异型薄片零件自动分选设备的制作方法

本发明属于自动化设备领域，具体涉及一种异型薄片零件自动分选设备。

背景技术：

异型薄片零件由于其扁平紧凑的结构易于实现冲压生产，因此产量大、成本低，广泛应用于3c、汽车电子、mems等相关行业，主要是作为卡槽、保持架以及连接件。

3c、汽车电子、mems等相关行业产品需求量巨大，自动化生产的实现是唯一保证其产能的方法。目前异型薄片零件产线上料自动化实现依然是依靠振动盘或者振动筛振动异型薄片零件进行排料，但是通过振动方式进行排料的方式会大量存在异型薄片零件方向颠倒、叠料等问题，极大影响自动化生产线的生产节拍和效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型的异型薄片零件分选设备，可以自动循环上料，有效解决了现有异型薄片零件自动上料存在的颠倒、叠料等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种异型薄片零件自动分选设备，包括循环供料系统、定位平台、机器人和视觉系统，所述循环供料系统包括送料装置、回料装置、第一振动装置、第二振动装置，其中，所述第一振动装置位于所述送料装置的出料端与回料装置的进料端之间，所述第二振动装置位于所述回料装置的出料端与所述送料装置的进料端之间。

此外，本发明还提出如下附属技术方案。

优选的，所述自动分选设备还包括机柜，所述循环供料系统、所述定位平台、所述机器人和所述视觉系统均安装在所述机柜上。

优选的，所述送料装置包括支撑板、框架、电机主动轮、电机从动轮和传动皮带，所述支撑板安装在所述机柜上，所述框架安装在所述支撑板上，所述电机主动轮和电机从动轮分别安装在所述支撑板和框架上，所述传动皮带缠绕在所述电机主动轮和电机从动轮上。

优选的，所述送料装置还包括送料皮带支撑板、皮带主动轮、皮带从动轮和送料皮带，所述送料皮带支撑板、所述皮带主动轮、所述皮带从动轮均安装在所述框架上，所述送料皮带缠绕在所述皮带主动轮、所述送料皮带支撑板以及所述皮带从动轮上。

优选的，所述回料装置包括支撑板、框架、电机主动轮、电机从动轮和传动皮带，所述支撑板安装在所述机柜上，所述框架安装在所述支撑板上，所述电机主动轮和电机从动轮分别安装在所述支撑板和框架上，所述传动皮带缠绕在所述电机主动轮和电机从动轮上。

优选的，所述回料装置还包括回料皮带支撑板、皮带主动轮、皮带从动轮和回料皮带，所述回料皮带支撑板、皮带主动轮、皮带从动轮均安装在所述框架上，所述回料皮带缠绕在所述皮带主动轮、所述回料皮带支撑板以及所述皮带从动轮上。

优选的，所述第一振动装置包括底座、振动源和回料直振滑道，所述底座安装在所述机柜上，所述振动源安装在所述底座上，所述回料直振滑道安装在所述振动源上。

优选的，所述第二振动装置包括底座、振动源、送料直振滑道和拨料机构，所述底座安装在所述机柜上，所述振动源安装在所述底座上，所述送料直振滑道安装在所述振动源上，所述拨料机构设置在所述送料直振滑道上。

优选的，所述自动分选设备还包括底座，所述底座安装在所述机柜上，所述定位平台和所述机器人均安装在所述底座上，吸头与所述机器人连接。

优选的，所述视觉系统包括支架、条形光源、ccd相机、cctv镜头，所述支架安装在所述机柜上，所述条形光源安装在所述支架上，所述ccd相机安装在所述支架上，所述cctv镜头安装到所述ccd相机上。

相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明依托成熟的工业机器人技术，结合机器视觉技术，并利用由两组振动装置、一组送料装置、一组回料装置构成的循环供料系统，不仅能够高精度、高速度搬运异型薄片零件，还能够依据不同异型薄片零件，更换匹配模板，设备的柔性大大加强，可以极大地促进相关行业的发展。

附图说明

图1是本发明异型薄片零件自动分选设备的正面示意图。

图2是本发明异型薄片零件自动分选设备的循环供料系统示意图。

图3(a)是本发明异型薄片零件自动分选设备的送料装置示意图。

图3(b)是图3(a)中送料装置的电机传动部分的放大图。

图3(c)是图3(a)中送料装置的送料皮带部分的放大图。

图4是本发明异型薄片零件自动分选设备的第一振动装置示意图。

图5是本发明异型薄片零件自动分选设备的第二振动装置示意图。

图6(a)是本发明异型薄片零件自动分选设备的回料装置示意图。

图6(b)是图6(a)中回料装置的电机传动部分的放大图。

图6(c)是图6(a)中回料装置的回料皮带部分的放大图。

图7是本发明异型薄片零件自动分选设备的机器人示意图。

图8是本发明异型薄片零件自动分选设备的视觉系统示意图。

图9是本发明异型薄片零件自动分选设备的控制原理图。

图10是异型薄片零件的结构示意图。

其中，

1.机柜2.支撑板3.传动皮带护罩

4.框架5.电机主动轮6.传动皮带

7.电机从动轮8.皮带主动轮9.送料皮带

10.送料皮带支撑板11.皮带从动轮12.底座

13.振动源14.回料直振滑道15.底座

16.振动源17.送料直振滑道18.拨料机构

19.支撑板21.框架22.回料皮带

23.传动皮带护罩24.电机主动轮25.传动皮带

26.电机从动轮27.皮带从动轮29.回料皮带支撑板

30.皮带主动轮31.底座32.定位平台

33.吸头34.机器人35.支架

36.条形光源37.ccd相机38.cctv镜头

100.循环供料系统101.第一振动装置102.第二振动装置

103.送料装置104.回料装置200.机器人控制系统

201.视觉系统202.上位机203.plc

204.执行元件205.传感器

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

如图1至图10所示，本发明揭示了一种异型薄片零件自动分选设备，包括循环供料系统100、定位平台32、机器人34和视觉系统201。优选的，本发明的机器人34为平面四自由度机器人。当然，机器人34也可以选择平面六自由度机器人或者其他类型的机器人，只要能实现在本发明中的功能，均不脱离本发明的构思。

如图2所示，循环供料系统100包含送料装置103、回料装置104、第一振动装置101、第二振动装置102。优选的，第一振动装置101位于送料装置103的出料端与回料装置104的进料端之间，第二振动装置102位于回料装置104的出料端与送料装置103的进料端之间。异型薄片零件按照图2中箭头所示的方向循环运动。

如图3的(a)、(b)、(c)三幅图所示，送料装置103包括支撑板2、框架4、电机主动轮5、电机从动轮7、传动皮带6，以及送料皮带支撑板10、皮带主动轮8、皮带从动轮11和送料皮带9。优选的，本发明送料装置103为水平送料装置，也就是说，异型薄片零件的传送路径与水平面平行设置。

送料装置103的装配步骤如下所示。

(1)将支撑板2通过螺栓固定到机柜1上。其中，为了确保框架4能够水平安装，支撑板2必须与机柜1的安装平面垂直。

(2)将送料皮带支撑板10通过螺栓固定到框架4上，之后，将皮带主动轮8和皮带从动轮11安装到框架4上。

(3)将送料皮带9缠绕到步骤(2)已安装好的皮带主动轮8、送料皮带支撑板10和皮带从动轮11上，通过热封完成闭合，并通过拉伸机构完成张紧。

(4)将框架4通过螺栓安装到支撑板2上，并确保框架4与机柜1的安装平面平行设置。

(5)将电机主动轮5和电机从动轮7分别用销固定到支撑板2和框架4上，并保证两者在一个平面内。

(6)将传动皮带6缠绕在步骤(5)安装好的电机主动轮5和电机从动轮7上，并热封和张紧。

(7)将传动皮带护罩3安装到相应位置。至此送料装置103装配完成。

如图4所示，第一振动装置101包括底座12、振动源13和回料直振滑道14。装配时，将底座12通过定位销确定在机柜1安装面的位置，并通过螺栓固定。之后，将振动源13通过螺栓安装到底座12上，再将回料直振滑道14通过螺栓安装到振动源13上。

如图5所示，第二振动装置102包括底座15、振动源16、送料直振滑道17和拨料机构18。装配时，将底座15通过定位销确定在机柜1安装面的位置，并通过螺栓固定，之后，将振动源16通过螺栓安装到底座15上，然后将回料直振滑道17通过螺栓安装到振动源16上，最后，将拨料机构18设置在回料直振滑道17上。

如图6的(a)、(b)、(c)三幅图所示，回料装置104包括支撑板19、框架21、电机主动轮24、电机从动轮26、传动皮带25，以及回料皮带支撑板29、皮带主动轮30、皮带从动轮27和回料皮带22。优选的，本发明的回料装置104为爬坡回料装置，也就是说，异型薄片零件的传送路径与水平面倾斜设置。

回料装置104的装配步骤如下所示。

(1)将支撑板19通过螺栓固定到机柜1上。其中，为了确保支撑板19能够与机柜1表面平行，支撑板19必须与机柜1的安装平面垂直。

(2)将回料皮带支撑板29通过螺栓固定到框架21上，之后，将皮带主动轮30和皮带从动轮27安装到框架21上。

(3)将回料皮带22缠绕到步骤(2)已安装好的皮带主动轮30、回料皮带支撑板29、皮带从动轮27上，通过热封完成闭合，并通过拉伸机构完成张紧。

(4)将框架21通过螺栓安装到回料皮带支撑板29上，并确保框架21与机柜1的安装平面倾斜设置。

(5)将电机主动轮24和电机从动轮26分别用销固定到支撑板19和框架21上，并确保两者在一个平面内。

(6)将传动皮带25缠绕在上述步骤(5)装好的电机主动轮24和电机从动轮26上，并热封和张紧。

(7)将传动皮带护罩23安装到相应位置。至此回料装置104装配完成。

本发明异型薄片零件自动分选设备的上述部分装置组装完成后，第一振动装置101的回料直振滑道14的高度低于送料装置103的出料端而高于回料装置104的进料端。第二振动装置102的送料直振滑道17的高度高于送料装置103的进料端而低于回料装置104的出料端。

如图7所示，本发明异型薄片零件自动分选设备还包括底座31。装配时，将底座31在通过定位销在机柜1的安装平面上确定安装位置，并通过螺栓固定。之后，将定位平台32通过定位销确定在底座31的安装位置，并通过螺栓固定。然后，将机器人34通过螺栓固定在底座31上。最后，将吸头33与机器人34的z轴过渡配合并由顶丝固定。至此机器人34安装完成。

如图8所示，视觉系统201包括支架35、条形光源36、ccd相机37、cctv镜头38。装配时，将支架35通过t型块和螺栓连接固定在机柜1上，之后，将条形光源36通过t型块和螺栓固定在支架35上。然后，将ccd相机37通过螺栓固定在支架35上，cctv镜头38通过螺纹连接到ccd相机37上。至此视觉系统201安装完成。

如图9所示，本发明通过上位机202来控制机器人控制系统200、视觉系统201和plc203，plc203完成对各个执行元件204的控制，并通过传感器205来检测动作是否完成。

以下为本发明的工作原理。

如图1至10所示，启动送料装置103的电机，电机主动轮5通过传动皮带6带动电机从动轮7转动，从而带动送料皮带9围绕皮带主动轮8和皮带从动轮11转动，送料皮带9上的异型薄片零件便可以按照图2上箭头所示的方向运动。

视觉系统201设置在送料装置103的上方，通过图像的模板匹配算法，可以精确地确定朝向正确的异型薄片零件的中心吸取位置和旋转角度，引导机器人34运动到异型薄片零件上方并吸取，利用机器人34的旋转自由度，调整异型薄片零件的姿态，将异型薄片零件放置到定位平台32上，完成自动分选。

不符合选取条件的异型薄片零件，自送料装置103的出料端落入第一振动装置101，第一振动装置101的振动会使得异型薄片零件不断调正姿态，之后，异型薄片零件落入回料装置104。

回料装置104的电机主动轮24通过传动皮带25带动电机从动轮26转动，从而带动回料皮带22围绕皮带主动轮30和皮带从动轮27转动，回料皮带22上的异型薄片零件便可以按照图2上箭头所示的方向运动。之后，异型薄片零件自回料装置104的出料端落入第二振动装置102。第二振动装置102的振动会使得异型薄片零件不断调正姿态，之后，异型薄片零件落入送料装置103的进料端，完成循环上料。

本发明异型薄片零件自动分选设备由两组振动装置101、102，一组水平设置的送料装置103，一组倾斜设置的回料装置104组成可以循环送料的系统100，以及由视觉系统201引导平面四自由度的机器人34，对异型薄片零件进行分类式吸取。自动分选设备通过循环送料系统100不断将异型薄片零件进行翻料，设置在送料装置103的送料皮带9上方的ccd相机37不断摄取异型薄片零件的图像，确定异型薄片零件向上的面是否正确，引导机器人34吸取异型薄片零件，并且调整异型薄片零件的姿态，将其放入定位平台32，进行下一动作流程。

本发明异型薄片零件自动分选设备运用成熟的视觉算法以及机器人控制技术，使得机器人抓取的成功率极高，而且只需要替换匹配模板，就可以适应不同的异型薄片零件，系统整体的柔性极高，可靠性好，极大地缩短了调试周期，使得该平台能够快速地生产，并可以极大促进相关行业的发展。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。