卷线盘自动搬运机及卷线盘自动上下料机器人的制作方法

本实用新型涉及卷线设备领域，尤其是卷线盘自动搬运机及卷线盘自动上下料机器人。

背景技术：

对于各种丝、线产品，往往需要将丝、线缠绕到卷盘上形成最终的产品，现有的各种绕线机，能够有效的进行丝、线的缠绕，但是在进行绕线时，往往需要人工将绕线盘放置到绕线机或将绕线机上的绕线盘从绕线机上取下，人工上下绕线盘的方式，需要配置专人操作，增加了企业的人力成本且劳动强度大，与当前自动化、智能化的工业发展趋势相违背。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种卷线盘自动搬运机及卷线盘自动上下料机器人。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

卷线盘自动搬运机，包括六轴机器人，所述六轴机器人的自由端设置有夹钳，所述夹钳包括两个可相向和背向移动的夹爪，两个夹爪相对的端面为与卷线盘匹配的圆弧面。

优选的，所述的卷线盘自动搬运机中，每个所述夹爪的尾端设置有一与其垂直的挡板。

优选的，所述的卷线盘自动搬运机中，所述圆弧面上靠近两端的位置分别形成有弧形卡槽，两个弧形卡槽的间距与卷线盘的两个挡盘之间的距离相等。

优选的，所述的卷线盘自动搬运机中，两个所述夹爪设置于一个双滑块电缸的两个滑块上。

优选的，所述的卷线盘自动搬运机中，所述六轴机器人的自由端还设置有用于切断丝线的切割装置。

优选的，所述的卷线盘自动搬运机中，所述六轴机器人的自由端还设置胶带粘贴装置。

优选的，所述的卷线盘自动搬运机中，所述六轴机器人的自由端还设置有可夹持线头的抓线装置。

优选的，所述的卷线盘自动搬运机中，所述六轴机器人的自由端还设置有图像采集装置，以采集视觉定位丝线位置用的图像。

优选的，所述的卷线盘自动搬运机中，所述六轴机器人设置于驱动其移动的移动装置上。

卷线盘自动上下料机器人，包括上述任一的卷线盘自动搬运机，还包括用于放置空卷线盘的放置台及用于放置绕线的卷线盘的移载台。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，结构简单，使夹爪具有与卷线盘外形匹配的弧形结构，从而能够稳定的从卷线盘的外周进行夹持固定，结合六轴机器人，有效的解决了卷线盘在小范围内的搬运问题，为卷线盘的自动上、下料创造了条件，同时保证了搬运的稳定性，并且整体结构易于实现，便于控制。

挡板的设置有效的保证了抓取时，卷线盘位置的限定，避免卷线盘可能突出到夹爪外的可能，同时由于设置有卡槽，挡板可以有效的保证卷线盘的挡盘与两个卡槽位置对应，并且卡槽能够充分的实现卷线盘的位置固定，避免其从夹钳中脱落的问题，保证了搬运的稳定性和可靠性。

切割装置、胶带粘贴装置、抓线装置的设置丰富了搬运机的功能，使得搬运机除了能够进行料盘的搬运，还能够有效保证切线后的线头能够被有效的固定，避免绕线出现散乱的情况，为卷线的全过程自动化进行提供了可能。

视觉定位技术的采用，能够有效的适用于线、丝等细长物体的位置的精确确定，为自动的抓取细线并缠绕到绕线盘上提供了便利。

将搬运机器人设置在移动设备上，从而可以实现一对多服务，有利于节约设备成本，充分利用各工位绕线的时间，提高加工效率。

本方案的卷线盘自动上下料机器人具有卷线盘自动上下料、剪线、抓线的功能，从而能够有效的结合自动供料机和绕线机实现上料、卷线、下料的全过程自动化，提供了一种全新的、设备结构简单、绕线过程易于控制的自动绕线生产线，另外，通过视觉定位技术的采用，能够有效的适用于线状或丝状物体位置的精确确定，为自动的抓取、剪线提供了可能，并且视觉定位的灵活性佳、精确度好、效率高，从而有利于提高绕线的效率。

将卷线盘自动上下料机器人设置在移动设备上，并且使多个供料机和绕线机并排设置，可以通过一个卷线盘自动上下料机器人与多个绕线机配合工作，实现一对多服务，有利于节约设备成本，充分利用各工位的绕线时间，提高加工效率，并且使放置台和移载台同步移动，可以不必为各绕线机单独配置相应的结构，有利于简化设备结构，降低成本。

有动力移载台的设置，在使设备结构更紧凑的条件下，充分利用了小车的空间，使得卷线盘自动上下料机器人的结构最小化，同时为后续卷线盘的下料提供了便利。

附图说明

图 1 是本实用新型的卷线盘自动搬运机的立体图；

图 2 是本实用新型的夹钳的正面图；

图 3是本实用新型的夹钳的背面图；

图4是本实用新型的移载台的示意图；

图5是本实用新型的全自动绕线生产线的立体图；

图6是本实用新型的中的自动供料机及绕线机的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本实用新型揭示的卷线盘自动搬运机进行阐述，如附图1所示，其包括六轴机器人1，所述六轴机器人1可以是已知的各种品牌、各种型号的六轴机器人，为已知技术，此处不再赘述，当然，在其他实施例中，驱动所述夹钳2移动也可以采用其他可行的结构，如多个电感配合形成的可以进行XYZ三轴移动的结构，或者类似的结构等，为已知技术，不再赘述所述六轴机器人1的自由端设置有夹钳2。

如附图1、附图2所示，所述夹钳2包括两个可相向和背向移动的夹爪21，两个夹爪21相对的端面为与卷线盘10匹配的圆弧面211，所述圆弧面211可以与所述卷线盘10的卷轴102的曲率匹配，也可以与卷线盘10的挡盘101的曲率匹配，优选与挡盘101的曲率匹配。

具体来说，如附图2所示，两个所述夹爪21优选采用个一个双滑块电缸23进行驱动，所述双滑块电缸23设置在所述六轴机器人1的自由端的转盘11上，其两个滑块231上分别设置有一个支架24，每个所述支架24上设置一所述夹爪21,所述夹爪21包括与所述支架24连接的安装座214及螺栓连接所述安装座214上的弧形夹块213，所述弧形夹块213的中心区域为通孔，每个所述夹爪21的尾端设置有一与其垂直的挡板22，所述挡板22突出于所述圆弧面211，所述圆弧面211上靠近两端的位置分别形成有弧形卡槽212，两个弧形卡槽212的间距与卷线盘10的两个挡盘101之间的距离相等，且两个弧形卡槽212的宽度与所述挡盘101的宽度相同，从而能便于使卷线盘10快速卡入到弧形卡槽212中。

进一步，在将卷线机上的已卷线的卷线盘取下换上空的卷线盘之前，需要先将卷线盘上的线或丝剪断并用胶带将线头区域贴起来以免丝线松散，对应的，在所述六轴机器人1的自由端还设置有用于切断丝线的切割装置3以及胶带粘贴装置4。

具体的，如附图3所示，在一个所述支架24的外侧设置有一安装板25，在所述安装板25上设置所述切割装置3及胶带黏贴装置4，所述胶带黏贴装置4的出胶口到所述夹爪21的距离大于所述切割装置3到所述夹爪21的距离。

所述切割装置3包括气缸31以及两个尤其驱动转动以在闭合和打开状态切换的剪切刀32，常态下，所述气缸31使两个剪切刀32打开，剪切时，气缸31驱动两个剪切刀32相向转动，并使它们的刀刃将位于刀刃之间的线或丝切断。

所述胶带黏贴装置4是与学生使用的修正带相同的结构，如附图5所示，所述胶带黏贴装置4的出胶口到所述夹爪21的距离大于所述切割装置3到夹爪21的距离，即附图5所示，所述切割装置3位于所述胶带黏贴装置4的出胶口的左侧，且所述胶带黏贴装置4的胶带的宽度与所述卷线盘10的卷轴101的宽度相近，从而在进行丝线状体的线头固定时，不用考虑其在卷轴101上的位置，一次贴胶作业可以覆盖整个卷轴。

进一步，在卷线机上更换空的卷线盘10后，需要将切断的线头缠绕到所述卷线盘10上进行绕线，对应的，在所述六轴机器人1的自由端还设置有可夹持线头的抓线装置5，具体的，如附图3所示，所述抓线装置5设置于所述安装板25上，并且其位于所述切割装置3和胶带黏贴装置4的出胶口之间，其包括气缸51及尤其驱动转动以在打开和闭合之间切换的夹块52，两个夹块52的夹持面上形成有锯齿53。

另外，在进行切线和抓线头时，由于线、丝往往较细，不便通过传感器等进行定位，因此，优选采用视觉定位的方式以确定丝线的位置，对应的，在所述六轴机器人1的自由端还设置有图像采集装置6，以采集视觉定位丝线位置用的图像，如附图3所示，所述图像采集装置6设置于所述双滑块电缸23上且与所述安装板25同侧，其位于所述安装板25的上方，其包括摄像头61及光源62，所述摄像头61及光源62均位于所述切割装置3和与所述抓线装置3较近的夹爪21之间，所述光源62距离所述安装板25的间距可调地设置在所述双滑块电缸23侧面，具体来说，其通过一连接件63螺栓连接所述双滑块电缸23上，所述连接件63上设置有连接所述双滑块电缸23上的支撑板的腰形连接孔（图中未示出），通过改变支撑板上的连接孔在腰形连接孔中的位置即可实现连接件63的位置调整。

并且，为了便于通过一台所述卷线盘自动搬运机与多台卷线机配合进行工作，如附图1所示，使所述六轴机器人1设置于驱动其移动的移动装置7上，所述移动装置7可以是各种可行的设备或结构，例如具有自主导航的AGV小车、具有自主导航的智能机器人、无人机或沿导轨移动的电动小车，如有轨电车，当然也可以是其他结构，优选所述移动装置7为有轨电车，如附图1所示，其包括一条沿直线延伸的导轨71，以及可沿所述导轨71滑动的电动车72，此处为已知技术，不再赘述；并且下述的绕线机30对称的设置在所述导轨71的两侧。

进一步，本实用新型还揭示了卷线盘自动上下料机器人，如附图1所示，包括上述的卷线盘自动搬运机，还包括用于放置空卷线盘的放置台8及用于放置绕线的卷线盘的移载台9。

其中，如附图1所示，所述放置台8及移载台9均设置在所述有轨电车的电动车72上，并且，所述放置台8是一个普通的平台，所述移载台9可以仅仅是一个和放置台8一样的平台，也可以是有动力移载机，优选为有动力移载台。

如附图4所示，所述移载台9包括支撑平台91，所述支撑平台91上设置有两条与所述小车81的移动方向垂直的导轨92以及与所述导轨平行的齿条93，所述导轨92从所述支撑平台91的一端延伸到另一端并且在它们的两端分别设置有限位挡块98，所述齿条93与一齿轮94啮合，所述齿轮94连接电机95，所述电机95连接有承载板96，所述承载板96通过滑板97可滑动地设置于两条导轨92上，所述承载板96的上表面有两条与所述导轨92平行的限位条961，它们形成用于限制卷线盘10的限位槽。

当然，在其他实施例中，所述移载台9还可以是各种输送线，如皮带输送线、有动力或无动力辊筒输送线，或者其他可以的能够实现直线移动的机构。

本方案进一步揭示了一种全自动绕线生产线，如附图5所示，其包括

至少一自动供料机20，用于供应丝线状体；

至少一绕线机30，用于固定卷线盘10并驱动其自转；

以及上述的卷线盘自动上下料机器人40，能够将卷线盘10移动到绕线机30上以及将卷线盘10从绕线机30上取下，其在进行丝线状体的抓取和切断时，通过视觉定位确定丝线状体的位置，此处丝线状体的抓取是指抓取自动供料机20供应的丝线状体的线头部分的动作，所述丝线状体的切断是指将自动供料机20和绕线机上卷线盘10之间的丝线状体切断的动作。

其中，所述自动供料机20及绕线机30可以是已知的各种品牌和型号的设备，并且所述自动供料机20在供应丝线状体时使丝线状体往复地从所述卷线盘的卷轴的一端移动到另一端，从而保证卷线盘10上丝线状体分布的均匀性，并且所述绕线机30的转轴301为膨胀轴，从而能够有效的进行卷线盘10的固定，此处均为已知技术，不再赘述。

并且，如附图5、附图6所示，在所述绕线机30上设置有机械手302，所述机械手302位于所述绕线机的转轴301的上方且靠近所述自动供料机20，所述机械手302包括气缸3021及由所述气缸驱动转动并在打开和闭合之间切换的夹爪3022，其在将丝线状体切断之前，将位于自动供料机20和卷线盘10之间的丝线状体夹持固定，从而为后续的卷线盘自动上下料机器人40定位及抓取丝线状体创造便利条件。

在整个机器的运行过程中，各气缸、电机、图像采集设备等电气设备的启停及工作状态的切换可以通过各种传感器的信号结合软件编程来控制，优选的通过各种传感器（图中未示出）结合PLC控制系统（图中未示出）来控制，此处为已知技术，不再赘述。

上述的全自动绕线生产线加工时，其过程如下：

人工或通过自动化设备将所述自动供料机20供应的丝线状体的线头穿过所述机械手并由所述机械手302夹持所述丝线状体，当然此步骤不是一定的，仅需要使自动供料机20供应的丝线状体的线头显露在外可被抓取即可。

S1，所述六轴机器人1驱动所述夹钳2移动到放置台8处的一个卷线盘10的上方，并且使其两个夹爪21位于所述卷线盘10的两侧，双滑块电缸23启动使两个夹爪21相向移动将卷线盘10夹持，随后通过六轴机器人1使卷线盘的中心孔与绕线机30的转轴301共轴，并使转轴301插入到卷线盘的中心孔中，所述转轴301膨胀将所述卷线盘10固定。

S2，所述六轴机器人1驱动图像采集装置6至合适的拍摄角度采集丝线状体的图像并由PLC控制系统分析得到丝线状体的位置，然后，所述六轴机器人1驱动抓线装置5移动到丝线状体位置，其两个夹块52闭合进行丝线状体的抓取，抓取后所述六轴机器人1驱动抓线装置5将丝线状体移动到绕线机上的卷线盘的卷轴101处，并使丝线状体从卷轴101的上方绕至下方且使丝线状体与卷轴的表面接触，当然也可以使丝线状体在卷轴上缠绕数圈，此时所述绕线机30启动带动所述卷线盘10转动进行绕线。并且，在绕线机30启动之前，还可以通过所述胶带黏贴装置4将丝线状体固定在所述卷线盘10上后再进行绕线。

S3，绕线结束后，所述自动供料机20停止供料，绕线机30停止，所述绕线机30上设置的机械手301将丝线状体夹持固定，所述六轴机器人1驱动图像采集装置6至合适的拍摄角度采集丝线状体的图像并由PLC控制系统分析得到机械手和卷线盘之间的丝线状体的位置，所述六轴机器人驱动切割装置3移动到丝线状体位置，并将位于卷线盘和自动供料机之间的丝线状体切断，具体是将所述机械手301和卷线盘10之间的丝线状体切断。当然，此处也可以不用机械手302夹持住丝线状体。

S4，所述六轴机器人1驱动所述胶带粘贴装置4将卷线盘上的丝线状体的剪切后的线头区域进行粘贴固定，当然，也可以在剪切之前，先通过胶带将卷线盘上的丝线状体固定。

S5，所述六轴机器人1驱动所述夹钳移动到所述绕线机上的卷线盘处，按照S1步骤的过程抓取绕线机上的卷料，并将其从绕线机上取下移动到移载台9上。

S6，重复S1-S5步骤。

当两排的绕线机30中，某一个上的绕线机闲置时，所述电动车70驱动所述卷线盘自动上下料机器人40移动到相应绕线机30的位置，按照S1、S2步骤进行上料；当某一绕线机30上的卷线盘绕线结束后，所述电动车70驱动所述卷线盘自动上下料机器人40移动到相应绕线机30的位置，按照S3-S5步骤进行卷线盘下料，再按照S1-S2步骤进行卷线盘上料；当所述移载台9上放置满绕线后的卷线盘10时，所述电机95启动，使所述齿轮94转动，所述齿轮94沿所述齿条93移动，从而使与电机连接的承载板96延伸到所述支撑平台91外进行人工或自动化设备下料。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。