一种上料系统的制作方法

本实用新型涉及自动化设备的技术领域，特别是涉及一种上料系统。

背景技术：

目前，上料系统一般分为单体式全自动真空上料机和分体式大功率全自动真空上料机。这两种上料机都是只能实现大型器械或者流沙之类的上料，不能实现小型零件的上料。进一步地，现有的两种上料系统都无法实现高精度、高规范的上料。因此，现有的上料系统无法满足小型零件的上料需求，严重制约了小型零件生产加工的效率。

为了解决以上小型零件的上料需求，市面上出现针对小型零件的上料系统。由于小型零件自身结构不够规整的特点，现有的上料系统在小型零件放料的过程中需要人员对小型零件进行翻转操作，从而增加上料成本和降低了上料效率。目前，上料系统都只有一个机械手臂，无法并行实现摆料和夹料，从而工作时间较长。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种能够将小型零件自动翻转且能够并行实现夹料和摆料的上料系统。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能够将小型零件自动翻转且并行实现夹料和摆料的上料系统。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：一种上料系统，包括固定装置，用于将所述上料系统固定在预设位置；送料装置，用于将料件翻转地送入所述上料系统；摆料装置，用于接收所述送料装置送入的料件且将料件进行摆放；排料装置，用于将摆料装置所摆放的料件排放至排放处。

作为本实用新型的进一步改进，所述送料装置包括：直行轨道，用于提供料件通行的轨道；翻转轨道，与所述直行轨道连通，用于提供料件通行的轨道；直振送料器，位于所述翻转轨道下面，用于提供振动力；第一光电传感器，位于所述直行轨道的预设位置处，用于监测料件是否到达所述预设位置处。

作为本实用新型的进一步改进，所述摆料装置包括：夹具，用于接收所述上料系统的送料装置送来的料件；第一机械手臂，位于所述夹具的上方，用于夹持所述夹具上的料件并将料件摆放至所述上料系统的排料装置中；第二机械手臂，位于所述夹具的上方，用于夹持所述夹具上的料件并将料件摆放至所述上料系统的排料装置中；第一直动电机，用于驱动所述第一机械手臂和第二机械手臂运行至料件上方的位置；安装机构，用于安装将所述第一机械手臂和所述第二机械手臂，所述安装机构固定在所述上料系统的固定装置上。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹具包括：底座，用于将所述夹具固定在所述上料系统的固定装置上；夹具轨道，用于提供料件通行的轨道；第一滑块，用于接收从所述夹具轨道运行出的料件；滑块轨道，用于提供所述第一滑块运行的轨道；第一气缸，用于驱动所述第一滑块在所述滑块轨道中来回运动；第一夹持件和第二夹持件，用于夹持所述第一滑块上的料件。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹具与所述送料装置中的直振送料器之间设有长度为0.5毫米的间隙。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一机械手臂包括：第一夹持爪和第二夹持爪，用于夹持所述夹具上的料件；第二气缸，用于提供所述第一夹持爪和第二夹持爪进行抓放运动的动力；第三气缸，用于提供所述第一夹持爪和第二夹持爪进行上下运动的动力；光栅读数头，用于提供读取钢带光栅上的位置信息，从而控制所述第一夹持爪和第二夹持爪运动至预定高度的位置。

作为本实用新型的进一步改进，所述排料装置包括：上板料机构，用于运送存放料件的光板；托盘，用于托住所述上板料机构运送的光板；滑板，设置于所述托盘下方，用于带动所述托盘运动；滑板轨道，用于提供所述滑板水平运动的轨道；第六气缸，用于提供所述滑板上下运动的驱动力；伺服驱动器，用于驱动所述滑板水平运动的驱动力；第一夹紧件和第二夹紧件，用于夹紧所述光板；第二滑块，用于驱动所述第一夹紧件和所述第二夹紧件实现夹紧功能。

作为本实用新型的进一步改进，所述上板料机构包括：基体，用于将所述上板料机构固定在所述上料系统的固定装置上；第一钩子和第二钩子，用于钩住光板；第五气缸，用于驱动所述第一钩子和所述第二钩子释放所述光板。

作为本实用新型的进一步改进，所述排料装置还包括导杆，以及设置于所述导杆上的第四光电传感器，所述第四光电传感器检测光板上的料件是否到达预设高度。

本实用新型具有以下优点：本实用新型所述提供的上料系统通过翻转轨道实现了料件180度的自行翻转，简化了一个翻转工位，有效地节约了成本；该上料系统包括两个机械手臂进行摆料和夹料，实现了夹料和摆料的并行，大大地缩短了工作时间，有效地提高了上料效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型中记载的一些实施例，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为本实用新型第一实施例中上料系统的结构示意图；

图2为图1所示实施例中用于上料系统的送料装置的结构示意图；

图3为图1所示实施例中用于上料系统的夹具结构示意图；

图4为图1所示实施例中用于上料系统的摆料装置的X轴方向的结构示意图；

图5为图4所示实施例中摆料装置中的第一机械手臂的结构示意图；

图6为图1所示实施例中排料装置兼摆料装置的Y轴方向的结构示意图；

图7为图1所示实施例中排料装置的上板料机构的结构示意图；

图8为图1所示实施例中排料装置兼摆料装置的内部结构示意图；

图9为本实用新型实施例的一种上料方法的流程步骤示意图。

附图中的标注说明：

100、系统 10、送料装置 20、摆料装置

30、排料装置 40、固定装置 11、直振送料器

12、直行轨道 13、第一光电传感器 14、零件

15、翻转轨道 28、夹具 281、底座

282、夹具轨道 283、盖板 284、第一夹持件

285、第二光电传感器 286、第一滑块 287、滑块轨道

288、第一气缸 289、第三光电传感器 2810、第二夹持件

211、第一固定板 221、第一加强筋 231、第一支撑板

241、第一机械手臂 251、第一排线通道 252、第二排线通道

242、第二机械手臂 232、第二支撑板 222、第二加强筋

212、第二固定板 262、第一直动电机 2411、第一夹持爪

2412、第二气缸 2413、第三固定板 2414、第三气缸

2415、第一导轨通道 2416、第二直动电机 2417、第二导轨通道

2418、支撑钣金 2419、光栅读数头 24110、光电开关

24111、连接板 24112、第二夹持爪 301、导杆

303、第四光电传感器 304、第五光电传感器 305、第六光电传感器

307、第四气缸 308、壳体 39、上板料机构

391、基体 392、第一钩子 393、第二钩子

394、第五气缸 3015、伺服驱动器 3016、第六气缸

3017、第一顶板 3018、第一托盘 3019、滑板

3020、第二顶板 3021、第二托盘 3022、第四固定板

3023、第一夹紧件 3024、第二滑块 3025、第二夹紧件

3026、轨道 121、直行轨道的进料口 122、直行轨道的出料口

151、翻转轨道的进料 152、翻转轨道的出料口

口

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

参图1所示，本实用新型第一实施例中上料系统的结构示意图。在该实施例中，上料系统100包括用于将上料系统100固定在预设位置的固定装置40，用于将料件翻转地送入上料系统100的送料装置10，用于接收送料装置10送入的料件且将料件进行摆放的摆料装置20，用于将摆料装置20所摆放的料件排放至排放处排料装置30。

如图2所示，本实用新型第一实施例中用于上料系统的送料装置的结构示意图。在该实施例中，送料装置10包括用于提供料件14通行的轨道的直行轨道12，与直行轨道12连通且用于提供料件14通行的轨道的翻转轨道15，位于翻转轨道15下面且用于提供振动力的直振送料器11，位于直行轨道12的预设位置处且用于监测料件14是否到达所述预设位置处的第一光电传感器13。在该实施例中，将各种类型的零件统称为料件14。图2中所示料件14仅为零件的一种结构形式，不构成对本实用新型的限制。

继续参照图2，在该实施例中，直振送料器11通过螺栓固定在固定装置40上。直行轨道12包括进料口121和出料口122，从进料口121至出料口122的轨道结构为直线型。为了使得料件14从进料口121进入后能够自行缓慢地沿直行轨道12向出料口122前进，直行轨道12相对水平面具有一定的倾斜度，倾斜度数范围大于0度且小于等于3度。直行轨道12相对水平面的倾斜方向为向水平面上方倾斜。

在该实施例中，翻转轨道15的轨道结构为螺旋式。翻转轨道包括进料口151和出料口152。翻转轨道15的进料口151和所述翻转轨道15的出料口152的角度相差180度。为了顺利地接收直行轨道12运送的料件14，直行轨道12的出料口122与翻转轨道15的进料口151对齐，从而直行轨道12和翻转轨道15连通。

在该实施例中，第一光电传感器13设置于直行轨道12的总长度的中间位置处。如图所示，第一光电传感器13设置于直行轨道12的侧边，从而不影响料件14在直行轨道中的前进。由于料件14在直行轨道12中前进会受到摩擦力等阻力，直行轨道12进料口121处所提供的初始力无法支持料件14从进料口121一直运动至出料口122。因此，需要在料件14在直行轨道12的某一预设位置处，提供启动直振送料器11的启动信号。当第一光电传感器13检测到料件14时，直振送料器14启动，给料件14提供振动的动力。料件14在振动作用下，能够自行沿着直行轨道12和翻转轨道15想摆料装置20的方向前进。

在该实施例中，送料装置通过翻转轨道和直行轨道的结合，有效地实现了料件的180度翻转，省略了一个翻转工位，从而有效地节约了生产成本。

如图3所示，本实用新型实施例所提供的一种夹具的结构示意图。在该实施例中，夹具28包括用于将夹具28固定在上料系统100的固定装置40上的底座281，用于提供料件通行的轨道的夹具轨道282，用于接收从夹具轨道282运行出的料件的第一滑块286，用于提供第一滑块286运行轨道的滑块轨道287，用于驱动第一滑块286在滑块轨道287中来回运动的第一气缸288，用于夹持第一滑块286上料件的第一夹持件284和第二夹持件2810。

夹具28还包括第二光电传感器285，第二光电传感器285用于检测第一滑块286是否运行至第一夹持件284所在的位置处；夹具28还包括第三光电传感器289，第三光电传感器289用于检测第一滑块286是否运行至第二夹持件2810所在的位置处。当第一滑块286运行至第一夹持件284所在的位置处或第二夹持件2810所在的位置处，第一气缸288停止驱动力，则第一滑块286停止运动并静止于所述位置处。从而，第一夹持件284或第二夹持件2810夹持住第一滑块286上的料件。为了确保料件能够顺利地从夹具轨道282上运行至第一滑块286上，第一滑块286的表面与夹具28的上表面需要保持180度的水平面。

在该实施例中，底座281通过螺栓与固定装置40固定。夹具轨道282的进料口与翻转轨道15的出料口152连通。为了实现夹具轨道282能够无缝地接收翻转轨道15传递的料件，夹具轨道282的进料口与翻转轨道15的出料口在同一水平面上对齐。为了使料件能够自动在夹具轨道282中前进，夹具轨道282相对垂直面具有略微的倾斜角，具体如倾斜2.86度。

在一优选实施例中，为了确保夹具28不会接收到直振送料器11的振动作用，导致夹具28随直振送料器11一起振动，夹具28与直振送料器11之间设有长度为0.5毫米的间隙。

如图4所示，本实用新型实施例中用于上料系统的摆料装置的X轴方向的结构示意图。摆料装置20包括用于接收上料系统100的送料装置10送来的料件的夹具28(图4中未示出，参见图3)，位于夹具28的上方且用于夹持夹具28上的料件并将料件摆放至所述上料系统的排料装置30中的第一机械手臂241和第二机械手臂242，用于驱动第一机械手臂241和第二机械手臂241运行至料件上方的位置的第一直动电机262，用于安装将第一机械手臂241和第二机械手臂242的安装机构。在该实施例中，安装机构固定在上料系统的固定装置40上。

继续参考图4，安装机构包括：第一固定板211，与第一固定板211连接的第一支撑板231，设置于第一支撑板231上的第一加强筋221；第二固定板212，与第二固定板212连接的第二支撑板232，设置于第二支撑板232上的第二加强筋222。第一固定板211和第二固定板212相隔预定距离，并分别通过螺栓固定在固定装置40上。第一支撑板231和第二支撑板232相互平行且之间设有水平支架。第一支撑板231和第二支撑板232分别与水平面成90度的垂直形式。第一机械手臂241和第二机械手臂242在所述第一支撑板231和第二支撑板232之间的水平支架上运行。第一直动电机262位于第一支撑板231和第二支撑板232之间。在第一支撑板231和第二支撑板232之间还设有第一排线通道251和第二排线通道252。第一排线通道251和第二排线通道252用于排布第一机械手臂241、第二机械手臂242及直动电机262的电子线路。

在该实施例中，第一机械手臂241和第二机械手臂242的机械结构和控制方式都是一样的。本实用新型仅以第一机械手臂241作为例子详细阐述。

如图5所示，本实用新型实施例中所提供的一种第一机械手臂的结构示意图。在该实施例中，第一机械手臂241包括用于夹持所述夹具28上料件的第一夹持爪2411和第二夹持爪24112，用于提供第一夹持爪2411和第二夹持爪24112进行抓放运动的动力的第二气缸2412，用于提供第一夹持爪2411和第二夹持爪24112进行上下运动的动力的第三气缸2414。第一机械手臂241用于提供第一机械手臂241沿安装机构水平运动的通道的第一导轨通道2415和第二导轨通道2417，用于提供第一机械手臂241进行水平运动的动力的第二直动电机2416。第一机械手臂241还包括光栅读数头2419，光栅读数头2419用于提供读取钢带光栅上的位置信息，从而控制第一机械手臂241运动至上料系统的排料装置30处的位置。

如图5所示，第一机械手臂241还包括用于将上述部件连接成一个整体结构的部件，具体如第三固定板2413，支撑钣金2418、连接板24111等。优选的，第一机械手臂241还包括光电开关24110。光电开关24110用于检测第一机械手臂241的位置。

在一优选实施例中，第三气缸2414的气缸盖板的一端设置有一挡块于，从而控制第三气缸2414的运动量程。第三气缸2414在该挡块的作用下，不会运动全程，所以第一机械手臂241不会过量地向下运动。同理，为了防止第一夹持爪2411和第二夹持爪24112夹持的过程中破坏料件，在第一机械手臂241的水平运动方向上也设置一挡块。

在该实施例中，摆料装置包括两个机械手臂和与机械手臂配合送料的第一滑块，有效地节约了抓料及摆料的时间，大幅度地缩短了工作时间，从而有效地提高了生产效率。

参考图6至图8，本实用新型实施例提供的排料装置的结构示意图。在该实施例中，排料装置30包括用于运送存放料件的光板(没放料件的板子)的上板料机构39，用于托住所述上板料机构39运送的光板的托盘，托盘包括第一托盘3018和第二托盘3021，设置于托盘下方且用于带动托盘运动的滑板3019，用于提供滑板3019水平运动的轨道的滑板轨道3026，用于提供滑板3026进行上下运动的驱动力的第六气缸3016，用于驱动滑板3016及水平运动的驱动力的伺服驱动器3015，用于夹紧光板的第一夹紧件3023和第二夹紧件3025，用于驱动第一夹紧件3023和第二夹紧件3025实现夹紧功能的第二滑块3024。

如图7所示，本实用新型实施例中所提供的上板料机构的结构示意图。在该实施例中，上板料机构39包括用于将上板料机构39固定在上料系统100的固定装置40上基体391，用于钩住光板的第一钩子392和第二钩子393，用于驱动第一钩子392和第二钩子393释放光板的第五气缸394。当要进行排料时，第五气缸394驱动第一钩子392和第二钩子393的钩子松开，从而原先被第一钩子392和第二钩子393钩住的光板落下。光板落入第一托盘3018或第二托盘302110上。第一托盘3018或第二托盘302110会在滑板3016带动下进行运动。

继续参见图6和图8，在该实施例中，排料装置30还包括导杆301，以及设置于导杆301上的第四光电传感器303。第四光电传感器303检测光板上的料件是否到达预设高度。排料装置30还包括壳体308，壳体308用于容纳上述排料装置30中的部件。排料装置30还包括第五光电传感器304和第六光电传感器305，用于从多个方向检测料件或光板的位置。

本实用新型所述提供的上料系统通过翻转轨道实现了料件180度的自行翻转，简化了一个翻转工位，有效地节约了成本；该上料系统包括两个机械手臂进行摆料，且结合第一滑块进行送料，大大地缩短了工作时间，有效地提高了上料效率。

如图9所示，本实用新型还提供一种上料的方法。在该实施例中，上料的方法包括六个步骤，具体步骤内容如下所示。

步骤S1：当第一光电传感器13检测料件到达直行轨道12中的预设位置时，直振送料器11启动。在该步骤中，第一光电传感器13通过检测料件的位置，向直振送料器11发送启动信号，从而给料件提供继续前进的动力。料件从直行轨道12进入翻转轨道15内。

步骤S2：料件在直振送料器11的振动作用下，进入翻转轨道15并实现翻转后进入夹具轨道282。在该实施例中，翻转轨道的进料口和出料口的角度相差180度。因此，料件到达翻转轨道15的出料口时，实现了180度的翻转。

步骤S3：料件沿所述夹具轨道282运动至第一滑块286上，第一滑块286在第一气缸288的驱动下沿滑块轨道287来回运动。料件从翻转轨道15的出料口进入夹具轨道282，由于直振送料器11仍然在振动，所以料件仍然会沿着夹具轨道282向前前进。为了阻止料件上下振动，夹具28上设有一封盖。料件沿着夹具轨道282运行至第一滑块286上。第一滑块286在第一气缸288的驱动下会沿滑块轨道287来回运动。

步骤S4：当第二光电传感器285或第三光电传感器289检测到所述第一滑块286时，所述第一气缸288停止驱动力，所述第一滑块286停止运动并静止于所述预设位置处。

步骤S5：第一机械手臂241或第二机械手臂242的第一夹持爪2411和第二夹持爪24112，夹持所述第一滑块246上的料件并将料件摆放至排料装置30的光板上。

当第一滑块286停止运动并静止于所述预设位置处后，第一机械手臂241或第二机械手臂242在第二直动电机2416的驱动下，沿第一导轨通道2415和第二导轨通道2417在水平方向移动，直至移动至第一滑块286的上方位置。第三气缸2414驱动第一夹持爪2411和第二夹持爪24112进行上下运动，直至一夹持爪2411和第二夹持爪24112位于抓取位置。第二气缸2412驱动第一夹持爪2411和第二夹持爪24112进行抓放运动，从而将料件进行抓取。

抓取完料件后，第一机械手臂241或第二机械手臂242缩回，并在第二直动电机2416的驱动下像排料装置30处运动并摆放料件。第一机械手臂241或第二机械手臂242通过光栅读数头2419所读取钢带光栅上的位置信息，将第一机械手臂241或第二机械手臂242定位至上料系统的排料装置30处的位置。

在第一机械手臂241或第二机械手臂242进行抓取料件过程的同时，夹具通道282会接收从翻转导轨15中输送过来的另外一个料件。当第一机械手臂241或第二机械手臂242将料件抓走后，第一滑块286又成功接收到另一个料件，第一滑块286就会在第一气缸288的驱动下向相反的方向运动，直到碰到另外一边的第二光电传感器285或第三光电传感器289，然后执行上述相同的命令。

步骤S6：当第四光电传感器303检测光板上的料件到达预设高度时，排料装置30的滑板3019在伺服驱动器3015的驱动下，带着位于托盘上的光板向排料处滑动。

排料装置30的X轴运动的同时，Y轴也在运动。排料装置30的第一钩子393和第二钩子393在第五气缸394的驱动下运动并将光板放置在滑板3019的托盘上面。托盘包括第一托盘3018和第二托盘3021。排料装置的第二滑块3024在第六气缸3016的驱动下，带动第一夹紧件3023和第二夹紧件3025运动，进而锁定光板。同时，滑板3019在伺服驱动器3015的驱动下，带动托盘及托盘上的光板和料件向Y轴进给。在该实施例中，第四光电传感器303检测到光板上的料件达到预设高度时，第一机械手臂241或者第二机械手臂242停止料件的摆放，表面光板上的料件已经摆满。滑板3019会带着装满料件的托盘运行至排料口。

由以上技术方案可以看出，本实用新型所提供的上料方法具有以下优点：该方法通过翻转轨道实现了料件180度的自行翻转，简化了一个翻转工位，有效地节约了成本；该方法通过两个机械手臂进行摆料，且结合第一滑块进行送料，大大地缩短了工作时间，有效地提高了上料效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。