物料筛选装置及自动化设备的制作方法

1.本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种物料筛选装置及自动化设备。


背景技术：

2.在自动化生产过程中，往往需要对物料进行筛选和摆盘，以往通过人工的方式进行筛选或者摆盘，不仅效率低下，而且容易出错，虽然也有一些自动化筛选设备，但是现有的自动筛选设备往往结构较为复杂，安装和调试较为繁琐，在后续使用过程中容易发生故障，使用成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供了一种物料筛选装置及自动化设备，用于解决现有的自动筛选设备结构较为复杂，安装和调试较为繁琐的问题。
4.为此，根据本技术的一个方面，提供了一种物料筛选装置，包括：
5.振盘组件，具有预设区域，振盘组件通过振动调整物料的位置和姿态，以让至少部分物料进入预设区域，并使至少部分进入预设区域的物料按预设姿态摆放；
6.视觉检测系统，用于识别预设区域内按预设姿态摆放的物料；以及
7.移料机构，用于将视觉检测系统识别的按预设姿态摆放的物料转移至预设位置。
8.可选地，振盘组件包括料盘和用于带动料盘振动的振动结构，预设区域设置于料盘中。
9.可选地，料盘包括底壁和周向侧壁，周向侧壁设置于底壁的四周，并与底壁围设形成顶部开口的存料空间。
10.可选地，物料筛选装置还包括用于向料盘添加物料的加料机构，加料机构具有投料端和落料端，落料端位于料盘的上方，投料端延伸至料盘和移料机构的外侧。
11.可选地，料盘的内侧和/或加料机构的内侧设置有柔性护垫。
12.可选地，视觉检测系统的相机通过支架设置于振盘组件的上方，相机能够相对于支架改变位置。
13.可选地，支架包括固定立柱和设置于固定立柱上的活动横梁，相机设置于活动横梁上；
14.活动横梁能够相对于固定立柱改变位置，以调节相机与预设区域的间距；和/或
15.相机能够相对于活动横梁改变位置。
16.可选地，移料机构包括用于取放物料的拾料件和与拾料件连接以驱动拾料件在三维空间内运动的多轴运动平台。
17.可选地，多轴运动平台包括第一旋转臂、第二旋转臂、第一旋转驱动器、第二旋转驱动器、直线驱动器和第三旋转驱动器，第一旋转臂的末端与第一旋转驱动器连接，第一旋转驱动器用于控制第一旋转臂转动，第二旋转臂的末端通过第二旋转驱动器设置于第一旋
转臂的首端，第二旋转臂用于控制第二旋转臂相对于第一旋转臂转动，直线驱动器设置于第二旋转臂的首端，拾料件设置于直线驱动器的驱动端，直线驱动器用于驱动拾料件靠近或远离第二旋转臂；
18.其中，直线驱动器通过第三旋转驱动器设置于第二旋转臂的首端或拾料件通过第三旋转驱动器设置于直线驱动器的驱动端，第三旋转驱动器用于直接或间接驱动拾料件旋转。
19.根据本技术的另一个方面，提供了一种自动化设备，包括如上述的物料筛选装置。
20.本技术提供的物料筛选装置及自动化设备的有益效果在于：与现有技术相比，本技术物料筛选装置先通过振盘组件对若干待筛选物料的位置和姿态进行调整，使其中部分物料进入预设区域，并使至少部分进入预设区域的物料按预设姿态摆放，视觉检测系统识别预设区域内按照预设姿态摆放的物料后，移料机构根据视觉检测系统识别到的信息抓取对应的物料并将其转移至预设位置。该物料筛选装置结构简单，便于安装调试，借助振盘组件、视觉检测系统和移料机构能够快速精准地筛选出符合要求的物料，方便转移至下一工序，提高了自动化设备地生产效率，保证后续生产的良率和效率。
附图说明
21.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。
22.其中：
23.图1是本实用新型一实施例示出的物料筛选装置的结构示意图；
24.图2是本实用新型一实施例示出的物料筛选装置的部分结构示意图；
25.图3是本实用新型一实施例示出的视觉检测系统的相机与支架连接的结构示意图；
26.图4是本实用新型一实施例示出的自动化设备的结构示意图。
27.主要元件符号说明：
28.10、物料筛选装置；
29.20、暂存装置；
30.30、中转装置；
31.40、机箱；
32.100、振盘组件；110、料盘；111、底壁；112、周向侧壁；120、振动结构；
33.200、视觉检测系统；210、相机；
34.300、移料机构；310、多轴运动平台；311、第一旋转驱动器；312、第一旋转臂；313、第二旋转臂；314、直线驱动器；320、拾料件；
35.400、支架；410、固定立柱；420、活动横梁；430、安装座；
36.500、加料机构；501、投料端；502、落料端。
具体实施方式
37.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以通过许多其他不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
39.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
42.正如背景技术中所记载的，现有的自动筛选设备往往结构较为复杂，安装和调试较为繁琐，在后续使用过程中容易发生故障，使用成本较高。
43.为了解决上述问题，根据本技术的一个方面，本技术的实施例提供了一种物料筛选装置，借助振盘组件、视觉检测系统和移料机构能够快速精准地筛选出符合要求的物料，方便转移至下一工序。
44.在一种实施例中，如图1所示，该物料筛选装置10包括振盘组件100、视觉检测系统200和移料机构300。振盘组件100具有预设区域，振盘组件100通过振动调整物料的位置和姿态，以让至少部分物料进入预设区域，并使至少部分进入预设区域的物料按预设姿态摆放；视觉检测系统200用于识别预设区域内按预设姿态摆放的物料；移料机构300用于将视觉检测系统200识别的按预设姿态摆放的物料转移至预设位置。
45.在本实用新型实施例中，该物料筛选装置10先通过振盘组件100对若干待筛选物料的位置和姿态进行调整，使其中部分物料进入预设区域，并使至少部分进入预设区域的物料按预设姿态摆放，视觉检测系统200识别预设区域内按照预设姿态摆放的物料后，移料机构300根据视觉检测系统200识别到的信息抓取对应的物料并将其转移至预设位置。该物料筛选装置10结构简单，便于安装调试，借助振盘组件100、视觉检测系统200和移料机构300能够快速精准地筛选出符合要求的物料，方便转移至下一工序，提高了自动化设备地生产效率，保证后续生产的良率和效率。
46.可以理解的是，预设区域可为移料机构300能够顺利抓取物料的区域。预设姿态可以是按照一定朝向、方向、角度或者其他要求摆放的姿态，预设姿态下物料的朝向、方向和
角度可以完全一致，也可以仅仅是某一方向上物料的朝向、方向或者角度一致，而其他方向不作要求(可以一致或者不一致)，以筛选表带上的表扣(表扣具有用于连接表带的连接端和与连接端相对的活动端)为例，预设姿态可以是活动端朝上、连接端朝下的直立姿态。预设区域可为振盘组件100中用于放置或容纳物料的至少部分位置，例如预设区域可以为振盘组件100中用于放置或容纳物料的位置中移料机构300能够伸入取料的部分区域位置，这部分区域位置可以由人工自定义选取，也可以是振盘组件100中移料机构300能够伸入取料的全部区域位置，通过物料筛选装置10保证转移至预设位置的物料其姿态均能符合要求并可进入到后续的作业工序中，方便后续生产，预设位置可以为后述暂存装置20位置，当然根据实际需要也可以为其他位置，此处不做累述。
47.其中，视觉检测系统200也称视觉定位系统或机器视觉系统，它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术，是利用机器代替人眼来作各种测量和判断，通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分cmos和ccd两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制移料机构300动作。
48.具体来说，视觉检测系统200通常包括相机210、工控机以及设置于工控机电性连接的图像采集卡和运动控制卡，相机210用于对预设区域进行拍摄，图像采集卡对相机210输出的视频信号进行采集，工控机用于对图像采集卡采集的视频信号进行处理分析，判断物料是否按预设姿态摆放，运动控制卡与移料机构300电连接，用于控制移料机构300的运动。
49.在一种具体的实施例中，如图1-图2所示，振盘组件100包括料盘110和用于带动料盘110振动的振动结构120，预设区域设置于料盘110中。
50.该振盘组件100由料盘110和振动结构120构成，相比于传统的带线性导轨的振动盘，结构简单，容易安装、调试和维护，成本较低，而且稳定性强。振盘组件100启动后物料随料盘110振动，在料盘110内的位置和姿态会不断发生变化，当视觉检测系统200检测到物料进入预设区域且呈预设姿态时，控制移料机构300将其抓取和转移。
51.具体来说，振动结构120可为振动电机或其他能够输出振动的结构。
52.在一种更加具体的实施例中，如图2所示，料盘110包括底壁111和周向侧壁112，周向侧壁112设置于底壁111的四周，并与底壁111围设形成顶部开口的存料空间。
53.由此设计，使得料盘110结构简单，便于维护和降低成本。
54.具体来说，料盘110可由金属板材冲压形成或通过模具注塑形成。
55.进一步地，为便于料盘110与振动结构120安装和后期维护，料盘110可拆卸地设置在振动结构120上。
56.在一些实施例中，如图2所示，物料筛选装置10还包括用于向料盘110添加物料的加料机构500，加料机构500具有投料端501和落料端502，落料端502位于料盘110的上方，投料端501延伸至料盘110和移料机构300的外侧。
57.通过设置加料机构500，方便向料盘110中随时补充待调整物料，保证筛选动作的持续进行，进而便于提高效率，同时，投料端501延伸至料盘110和移料机构300的外侧，使得在物料筛选过程中从投料端501随时向料盘110添加待筛选物料，保证安全。
58.具体来说，加料机构500可由底板、两侧板和顶板构成，两挡板分别设置于底板长
度方向的两侧，顶板设置于底板顶部，两挡板与底板围合形成一落料槽，投料端501和落料端502分别位于落料槽的两端，底板呈坡度设置，以使投料端501的位置高于落料端502的位置，使得从投料端501投入落料槽的物料能够在重力作用下从落料端502滑落至料盘110，顶板用于挡住落料槽的顶部，起保护作用。
59.当然，加料机构500还可以为倾斜设置的筒状、漏斗状或其他形状和结构，只要能够用于向料盘110添加物料即可，在此不做限定。
60.在一些具体的实施例中，料盘110的内侧和/或加料机构500的内侧设置有柔性护垫。
61.通过设置柔性护垫，能够防止物料在经加料机构500添加的过程中和/或通过振盘组件100调整物料位置和姿态的过程中碰伤物料。
62.在一种实施例中，如图1和图3所示，视觉检测系统200的相机210通过支架400设置于振盘组件100的上方，相机210能够相对于支架400改变位置。
63.通过如上设计，便于灵活调整相机210在振盘组件100上方的高度或位置，以提高视觉检测系统200识别的精度和效果。
64.在一种具体的实施例中，如图1和图3所示，支架400包括固定立柱410和设置于固定立柱410上的活动横梁420，相机210设置于活动横梁420上，活动横梁420能够相对于固定立柱410改变位置，以调节相机210与预设区域的间距；和/或
65.相机210能够相对于活动横梁420改变位置。
66.通过将活动横梁420设计为能够相对于固定立柱410改变位置，方便调整相机210与预设区域之间的距离，从而提高视觉检测系统200识别的精度和效果。
67.具体来说，振盘组件100和固定立柱410的下端均设置于一基座上，固定立柱410竖直设置，活动横梁420上开设有具有开缝的滑孔，固定立柱410贯穿滑孔设置，活动横梁420上设置有用于调节开缝大小的螺栓，通过螺栓调节开缝的大小可实现将活动横梁420沿固定立柱410上下滑动或将活动横梁420锁紧固定在固定立柱410上。
68.进一步地，为提高支架400的稳定性，固定立柱410可设置为多个，多个固定立柱410间隔设置并均滑动连接于活动横梁420。
69.通过将相机210设计为能够相对于活动横梁420改变位置，方便调整相机210的设置位置，进而方便识别对应区域的物料，并且可以随时根据需要调整识别的区域，进而方便设备调试和调整，通用性强。
70.具体来说，相机210设置在安装座430上，安装座430上开设有与活动横梁420滑动配合的滑槽，安装座430上开设有腰型槽，活动横梁420上沿其长度方向设置有若干间隔设置的螺纹孔，腰型孔与不同位置的螺纹孔配合后通过穿设腰型槽的螺栓能够将安装座430锁紧固定在横梁上的不同位置。
71.在一种实施例中，如图1所示，移料机构300包括用于取放物料的拾料件320和与拾料件320连接以驱动拾料件320在三维空间内运动的多轴运动平台310。
72.利用多轴运动平台310带动拾料件320实现物料的转移，拾料件320能够在多轴运动平台310的控制下在三维空间内自由运动和转动取料，如此，能够顺利拾取预设区域内与预设姿态要求不同物料，适应范围极为广泛，受物料姿态约束降低，同时也降低了对振盘组件100的要求，振盘组件100只需要将物料振动至预设区域和预设姿态即可，使得振盘组件
100结构能够尽可能简化，进而也能够进一步降低振盘组件100的故障率。
73.具体来说，拾料件320包括但不限于电动夹爪、气动夹爪和吸嘴，在本实施例中，拾料件320优选为结构简单、成本低廉的吸嘴。
74.可以理解的是，吸嘴与气源之间设置有电磁阀，气源采用负压气源，电磁阀用于控制气源的通断，当电磁阀连通时，吸嘴处产生负压，能够将物料吸附在吸嘴处，实现物料的吸取；当电磁阀断开时，吸嘴处的负压消失，吸附在吸嘴处的物料在自身的重力作用下与吸嘴脱离，实现物料的释放。
75.当然，为了能够快速释放物料，提高生产效率，与吸嘴连通的气源可以包括正压气源和负压气源，正压气源和负压气源均与吸嘴连通，正压气源和吸嘴之间以及负压气源与吸嘴之间均设置电磁阀以控制气源的通断。具体来说，吸嘴和气源之间通过主气管和两个分气管连通，在两个分气管上分别设置一电磁阀。两个处于分气管的电磁阀可选择性的打开或者关闭，当吸嘴与负压气源连通时，吸嘴用于吸取物料，当吸嘴与正压气源连通时，吸嘴能够快速释放物料。
76.具体来说，多轴运动平台310包括但不限于三轴运动平台、三轴机械臂、四轴机械臂、五轴机械臂和六轴机械臂。
77.在一种具体实施例中，如图1所示，多轴运动平台310包括第一旋转臂312、第二旋转臂313、第一旋转驱动器311、第二旋转驱动器(图中未示出)和直线驱动器314，第一旋转臂312的末端与第一旋转驱动器311连接，第一旋转驱动器311用于控制第一旋转臂312转动，第二旋转臂313的末端通过第二旋转驱动器设置于第一旋转臂312的首端，第二旋转臂313用于控制第二旋转臂313相对于第一旋转臂312转动，直线驱动器314设置于第二旋转臂313的首端，拾料件320设置于直线驱动器314的驱动端，直线驱动器314用于驱动拾料件320靠近或远离第二旋转臂313。
78.通过如上设计，利用第一旋转臂312、第二旋转臂313、第一旋转驱动器311、第二旋转驱动器能够控制拾料件320在平面内运动，利用直线驱动器314能够控制拾料件320在竖直方向运动，进而通过该多轴运动平台310控制拾料件320在三维空间内自由运动以抓取和释放取料，而且，由此实现的移料机构300结构简单，灵活性较强，占有空间较小，取料范围较大，而且成本远远低于多自由度机械手。
79.在一种具体实施例中，直线驱动器314通过第三旋转驱动器(图中未示出)设置于第二旋转臂313的首端或拾料件320通过第三旋转驱动器设置于直线驱动器314的驱动端，第三旋转驱动器用于直接或间接驱动拾料件320旋转，借助第三旋转驱动器能够驱动拾料件320在水平面内转动，以便于拾料件320抓取物料后对物料在水平方向的朝向、方向和角度进行调整，这样便能提高移料机构300的灵活性和移料能力，这样，降低对振盘组件100的筛料要求，进而可以降低振盘组件100振动次数和频率，延长振盘组件100使用寿命，方便快速筛选和转移。
80.具体来说，第一旋转驱动器311、第二旋转驱动器和第三旋转驱动器可采用旋转气缸或旋转电机，直线驱动器314可采用直线气缸、液压缸、电动推杆或直线电机。
81.根据本技术的另一个方面，本技术的实施例还提供了一种自动化设备，如图4所示，该自动化设备包括如上述的物料筛选装置10。
82.由于该自动化设备采用了上述的物料筛选装置10，因此，也具备上述物料筛选装
置10所带来的优点和好处，在此不再赘述。
83.具体来说，以表带生产为例，该自动化设备还包括机箱40以及设置于机箱40上的暂存装置20和中转装置30，机箱40上设置有两台物料筛选装置10，两台物料筛选装置10分别用于筛选表扣及表带上的硬胶件，两台物料筛选装置10同时对两种不同的物料进行筛选工作，提高整个自动化设备的工作效率，筛选后的物料转移至暂存装置20，然后通过中转装置30再将物料转运至模具内进行植入注塑。
84.可以理解的是，物料筛选装置10的具体数量可根据自动化设备生产过程中所用到的物料的种类进行设置，以实现同时对不同的物料进行筛选，进而提高加工效率。
85.综上，实施本实施例提供的物料筛选装置及自动化设备，至少具有以下有益技术效果：
86.该物料筛选装置先通过振盘组件对若干待筛选物料的位置和姿态进行调整，使其中部分物料进入预设区域，并使至少部分进入预设区域的物料按预设姿态摆放，视觉检测系统识别预设区域内按照预设姿态摆放的物料后，移料机构根据视觉检测系统识别到的信息抓取对应的物料并将其转移至预设位置。该物料筛选装置结构简单，便于安装调试，借助振盘组件、视觉检测系统和移料机构能够快速精准地筛选出符合要求的物料，方便转移至下一工序，提高了自动化设备地生产效率，保证后续生产的良率和效率。
87.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
88.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。