升降机完成升降运动来调节料卷与印刷机套筒的相对高度位移，精度可以控制在毫米级。

具体地，换向器102通过换向器固定座111与平移平台206相连，丝杆升降机104底部通过基座与平移平台206相连，顶部通过丝杆螺母与平台顶板106相连，在第二升降电机固定座108上设有第一直线滑轨105，第一直线滑轨105滑轨侧与上板支撑座110相连，上板支撑座110顶部与平台顶板106相连，第一直线滑轨105在丝杆的升降运动中起到导向作用。

进一步地，所述的升降机构中的丝杆升降机带有自锁功能，在电机断电时，丝杆螺母会立即停止，物料托盘会停在断电时的举升处，不会造成物料倾倒等问题发生。

具体地，所述升降机构在丝杆运动的有效行程内的起点位和终点位设有第二光电传感器，如需停止在任意点，由伺服电机控制即可，通过第二光电感应片与光电传感器发射信号接触，第二光电传感器将信号反馈给控制单元，控制单元发出指令，电机停止转动，升降运动即停止。

进一步地，所述的升降机构设有机械限位部，具体地，升降电机固定座上设有上下限位块，当升降运动超过有效行程且光电传感器失效时，滑轨会触碰到限位块，升降运动即停止。

在本实施例中，所述深度相机伸缩机构包括搭载在所述水平平移机构20上的电动推杆，深度相机安装在电动推杆的执行端。当AGV车体的底盘与印刷机对接完毕后，深度相机伸缩机构自动打开，通过深度相机自动识别料卷和印刷机套筒的空间相对位置，并反馈给控制单元。

具体地，电动推杆301固定侧通过电动推杆底座303固定在平移平台206上，移动侧通过推杆连接头305固定在相机伸出杆304上，相机伸出杆304前部与相机底座306相连，深度相机308固定在相机底座306上，可以通过相机调节块307进行相机角度调节，相机伸出赶304底部与第三直线滑轨302滑块侧相连，第三直线滑轨302轨道侧与平移平台206相连，通过电动推杆301的运动完成深度相机伸缩运动。进一步地，所述电动推杆具有两根，两根电动推杆相对安装。

进一步地，所述深度相机308的相机连接处配有角度调节装置，可沿相机伸缩的竖直方向做0°至45°的手动。

在本实施例中，如图6所示，所述升降机构10的顶端安装有托盘组件50，托盘组件50包括料卷固定座501、聚氨酯垫502，料卷固定座通过螺栓固定在平台顶板106上，聚氨酯垫固定在料卷固定座上。

在本实施例中，如图7所示，本装置通过电池组件60供电，本实例中，电池组件60包括电池601、第一电池挡边602和第二电池挡边603，其中第一电池挡边602和第二电池挡边603固定在平台底板207上，电池601通过第一电池挡边602和第二电池挡边603的限位固定在平台底板207上。

当AGV车体与印刷机对接完毕后，深度相机伸缩机构会自动打开，通过深度相机识别料卷与印刷机对接侧套筒间的空间位置关系，再将这些数据反馈给控制单元。控制单元下达指令，升降机构的伺服电机控制丝杆升降机进行升降运动，从而调节料卷与印刷机对接侧套筒间的高度位移，水平平移机构的伺服电机控制齿轮齿条进行水平运动，从而调节料卷与印刷机对接侧套筒间的水平位移。当位姿调整结束后，控制单元反馈给印刷机机构，印刷机非对接侧套筒自动合拢，完成料卷上料工作，本装置升降机构、水平移动机构和相机伸缩机构将恢复正常位姿，驶离印刷机进行下一次上下料任务。

此装置的Z轴方向由升降机构采用伺服电机带动丝杆运动完成升降动作，X轴方向由水平平移机构通过伺服电机带动齿轮齿条运动完成水平动作，Y轴方向由伺服电机控制车体进行前后动作，故此装置X、Y、Z轴方向都可以实现任意点停止，精度可以控制在毫米级，从而实现适用于不同机型软包印刷机、不同尺寸料卷的自动上下料工作。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种自动上下料装置，其特征在于，包括：提供水平移动的水平平移机构、搭载在所述水平平移机构上且提供升降移动的升降机构，以及在所述水平平移机构上且提供伸缩运动的深度相机伸缩机构，其中所述水平平移机构搭载在移动平台上，所述深度相机伸缩机构上安装有深度相机，所述水平平移机构、升降机构、深度相机伸缩机构以及深度相机均接入控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种自动上下料装置，其特征在于，所述水平平移机构包括平移平台、平台底板以及安装在所述平移平台和平台底板之间的齿轮齿条机构，所述平移平台滑动设置在平台底板，再通过齿轮齿条机构完成水平移动。

3.根据权利要求2所述的一种自动上下料装置，其特征在于，所述齿轮齿条机构的有效行程内的起点位和终点位设有第一光电传感器，通过光电感应片与第一光电传感器发射信号接触，第一光电传感器将信号反馈给控制单元，控制单元发出指令控制齿轮齿条机构的启停。

4.根据权利要求3所述的一种自动上下料装置，其特征在于，所述水平平移机构上设有机械限位功能，平台底板上设有限位轴，当水平移动超过有效行程且光电传感器失效时，平移平台会触碰限位轴，水平运动即停止。

5.根据权利要求1所述的一种自动上下料装置，其特征在于，所述升降机构采用丝杆升降机完成料卷自动对接时的升降动作，升降机构包括安装在水平平移机构上的基座、安装在基座上的丝杆升降机以及安装在所述丝杆升降机执行端的平台顶板。

6.根据权利要求5所述的一种自动上下料装置，其特征在于，所述丝杆升降机的驱动机构包括伺服电机、换向器和联轴器，所述伺服电机与换向器相连，换向器再通过联轴器与丝杆升降机相连，通过伺服电机控制丝杆升降机上的丝杆运动，从而带动平台顶板完成升降动作。

7.根据权利要求5所述的一种自动上下料装置，其特征在于，所述升降机构在丝杆运动的有效行程内的起点位和终点位设有第二光电传感器，通过第二光电感应片与光电传感器发射信号接触，第二光电传感器将信号反馈给控制单元，控制单元的升降机构的启停。

8.根据权利要求5所述的一种自动上下料装置，其特征在于，所述的升降机构设有机械限位部，当升降运动超过有效行程且光电传感器失效时，触碰机械限位部，升降运动即停止。

9.根据权利要求1所述的一种自动上下料装置，其特征在于，所述深度相机伸缩机构包括搭载在所述水平平移机构上两根相对安装的电动推杆，所述电动推杆配有直线滑轨进行导向，深度相机安装在电动推杆的执行端并在连接处配有角度调节装置。

10.根据权利要求1所述的一种自动上下料装置，其特征在于，所述升降机构的顶端安装有托盘组件。

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