堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统及其上料方法
【专利摘要】本发明公开了一种堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统及其上料方法，该系统包括：可从物料储存区（1）取走铝片的第一机械手（2）；可接受第一机械手（2）所传送的铝片，并对铝片数量进行检测并实行分离的物料分离检测区（3）；可将物料分离检测区（3）的铝片转送至备用物料储存区（5）的第二机械手（4）；可从物料分离检测区（3）或备用物料储存区（5）取走铝片的第三机械手（6）。与现有技术相比，本发明很好的解决了堆积装铝片上料过程中由于铝片粘连导致单次上料超过一片导致废料的问题，并且在上料过程中各个节拍不出现空档期，工作过程中无需人员操作，自动化程度高，结构简单可靠。
【专利说明】[0001] 堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统及其上料方法
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种自动化上料系统，尤其涉及一种堆积状铝片自动容错和定节拍上 料系统，以及采用该上料系统进行上料的方法。
【背景技术】
[0003] 铝是银白色的轻金属，具有较好的延展性。铝片非常适用于冲压成型，制作成各种 生活用品和其他制品。传统的铝片冲压工艺，其上下料环节均为人工操作，不仅生产效率较 低，且重复单一动作容易使工人产生疲劳、疏忽等状况，造成不必要的事故。同时，现有的机 械手自动上料方式，大部分没有考虑铝片因粘连导致两块铝片叠加上料的问题，造成冲压 失败和材料损耗，也即缺少铝片高度的自动检测和容错功能。铝片比较薄，有翘曲，机械手 通过真空吸盘抓取时，检测其高度差时会因定位基准不一和传感精度不够等因素导致误判 的产生，造成冲压失败的同时，因检测与移动等附加动作，增加了上料节拍的时间，降低了 生产效率。另外，当正确检测到铝片叠加时，吸盘在移动到某一位置时松开，即不上料，产生 冲压节拍的空档期，即从工序设计的源头上未能实现连续、定节拍的冲压。
[0004]
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型的堆积状铝片自动容错和定节拍上料系 统及其上料方法，实现叠加铝排的自动检测和分离，保证铝片快速、连续的定节拍上料。
[0005] 为解决以上技术问题，本发明提供了一种堆积状铝片自动容错和定节拍上料系 统，该系统包括： 可从物料储存区取走铝片的第一机械手； 可接受第一机械手所传送的铝片，并对铝片数量进行检测并实行分离的物料分离检测 区； 可将物料分离检测区的铝片转送至备用物料储存区的第二机械手； 可从物料分离检测区或备用物料储存区取走铝片的第三机械手。
[0006] 进一步地，所述第一机械手和物料分离检测区均有两个工作位置，第二机械手有 三个工作位置，第三机械手有四个工作位置。
[0007] 进一步地，所述第一机械手、物料分离检测区和第三机械手均包括一个转动臂，转 动臂的一端连接固定在机架上的驱动电机，且以各自的驱动电机为中心可转动；所述第一 机械手与第三机械手的转动臂的另一端还设有真空吸盘；所述物料分离检测区的转动臂前 端设有置物台，置物台前端设有V字形凸起，置物台上方设有红外测距仪，置物台后方设有 定位气缸； 所述第二机械手包括一个机架，机架上固定有平行设置的导轨和齿条，导轨上设有驱 动电机，驱动电机连接机械臂的一端，机械臂的另一端设有真空吸盘，驱动电机和齿条之间 连接有齿轮。
[0008] 进一步地，所述置物台包括左置物台和右置物台，左置物台和右置物台可从中间 向两侧打开。
[0009] 进一步地，所述V字形凸起的凸起高度略小于一片铝片的厚度。
[0010] 前述堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统的上料方法，包括如下步骤： (1 )、先将错片置放在物料储存区，并将一片错片放直在备用物料储存区； (2) 、第一机械手、物料分离检测区、第二机械手和第三机械手均位于各自的第一工作 位置，第一机械手用真空吸盘吸取物料储存区的铝片； (3) 、第一机械手转动至它的第二工作位置，将铝片放置在物料分离检测区的置物台 上； (4) 、物料分离检测区转动至它的第二工作位置，定位气缸顶紧铝片，与V字形凸起共 同定位，红外测距仪测量铝片上表面与红外测距仪之间的距离判断置物台上铝片的数量， 当铝片为一片时，进入步骤（5)，当铝片为两片时，进入步骤（6): (5) 、第三机械手从它的第一工作位置转动至它的第二工作位置，取走置物台上的铝 片，并转动至它的第四工作位置进行送料； (6) 、第三机械手从它的第一工作位置转动至它的第三工作位置，取走备用物料储存区 的铝片，并转动至它的第四工作位置进行送料；同时，第二机械手从它的第一工作位置平移 至它的第二工作位置取走置物台上位于上方的铝片，并将该铝片运送至位于它的第三工作 位置的备用物料储存区；置物台左右分离，使位于下方且被保留在置物台上的铝片掉落； 以上第一机械手、物料分离检测区、第二机械手和第三机械手在完成相应工作后均回 到其相应的第一工作位置。
[0011] 与现有技术相比，本发明很好的解决了堆积装铝片上料过程中由于铝片粘连导致 单次上料超过一片导致废料的问题，并且在上料过程中各个节拍不出现空档期，工作过程 中无需人员操作，自动化程度高，结构简单可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明物料分离检测区的转动臂与置物台的放大结构示意图。
[0013] 图中标号：1_物料储存区；2-第一机械手；2. 1-第一机架；2. 2-第一驱动电机； 2. 3-第一转动臂；2. 4-第一真空吸盘；21-第一机械手的第一工作位置；22-第一机械手的 第二工作位置；3-物料分离检测区；3. 1-检测区机架；3. 2-检测区驱动电机；3. 3-检测区 转动臂；3. 4-置物台；3. 4. 1-左置物台；3. 4. 2-右置物台；3. 4. 3-V字形凸起；3. 5-红外 测距仪；3. 6-定位气缸；31-物料分离检测区的第一工作位置；32-物料分离检测区的第二 工作位置；4-第二机械手；4. 1-第二机架；4. 2-导轨；4. 3-齿条；4. 4-齿轮；4. 5-第二驱 动电机；4. 6-机械臂；4. 7-第二真空吸盘；41-第二机械手的第一工作位置；42-第二机械 手的第二工作位置；43-第二机械手的第三工作位置；5-备用物料储存区；6-第三机械手； 6. 1-第二机架；6. 2-第二驱动位置；6. 3-第二转动臂；6. 4-第二真空吸盘；7-错片。
【具体实施方式】
[0014] 为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】 并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制 本发明的范围。只要是根据本发明所揭示精神所作出的任何等同变更或修饰，均落入本发 明保护的范围。此外，在以下说明中省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆 本发明的概念。
[0015] 如图1所示，本发明的堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统，包括物料储存区 1、第一机械手2、物料分离检测区3、第二机械手4、备用物料储存区5以及第三机械手6。
[0016] 所述物料储存区1用于堆放铝片7。
[0017] 所述备用物料储存区5用于放置一片备用的铝片。
[0018] 所述第一机械手2有两个工作位置，可从物料储存区1取走铝片(此时第一机械手 2位于它的第一工作位置21)，并可将铝片送至物料分离检测区3 (此时第一机械手2位于 它的第二工作位置22)。第一机械手2包括一个第一转动臂2. 3,该第一转动臂2. 3的一端 连接第一驱动电机2. 2,第一驱动电机2. 2固定在第一机架2. 1上，第一转动臂2. 3的另一 端设有第一真空吸盘2. 4,该第一真空吸盘2. 4用于吸取物料储存区1上的铝片。
[0019] 所述物料分离检测区3有两个工作位置，可接受第一机械手2所传送的铝片(此时 物料分离检测区3位于它的第一工作位置31 )，并可将铝片供第二机械手4和第三机械手6 吸取(此时物料分离检测区3位于它的第二工作位置32)。物料分离检测区3包括一个检测 区转动臂3. 3,该检测区转动臂3. 3 -端连接检测区驱动电机3. 2,检测区驱动电机3. 2固 定在检测区机架3. 1上，检测区转动臂3. 3的另一端（即前端）设有置物台3. 4,置物台3. 4 包括左置物台3. 4. 1和右置物台3. 4. 2,左置物台3. 4. 1和右置物台3. 4. 2可从中间向两侧 打开。在置物台3. 4的上方设有红外测距仪3. 5,用于检测铝片表面跟它的距离，从而判断 铝片数量，前端(远离固定端检测区机架3. 1的那一端)设有一个V字形凸起3. 4. 3 (如图2 所示），该V字形凸起3. 4. 3的V字形开口向内，且其凸起高度略小于一片铝片的厚度。在 转动臂3. 3上还设有定位气缸3. 6,位于置物台3. 4后方，能将置于置物台3. 4上的铝片顶 紧，与V字形凸起3. 4. 3共同将铝片定位。
[0020] 所述第二机械手4包括第二机架4. 1，第二机架4. 1上固定有平行设置的导轨4. 1 和齿条4. 3,导轨4. 1上设有第二驱动电机4. 5,第二驱动电机4. 5连接机械臂4. 6的一端， 机械臂4. 6的另一端设有第二真空吸盘4. 7,第二驱动电机4. 5和齿条4. 3之间连接有齿 轮4. 4。第二驱动电机4. 5可带动齿轮4. 4转动，由于齿轮4. 4与齿条4. 3啮合，因此促使 第二驱动电机4. 5带动机械臂4. 6在导轨4. 2上做平移运动。该第二机械手4有三个工作 位置，可吸取置于物料分离检测区3的置物台3. 4上的铝片的位置为它的第二工作位置42， 可将铝片放置在备用物料储存区5的位置为它的第三工作位置43,而以上两个位置以外的 位置为它的第一工作位置41，实际为等待工作的位置，如图1所示，位于在物料分离检测区 3的检测区转动臂3. 3的上方（当物料分离检测区3位于其第二工作位置32时)。
[0021] 所述第三机械手6包括第三机架6. 1，第三机架6. 1上固定有第三驱动电机6. 2， 第三驱动电机6. 2连接第三转动臂6. 3的一端，第三转动臂6. 3的另一端设有第三真空吸 盘6. 4。该第三机械手6有四个工作位置，可从物料分离检测区3 (当物料分离检测区3位 于其第二工作位置32时）吸取铝片的位置为它的第二工作位置62,可从备用物料储存区5 吸取铝片的位置为它的第三工作位置63,将铝片送料的位置为它的第四工作位置64。而以 上三个位置以外的位置为它的第一工作位置61，实际为等待工作的位置，如图1所示，位于 备用物料储存区5和物料分离检测区3的第二工作位置32之间。
[0022] 本发明的操作步骤如下： (1) 、先将铝片7叠放在物料储存区1，并将一片铝片放置在备用物料储存区5 ; (2) 、第一机械手2、物料分离检测区3、第二机械手4和第三机械手6均位于各自的第 一工作位置21、31、41、61，第一机械手2用真空吸盘吸取物料储存区1的铝片； (3) 、第一机械手2转动至它的第二工作位置22,在图1中以虚线表示，物料分离检测 区3的第一工作位置31在图1中也是以虚线表示，第一机械手2的第二工作位置22与物 料分离检测区3的第一工作位置31部分重叠，使第一机械手2吸取的铝片正好放置在物料 分离检测区3的置物台3. 4上，卡入V字形凸起3. 4.3的V字形开口内； (4) 、物料分离检测区3得到铝片后，转动至它的第二工作位置32,定位气缸3. 6顶紧铝 片，与V字形凸起3. 4. 3共同定位，红外测距仪3. 5测量铝片上表面与红外测距仪3. 5之间 的距离判断置物台3. 4上铝片的数量，当铝片为一片时，进入步骤（5)，当铝片为两片时，进 入步骤（6): (5) 、第三机械手6从它的第一工作位置61转动至它的第二工作位置62 (图1中以虚 线表示)，取走置物台3. 4上的铝片，并转动至它的第四工作位置64 (图1中以虚线表示)进 行送料； (6) 、第三机械手6从它的第一工作位置61转动至它的第三工作位置63 (图1中以虚 线表示)，取走备用物料储存区5的铝片，并转动至它的第四工作位置64进行送料；同时，第 二机械手4从它的第一工作位置41 (图1中以虚线表示）平移至它的第二工作位置42取 走置物台3. 4上位于上方的铝片，并将该铝片运送至位于其第三工作位置43 (图1中以虚 线表示)的备用物料储存区5 ;置物台3. 4的左置物台3. 4. 1与右置物台3. 4. 2从中间向外 侧打开，使位于下方且被保留在置物台3. 4上的铝片掉落；置物台3. 4上V字形凸起3. 4. 3 的高度略小于一片铝片的厚度，保证了位于上方的铝片能够顺利吸走，而位于下方的铝片 则因其阻挡作用顺利留下。
[0023] 以上第一机械手2、物料分离检测区3、第二机械手4和第三机械手6在完成相应 工作后均回到其相应的第一工作位置，继续进行物料运输。
【权利要求】
1. 一种堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统，其特征在于该系统包括： 可从物料储存区（1)取走铝片的第一机械手（2); 可接受第一机械手（2)所传送的铝片，并对铝片数量进行检测并实行分离的物料分离 检测区（3); 可将物料分离检测区（3)的铝片转送至备用物料储存区（5)的第二机械手（4); 可从物料分离检测区（3)或备用物料储存区（5)取走铝片的第三机械手（6)。
2. 根据权利要求1所述的堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统，其特征在于所述第 一机械手（2)和物料分离检测区（3)均有两个工作位置，第二机械手（4)有三个工作位置， 第三机械手（6)有四个工作位置。
3. 根据按照权利要求2所述的堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统，其特征在于： 所述第一机械手（2)、物料分离检测区（3)和第三机械手（6)均包括一个转动臂，转动 臂的一端连接固定在机架上的驱动电机，且以各自的驱动电机为中心可转动；所述第一机 械手（2)与第三机械手（6)的转动臂的另一端还设有真空吸盘；所述物料分离检测区（3)的 转动臂前端设有置物台（3. 4)，置物台（3. 4)前端设有V字形凸起（3. 4. 3)，置物台（3. 4)上 方设有红外测距仪（3. 5)，置物台（3. 4)后方设有定位气缸（3. 6); 所述第二机械手（4)包括一个机架，机架上固定有平行设置的导轨（4. 1)和齿条 (4. 3)，导轨（4. 1)上设有驱动电机，驱动电机连接机械臂（4. 6)的一端，机械臂（4. 6)的另 一端设有真空吸盘，驱动电机和齿条（4. 3)之间连接有齿轮（4. 4)。
4. 根据权利要求3所述的堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统，其特征在于所述 置物台（3. 4)包括左置物台（3. 4. 1)和右置物台（3. 4. 2)，左置物台（3. 4. 1)和右置物台 (3. 4. 2)可从中间向两侧打开。
5. 根据权利要求3所述的堆积状铝片自动容错和定节拍上料系统，其特征在于所述V 字形凸起（3. 4. 3)的凸起高度略小于一片铝片的厚度。
6. 根据权利要求1-5任意一项权利要求所述的堆积状铝片自动容错和定节拍上料系 统的上料方法，其特征在于该上料方法包括如下步骤： (1 )、先将铝片叠放在物料储存区（1 )，并将一片铝片放置在备用物料储存区（5); (2) 、第一机械手（2)、物料分离检测区（3)第二机械手（4)和第三机械手（6)均位于各 自的第一工作位置（21、31、41、61)，第一机械手（2)用真空吸盘吸取物料储存区（1)的铝 片； (3) 、第一机械手（2)转动至它的第二工作位置（22)，将铝片放置在物料分离检测区 (3)的置物台（3. 4)上； (4) 、物料分离检测区（3)转动至它的第二工作位置（32)，定位气缸（3. 6)顶紧铝片，与 V字形凸起（3. 4. 3)共同定位，红外测距仪（3. 5)测量铝片上表面与红外测距仪（3. 5)之间 的距离判断置物台（3. 4)上铝片的数量，当铝片为一片时，进入步骤（5)，当铝片为两片时， 进入步骤（6): (5) 、第三机械手（6)从它的第一工作位置（61)转动至它的第二工作位置（62)，取走置 物台（3. 4)上的铝片，并转动至它的第四工作位置（64)进行送料； (6) 、第三机械手（6)从它的第一工作位置（61)转动至它的第三工作位置（63)，取走 备用物料储存区（5)的铝片，并转动至它的第四工作位置（64)进行送料；同时，第二机械手 (4)从它的第一工作位置（41)平移至它的第二工作位置（42)取走置物台（3. 4)上位于上 方的铝片，并将该铝片运送至位于它的第三工作位置（43)的备用物料储存区（5);置物台 (3. 4)左右分离，使位于下方且被保留在置物台（3. 4)上的铝片掉落； 以上第一机械手（2)、物料分离检测区（3)、第二机械手（4)和第三机械手（6)在完成相 应工作后均回到其相应的第一工作位置。
【文档编号】B21D43/24GK104117600SQ201410343521
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】杨建
申请人:杭州集普科技有限公司