一种机器人自动上料下料系统的制作方法

本发明涉及电子设备自动化领域，尤其涉及一种机器人自动上料下料系统。

背景技术：

现代的自动化的上下物料的机械手都是单个操作，如图8所示，即为现有上下料的机械手，这种上下料的机械手比传统的人工上下料效率提高很多，但是由于机械手有多个自由度，需要将物料从物料盘的不同位置夹取和放下，这个过程中需要多个伺服电机的配合运动，在执行每个动作时会产生部分的时间浪费，这种时间是浪费在行程上，提高效率最重要的一点就是需要节省每个环节动作所造成的时间差，这种单个的机械手必然会有这样的时间上的缺陷，如果单纯的将机械手的运行速度加快，一方面是对设备质量的进一步的提升，另一方面是对控制系统的进一步升级，这两种均是对现有设备的成本最大的挑战，并且对于超高精度的设备其成本是几何式的增长，但是最终还是会存在行程上时间的浪费。

因此，如何改善现有机械手单个的操作方式，尤其是在电子产品的小件物料的上下料过程中，所有的物品相对集中，采用气动的方式上下料，采用多个机械手抓取和下料分别控制和单独的运行形成，使多个机械手的抓取动作无缝衔接，利用上下料过程中天然存在的行程时间差形成的空档，将操作的时间弥补，提高工作效率是本发明需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种机器人自动上料下料系统，以解决上下物料的机械手行程长，效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的提供了一种机器人自动上料下料系统，包括多个抓取机构，所述抓取机构以旋转电机中心线为轴环形阵列设置，多个抓取机构设置在十字对称的位置，多个抓取机构均安装在下方的旋转机构上，多个抓取机构的顶端均伸出有气管，气管通过定位柱和旋转柱与主气管连通，其中，旋转柱相对于定位柱转动，气管通过连接器与分气座固定安装，分气座插入安装在旋转柱中，分气座与旋转柱可相对转动；

所述旋转柱顶部中心位置设置有中心槽，中心槽分为上下两层，均分别与主气管连通，旋转柱底部在中心槽外围设置有环槽，分气座插入在环槽中，主气管伸入到中心槽中，环槽与中心槽之间设置有多个在同一平面上的气嘴，气嘴组分为上下两层，并且分别对应于主气管的正压气路和负压气路；

所述中心槽外壁上设置有上下安装的挡边，挡边为间隔设置，挡边内壁与中心槽外壁之间留有间隙。

作为本发明进一步的方案，所述旋转机构包括旋转电机和固定安装的定位台，定位台上方设置有旋转台，旋转台与定位台之间通过滚球连接，抓取机构固定安装在旋转台上，旋转台与旋转电机的电机轴固定安装，旋转电机和定位台均固定安装在工作台上。

作为本发明进一步的方案，所述抓取机构通过底座固定安装在旋转台上，底座与抓取机构之间设置有两个可转动的第一旋转臂和第二旋转臂，第一旋转臂和第二旋转臂首尾连接，并且第一旋转臂的伺服电机安装在抓取机构上，抓取机构的底部设置有与抓取机构1上安装的伺服电机错位的气动夹，气动夹的抓手设置有多个。

作为本发明进一步的方案，所述定位柱的中间是通孔结构，通孔上固定安装有主气管，主气管的底部连通到旋转柱中，定位柱的底部和旋转柱的顶部均设置有用于第一滚珠滚动的轨道，主气管分为两条气路，一条正压气路，一条负压气路，两条气路相对独立。

作为本发明进一步的方案，两层所述气嘴在轴线上的投影交错设置，并且两层气嘴之间设置有间距。

两层所述气嘴分别与上气嘴和下气嘴对应，并且在同一时间瞬间上气嘴与下气嘴只有一个与气嘴连通。

作为本发明进一步的方案，所述旋转柱的外侧设置有多个卡箍，卡箍通过铰链活动安装在旋转柱上，卡箍将旋转柱与定位柱压紧安装，并且卡箍在顶端设置有第二滚珠反向将定位柱锁紧。

作为本发明进一步的方案，所述分气座一半为圆柱结构，分气座另一半设置有挡板，挡板与开口环配合安装，分气座可与旋转柱产生相对的转动，挡板为圆弧形结构，挡板的圆弧与中心槽外部的圆弧相匹配。

作为本发明进一步的方案，所述挡板上设置有上气嘴和下气嘴，上气嘴与下气嘴连通分气座内部管道，上气嘴与下气嘴的外围分别设置有导轨和第三滚珠，第三滚珠连接旋转柱与挡板，两条导轨之间的间距大于上气嘴与下气嘴之间的间距，导轨为弧形槽结构，导轨两端均在挡板内部，挡板的四周设置有用于密封气体的密封条，密封条与中心槽外壁接触安装。

作为本发明进一步的方案，所述分气座下方在连接器上方安装有滚轮，滚轮通过轴承与分气座过盈配合安装，滚轮设置在环槽中。

本发明提供了一种机器人自动上料下料系统，有益效果在于：本发明将单个的抓取机械手设置成规则的多个，并且通过旋转台的形式，将抓取机械手分别从物料台和工作台之间旋转，使每个动作每个机械手均抓取和放下物料，并且通过程序的控制完成单个小型物料的抓取或者放下的定位，这种结构至少需要四个机械手配合完成，两个机械手的旋转提高不了效率，并且通过旋转柱4和分气座5的结构可以实现将多个气管在朝向同一个方向连续旋转情况下不会打结缠绕，可以实现气动的抓取动作，利用抓取机械手存在的行程问题通过另外几个抓取机械手弥补这一时间差，可以更快的完成物料的上下料，提高单个抓取机械手的效率，可以更加快速的提高机械手的效率，加快生产节奏，提高自动化的水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的抓取机构三维整体结构示意图。

图2为本发明实施例提供的定位柱与旋转柱安装结构示意图。

图3为本发明实施例提供的分气座正面全剖视结构示意图。

图4为本发明实施例提供的分气座俯视结构示意图。

图5为本发明实施例提供的分气座右侧结构示意图。

图6为本发明实施例提供的分气座安装结构示意图。

图7为本发明实施例提供的旋转柱内部剖视结构示意图。

图8为本发明实施例提供的现有抓取机构结构示意图。

图中：1、抓取机构；11、第一旋转臂；12、第二旋转臂；13、气管；14、气动夹；15、底座；16、连接器；2、旋转电机；21、定位台；22、旋转台；3、定位柱；31、主气管；32、第一滚珠；33、限位腔；4、旋转柱；41、卡箍；42、铰链；43、第二滚珠；44、开口环；45、挡边；46、气嘴；5、分气座；51、挡板；52、上气嘴；53、下气嘴；54、密封条；55、导轨；56、第三滚珠；6、滚轮；61、轴承。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参见图1-图7所示，本发明实施例提供的一种机器人自动上料下料系统，包括四个抓取机构1，抓取机构1以旋转电机2中心线为轴环形阵列设置，四个抓取机构1设置在十字对称的位置，这样的等间距的堆成设置，可以使任意一个抓取机构1在进行抓取可选择位置放下时均是相对独立的，并且不会造成相互之间的碰触，使多个抓取机构1在上下料时既是联动的也是相对的独立的，多个抓取机构1均安装在下方的旋转机构上，旋转机构包括旋转电机2和固定安装的定位台21，定位台21上方设置有旋转台22，旋转台22与定位台21之间通过滚球连接，抓取机构1固定安装在旋转台22上，旋转台22与旋转电机2的电机轴固定安装，旋转电机2和定位台21均固定安装在工作台上，多个抓取机构1的顶端均伸出有气管13，气管13通过定位柱3和旋转柱4与主气管31连通，其中，定位柱3是不转动的，旋转柱4相对于定位柱3转动，并且旋转柱4的转动的动力源来自于抓取机构1顶部的气管13，气管13通过连接器16与分气座5固定安装，分气座5插入安装在旋转柱4中，分气座5与旋转柱4可相对转动，两层转动结构可以防止在一处出现旋转卡壳的情况下，另一个保持转动，使机械手可以正常运转，避免出现抓取机构1因为旋转不畅导致多路气管13的缠绕，最终使抓取机构1损坏的情况。

优选的，抓取机构1通过底座15固定安装在旋转台22上，底座15与抓取机构1之间设置有两个可转动的第一旋转臂11和第二旋转臂12，第一旋转臂11和第二旋转臂12首尾连接，并且第一旋转臂11的伺服电机安装在抓取机构1上，第二旋转臂12的伺服电机安装在底座15中，并且两个伺服电机是相对错位的设置，即两个伺服电机的中心线不重合，这样的结构是抓取机构1在工作时具有更大的操作半径，可以充分的将载料盘装满，也可以将载料盘任意位置的物料抓取和放下，抓取机构1的底部设置有与抓取机构1上安装的伺服电机错位的气动夹14，气动夹14为水平直线移动的气动结构，气动夹14的抓手设置有多个，可以将圆柱形物料和圆锥形无聊抓起，为了防止伤害物料，气动夹14中设置有用于缓冲的橡胶垫。

优选的，定位柱3的中间是通孔结构，通孔上固定安装有主气管31，主气管31的底部连通到旋转柱4中，定位柱3的底部和旋转柱4的顶部均设置有用于第一滚珠32滚动的轨道，可以使旋转柱4相对于定位柱3产生相对的转动，主气管31分为两条气路，一条正压气路，一条负压气路，两条气路相对独立。

优选的，旋转柱4顶部中心位置设置有中心槽，中心槽分为上下两层，均分别与主气管31连通，旋转柱4底部在中心槽外围设置有环槽，分气座5插入在环槽中，主气管31伸入到中心槽中，中心槽与环槽将气体从主气管31流入到气管13中，环槽与中心槽之间设置有多个在同一平面上的气嘴46，气嘴46组分为上下两层，并且分别对应于主气管31的正压气路和负压气路，正压气路和负压气路分别控制气动夹14的张开和收起动作。

优选的，两层气嘴46在轴线上的投影交错设置，并且两层气嘴46之间设置有间距。

优选的，为了使该旋转结构正常的实现气体的交换，两层气嘴46分别与上气嘴52和下气嘴53对应，并且在同一时间瞬间只有上气嘴52与下气嘴53只有一个与气嘴46连通。

优选的，旋转柱4的外侧设置有多个卡箍41，卡箍41通过铰链42活动安装在旋转柱4上，卡箍41将旋转柱4与定位柱3压紧安装，并且卡箍41在顶端设置有第二滚珠43反向将定位柱3锁紧，避免在作业时，旋转柱4与定位柱3脱离，保障设备使用的安全。

优选的，中心槽外壁上设置有上下安装的挡边45，挡边45为间隔设置，挡边45内壁与中心槽外壁之间留有间隙，该间隙用于安装挡板51，为了方便按住那个，旋转柱4可以采用分离式的结构。

优选的，分气座5一半为圆柱结构，分气座5另一半设置有挡板51，挡板51与开口环44配合安装，分气座5可以与旋转柱4产生相对的转动，挡板51为圆弧形结构，挡板51的圆弧与中心槽外部的圆弧相匹配，挡板51上设置有上气嘴52和下气嘴53，上气嘴52与下气嘴53连通分气座5内部管道，上气嘴52与下气嘴53的外围分别设置有导轨55和第三滚珠56，第三滚珠56连接旋转柱4与挡板51，使挡板51的转动为滚动摩擦，降低摩擦系数，两条导轨55之间的间距大于上气嘴52与下气嘴53之间的间距，导轨55为弧形槽结构，导轨55两端均在挡板51内部，挡板51的四周设置有用于密封气体的密封条54，密封条54与中心槽外壁接触安装，但并不紧密连接，避免导致摩擦力过大，由于该抓取机构1所抓取的物料为小型材料，因此，不需要太高的密封性能即可实现动作，降低设备成本。

优选的，分气座5下方在连接器16上方安装有滚轮6，滚轮6通过轴承61与分气座5过盈配合安装，滚轮6设置在环槽中，进一步定位分气座5的位置，降低摩擦造成的阻力，方便快捷的移动。

本发明的工作原理：四个抓取机构分别从物料车上将物料抓取，并且在旋转台22的旋转作用下旋转到放置台上，通过信号感应和位置标记的方式，对每个放置槽进行定位，并且通过程序的方式可控的将物料顺序放置在物料盘上，旋转的方式可以节省现有单个机械手上料或者下料来回行程长的问题，并且可以通过规划抓取机构的放置位置最大限度的减小行程上浪费的时间，有效的提高工作效率，工作时，主气管31与定位柱3不转动，旋转台22转动带动多个抓取机构1一体传动，旋转台22的转动通过气管13将转动作用力作用在分气座5上，分气座5可绕着旋转柱4转动，同时旋转柱4也可以与定位柱3产生相对的转动，形成双重的转动，避免多根气管13缠绕打结，从而影响工作效率，另外，上气嘴52与上层气嘴46连通实现气动夹14的张开动作，下气嘴53与下层气嘴46连通实现启动加14的收紧动作，多种结构的联动完成旋转和气体的传输动作，实现多根气管可以旋转传输的作用。。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。