一种端拾器及上料装置的制作方法

本发明涉及机械手上料技术领域，尤其涉及一种端拾器及上料装置。

背景技术：

在医疗耗材生产制造方面，药用橡胶塞子是药物封装的封口件和导出件，我国每年使用的注射橡胶塞子、口服液橡胶塞、预灌封塞子等总量近1000亿只。药用橡胶生产的工艺国内外基本相同，其工艺流程如下：材料配合工序、橡胶混炼工序、胶料预成型工序、硫化成型工序、除边工序、清洗工序、包装工序。

如图1所示，为现有的经硫化机硫化成型的1号胶塞帘的结构示意图，在经过材料配合工序、橡胶混炼工序、胶料预成型工序以及硫化成型工序后，制造成型的1号胶塞帘90由891个胶塞91组成，可以分成9个区域，每个区域内胶塞的排列形式完全相同。将1号胶塞帘90的9个区域用专用裁切机裁切为9张小的2号胶塞帘92，每张2号胶塞帘92的长宽尺寸约为216mm*220mm；然后再将2号胶塞帘92用专用除边机裁切成一个个的胶塞91。

如图2所示为单个胶塞91的结构示意图，每个胶塞91均包括胶塞盖911和胶塞柱912，所述胶塞盖911呈圆形，其直径为r1。所述胶塞91的胶塞盖911背离所述胶塞柱912的一侧与2号胶塞帘92连接。

如图3所示为除边机阴模板模具93的结构示意图，所述除边机阴模板模具93设有与2号胶塞帘92上的每一个胶塞91一一对应设置的模具孔931，所述模具孔931的直径为r2，r2的尺寸略小于r1，所述模具孔931的深度大于所述胶塞盖911的厚度。上料时需要将2号胶塞帘92的每一个胶塞91放入到除边机阴模板93的模具孔931中，每个胶塞91的胶塞盖911与模具孔931为过盈配合，胶塞盖911完全沉入到模具孔931中。通过除边机将2号胶塞帘92的每一个胶塞91分离，完成除边工序。

现阶段大部分生产厂家采用人工上料的形式，主要采用人工来重复上料操作。上料操作是一个不间断简单重复的动作，且需要用力按压实现过盈配合，人工长期工作耗费的劳动力大，工作效率也较低，要求员工在上料过程中时刻保持机械性动作，对员工耐心、细心都提出了极高的要求。

所以有必要将一些机械重复、简单、枯燥的工序用自动化设备替代，减少人员需求的同时提高工作效率。

由以上所述，有必要提供一种新的端拾器及上料装置，以克服现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于，提供一种端拾器及上料装置，替代了人工机械重复的操作，降低了员工的劳动强度，提高了生产效率，提高了生产过程的自动化水平。

为了实现上述目的，本发明提供一种端拾器，包括主安装架、吸盘连接架、吸盘以及气缸；具体地讲，所述吸盘连接架可转动安装于所述主安装架的一侧；所述吸盘安装至所述吸盘连接架的下表面；所述吸盘包括吸盘壳体，所述吸盘壳体的下表面设有阵列排布的仿形孔，所有所述仿形孔相连通并在所述吸盘壳体的表面形成通气孔；所述气缸固定至所述主安装架上，所述气缸与所述通气孔连通，用于使所述仿形孔产生吸附负压。

进一步地，在所述吸盘壳体内还包括至少一横向连通管以及至少一纵向连通管；所述横向连通管成排设于所述仿形孔的上方，所述横向连通管的投影与位于同一排的多个所述仿形孔的投影相互交叠，所述横向连通管与通过通气孔所述仿形孔一一对应连接；所述纵向连通管与所述多个横向连通管相交连通；其中所述横向连通管和/或所述纵向连通管的一端在所述吸盘壳体的表面形成所述通气孔。

进一步地，偶数排所述横向连通管的左侧一端在所述吸盘壳体的表面形成所述通气孔；奇数排所述横向连通管的右侧一端在所述吸盘壳体的表面形成所述通气孔。

进一步地，所述端拾器还包括光源支架以及灯条；所述光源支架安装至所述主安装架上；所述灯条设于所述光源支架的下表面。

进一步地，所述端拾器还包括导轨、滑块、齿条以及齿轮；所述导轨设于所述吸盘连接架朝向所述主安装架的一侧；所述滑块设于所述主安装架上，所述滑块可滑动式卡入至所述导轨；所述齿条固定至所述吸盘连接架设有所述滑块的侧面上；所述齿轮可转动安装至所述主安装架上，所述齿轮与所述齿条相啮合。

进一步地，所述端拾器还包括图像传感器以及控制器；所述图像传感器安装至所述主安装架上，所述图像传感器的镜头朝向所述吸盘对应的方向，用于获取待吸附工件的图像；所述控制器固定至所述主安装架上且与所述吸盘连接架相邻设置；所述控制器与所述图像传感器以及所述气缸连接，用于根据所述待吸附工件的图像判断所述吸盘与所述待吸附工件的距离和角度，并在所述吸盘贴附所述待吸附工件时控制所述气缸吸气产生吸附负压。

进一步地，所述控制器包括距离计算单元、角度识别单元以及气缸控制单元；具体地讲，所述距离计算单元与所述图像传感器连接，用于通过所述待吸附工件图像的大小判断所述吸盘与所述待吸附工件的距离；所述角度识别单元与所述图像传感器连接，用于通过所述待吸附工件图像的相邻两个边角的位置判断所述吸盘与所述待吸附工件的角度；所述气缸控制单元与所述气缸连接，用于在所述吸盘贴附所述待吸附工件时控制所述气缸吸气产生吸附负压，在所述待吸附工件上料完成时控制所述气缸反吹至常压。

进一步地，所述控制器还包括上料判断单元，与所述图像传感器连接，用于通过所述吸盘连接架与所述主安装架的相对位置图像判断所述待吸附工件是否正确上料；当所述气缸控制单元控制所述气缸反吹至常压后，若所述吸盘连接架与所述主安装架的相对位置没有转动则判断为正确上料；若所述吸盘连接架与所述主安装架的相对位置转动一个角度，则判断为端拾器没有正确上料。

本发明还提供一种上料装置，其包括上述端拾器以及机器人，所述机器人与所述主安装架可转动连接。

进一步地，所述机器人包括底座、机械手臂以及数据处理设备；所述机械手臂与所述底座可转动连接；所述数据处理设备设于所述机械手臂上；所述数据处理设备与所述端拾器的控制器连接，用于控制所述机械手臂转动以调整所述端拾器的角度。

本发明的有益效果在于，提供一种端拾器及上料装置，用于在除边工序中拾起待吸附工件进行上料，替代了人工机械重复的操作，降低了员工的劳动强度，提高了生产效率，提高了生产过程的自动化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为现有的经硫化机硫化成型的1号胶塞帘的结构示意图；

图2为单个胶塞的结构示意图；

图3为除边机阴模板模具的结构示意图；

图4为本发明实施例中一种端拾器的仰视角度的结构示意图；

图5为本发明实施例中一种端拾器的俯视角度的结构示意图；

图6为本发明实施例中一种端拾器的俯视图；

图7为本发明实施例中所述吸盘的俯视图；

图8为图7在a-a处的截面图；

图9为本发明实施例中所述控制器的结构示意图；

图10为本发明实施例中一种上料装置的结构示意图；

图11为一种除边机的结构示意图。

图中部件标识如下：

10、端拾器，1、主安装架，11、定位环，2、吸盘连接架，

3、吸盘，31、吸盘壳体，32、仿形孔，33、通气孔，331、快插接头，

34、横向连通管，35、连接孔，36、纵向连通管，37、堵塞，

4、气缸，51、光源支架，52、灯条，61、导轨，62、滑块，

63、齿条，64、齿轮，65、接油盒，7、图像传感器，8、控制器，

81、距离计算单元，82、角度识别单元，83、气缸控制单元，

20、机器人，21、底座，22、机械手臂，23、数据处理设备，

100、上料装置，200、除边机，201、阴模板模具。

具体实施方式

在本发明中，相同或相对应的部件用相同的附图标记表示而与图号无关，在说明书全文中，当“第一”、“第二”等措辞可用于描述各种部件时，这些部件不必限于以上措辞。以上措辞仅用于将一个部件与另一部件区分开。

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。

请参阅图4至图9所示，本发明实施例中提供一种端拾器10，适用于除边工序中拾起待吸附工件进行上料操作，尤其适用于医用橡胶塞的除边工序，主要针对2号胶塞帘上料至除边机上。所述端拾器10包括主安装架1、吸盘连接架2、吸盘3以及气缸4。所述端拾器10用于吸附拾起待吸附工件进行上料，本实施中的所述待吸附工件即优选为2号胶塞帘，所述端拾器10与所述待吸附工件进行间隙配合，其单边间隙最大为0.2mm。如图10所示，为除边机的结构示意图，所述除边机200包括阴模板模具201。

请参阅图4至图8所示，具体地讲，所述主安装架1上设有定位环11；所述吸盘连接架2可转动安装于所述主安装架1的一侧；所述吸盘3安装至所述吸盘连接架2的下表面，优选所述吸盘3通过螺钉连接在所述吸盘连接架2上，并靠两个定位销定位；所述吸盘3包括吸盘壳体31，所述吸盘壳体31的下表面设有阵列排布的仿形孔32，所有所述仿形孔32相连通并在所述吸盘壳体31的表面形成通气孔33；所述吸盘3的形状包括矩形、圆形、多边形或梯形，所述吸盘3的形状及尺寸与待吸附工件的形状及尺寸相适应，优选两者的对应位置公差为0.02mm；所述气缸4固定至所述主安装架1上，所述气缸4与所述通气孔33连通，用于使所述仿形孔32产生吸附负压；所述气缸4在缸径在选择时，要能保证在所述气缸4使用时，其缩回的拉力要略小于所述吸盘3的重力。

在所述通气孔外还设有快插接头331，所述快插接头331通过连接气管（图未示）与所述气缸4连通，从而实现所述气缸4与所述通气孔33连通。

如图7、图8所示，在本实施例中，在所述吸盘壳体31内还包括至少一横向连通管34以及至少一纵向连通管36；所述横向连通管34成排设于所述仿形孔32的上方，所述横向连通管34的投影与位于同一排的多个所述仿形孔32的投影相互交叠，所述横向连通管34通过连接孔35与所述仿形孔32一一对应连接；所述连接孔35的直径小于所述仿形孔32的直径，便于在所述仿形孔32内形成吸附腔；所述纵向连通管36与所述多个横向连通管34相交连通；其中所述横向连通管34和/或所述纵向连通管36的一端在所述吸盘壳体31的表面形成所述通气孔33。

在本实施例中，偶数排所述横向连通管34的左侧一端在所述吸盘壳体31的表面形成所述通气孔33；奇数排所述横向连通管34的右侧一端在所述吸盘壳体31的表面形成所述通气孔33。

对应所述横向连通管34的通气孔33内还设有堵塞37。可以理解的是，在未设置所述堵塞37时，所有所述通气孔33均与所述气缸4相连通；在设置所述堵塞37时，对应所述纵向连通管36的通气孔33与所述气缸4相连通即可，所述堵塞37将端部裸漏的通气孔33密封住，从而能够保证所述吸盘3内的吸附负压的大小，以免在工作时负压不足。在其他实施例中，所述堵塞37优选与所述吸盘壳体31一体成型。

请参阅图4至图6所示，在本实施例中，所述端拾器10还包括光源支架51以及灯条52；所述光源支架51安装至所述主安装架1上；所述灯条52设于所述光源支架51的下表面。优选所述灯条52环绕所述光源支架51的下表面的边缘设置。

请参阅图4至图6所示，在本实施例中，所述端拾器10还包括导轨61、滑块62、齿条63以及齿轮64，所述导轨61设于所述吸盘连接架2朝向所述主安装架1的一侧；所述滑块62设于所述主安装架1上，所述滑块62可滑动式卡入至所述导轨61；所述齿条63固定至所述吸盘连接架2设有所述滑块62的侧面上，优选所述齿条63通过螺钉固定在所述吸盘连接架2上；所述齿轮64可转动安装至所述主安装架1上，所述齿轮64与所述齿条63相啮合，用于实现所述吸盘连接架2相对于所述主安装架1转动连接。

为了避免所述齿轮64和所述滑块62相互影响，优选所述齿轮64设置在所述导轨61外部的其他区域。同时，在使用过程中需要给所述齿轮64和所述齿条63添加润滑油，因此优选还包括一接油盒65，用于接收所述润滑油，以防污染。

为了进一步提高自动化水平，所述端拾器10还包括图像传感器7以及控制器8；所述图像传感器7安装至所述主安装架1上，所述图像传感器7的镜头朝向所述吸盘3对应的方向，用于获取待吸附工件的图像；所述图像传感器7优选为基恩士2100w像素图像传感器，其分辨率为0.07mm/pix，所述图像传感器7的保护罩固定安装在所述主安装架1上；根据实验数据，当2100w像素图像传感器距离胶塞帘正上方450mm时，不仅能够保证2号胶塞帘恰好出现在图像传感器7视野中还可以保证传感器识别精度高于0.2mm；所述控制器8固定至所述主安装架1上且与所述吸盘连接架2相邻设置；所述控制器8与所述图像传感器7以及所述气缸4连接，用于根据所述待吸附工件的图像判断所述吸盘3与所述待吸附工件的距离和角度，并在所述吸盘3贴附所述待吸附工件时控制所述气缸4吸气产生吸附负压。

在其他实施例中，所述图像传感器7也可安装至所述光源支架51上，这样能够节省空间和连接架长度。

在其他实施例中，所述齿轮64也可安装至所述控制器8的外壳上，这样能够节省空间和连接架长度。

如图9所示，在本实施例中，所述控制器8包括距离计算单元81、角度识别单元82以及气缸控制单元83；具体地讲，所述距离计算单元81与所述图像传感器7连接，用于通过所述待吸附工件图像的大小判断所述吸盘3与所述待吸附工件的距离；所述角度识别单元82与所述图像传感器7连接，用于通过所述待吸附工件图像的相邻两个边角的位置判断所述吸盘3与所述待吸附工件的角度；所述气缸控制单元83与所述气缸4连接，用于在所述吸盘3贴附所述待吸附工件时控制所述气缸4吸气产生吸附负压，在所述待吸附工件上料完成时控制所述气缸4反吹至常压。优选所述气缸4包括调压阀（未图示），与所述气缸4的进气口相连，所述气缸控制单元83与所述调压阀相连接，通过控制所述调压阀的吸气和反吹控制所述气缸4的吸附压力大小。

如图9所示，在本实施例中，所述控制器8还包括上料判断单元84，与所述图像传感器7连接，用于通过所述吸盘连接架2与所述主安装架1的相对位置图像判断所述待吸附工件是否正确上料；当所述气缸控制单元83控制所述气缸4反吹至常压后，若所述吸盘连接架2与所述主安装架1的相对位置没有转动则判断为正确上料；若所述吸盘连接架2与所述主安装架1的相对位置转动一个角度，则判断为端拾器10没有正确上料。

如图10所示，本发明还提供一种上料装置100，其包括上述端拾器10以及机器人20，所述机器人20与所述主安装架1可转动连接。优选所述机器人20与所述主安装架1上的定位环11相连接。

如图10所示，在本实施例中，所述机器人20包括底座21、机械手臂22以及数据处理设备23；所述机械手臂22与所述底座21可转动连接；所述机械手臂22优选为六轴机械手臂；所述数据处理设备23设于所述机械手臂22上；所述数据处理设备23与所述端拾器10的控制器8连接，用于控制所述机械手臂22转动以调整所述端拾器10的角度。

在工作时，所述端拾器10的所述图像传感器7识别出待吸附工件位置之后，通过所述数据处理设备23控制所述机械手臂22转动变换坐标位置，将所述吸盘3对准待吸附工件。在所述吸盘3对准贴附所述待吸附工件时，所述气缸4吸气使所述吸盘3的仿形孔32产生吸附负压吸附住所述待吸附工件，调整所述机械手臂22的运动姿态，所述端拾器10将待吸附工件吸附放入除边机阴模板模具中时，模拟人手的小幅度揉搓动作，将待吸附工件与所述除边机阴模板模具过盈配合，然后所述气缸4反吹，将待吸附工件与所述吸盘3脱离；当所述端拾器10没有正确上料时，重复上料操作，直至正确上料。

本发明的有益效果在于，提供一种端拾器10及上料装置100，用于在除边工序中拾起待吸附工件进行上料，替代了人工机械重复的操作，降低了员工的劳动强度，提高了生产效率，提高了生产过程的自动化水平。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。