自动上下料设备的制作方法

本实用新型涉及上下料自动化技术领域，具体而言，涉及一种自动上下料设备。

背景技术：

随着科技的进步，目前工厂里已经抛弃了传统的手工作坊式生产模式而改为了自动化的流水线。目前现有的流水线主要还是采用人工与机器相结合的生产方式，即上下料以及大部分组装、喷涂等工序还是主要靠流水线上的工人来完成。然而随着人类社会的发展，对工业化产品的需求日益增强，传统的人工上下料的生产方式无法满足日益增强的生产量要求，因此需要一种自动上下料设备来替代人力，以有效提高生产效率。

其中，目前现有技术中的上下料设备通常为机械手，机械手能够在流水线与放料区的范围内活动，通过预设的程序对放料区内特定位置的零件进行夹取，再将夹取的零件放置在流水线上的特定位置内(例如：流水线上的托盘内)，同时为了能满足流水线中后续工序的需要，往往需要对零件在流水线内的位置有严格的要求。

然而，本申请发明人发现，在生产过程中往往需要同时对多种不同类型的零件进行上下料工作，由于现有的上下料设备中机械手无法识别零件的不同类型，因此无法确定所要夹取的零件需要放置的具体位置；同时若需要夹取多种零件时，由于机械手已预先设定好了夹取位置，因此只能在有限地范围进行夹取工作，从而无法满足同时对多个区域内的零件进行上下料工作；综上，使用现有技术的上下料设备无法实现同时对多种不同类型的零件进行上下料工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动上下料设备，以解决现有的自动上下料设备在使用过程中，无法实现同时对多种不同类型的零件进行上下料工作的问题。

一种自动上下料设备，包括：料架、设置在所述料架上的多个托台、与所述托台对应连接且具有识别码的多个放料托盘、以及用于抓取零件的抓取机器人；每个所述托台设置有用于识别区分所述识别码的识别装置，且所述识别装置与控制装置连接；所述控制装置能够根据所述识别装置所区分的零件类型对所述抓取机器人的运动路径进行匹配控制。

实际应用时，所述识别码为深浅不一的凹孔，且所述识别装置为光电传感器。

实际应用时，所述抓取机器人包括：机械臂和与所述机械臂连接的机械手，且所述机械手能够相对所述机械臂转动。

其中，所述机械手的内侧设置有多个用于与不同类型的零件相匹配的内圆面。

具体地，所述机械手设置有至少一个用于测量所述零件长度的传感器。

实际应用时，所述托台上设置有限位装置；所述限位装置包括：限位传感器和用于固定所述放料托盘的固定插销；所述限位传感器与所述控制装置连接，且所述控制装置能够控制所述固定插销的升落。

其中，所述放料托盘的两侧设置有与所述托台匹配的滚轮。

实际应用时，所述托台上设置有支撑滚珠。

具体地，所述抓取机器人还包括：至少两根竖轴以及能够在所述竖轴上往复运动的横轴，且所述竖轴与所述横轴垂直设置；所述机械臂包括：搭设在所述横轴上且能够沿所述横轴往复运动的滑块；所述机械臂与所述横轴通过所述滑块连接。

进一步地，所述机械臂还包括用于带动所述机械手在竖直方向上往复运动的气缸。

相对于现有技术，本实用新型所述的自动上下料设备具有以下优势：

本实用新型提供的自动上下料设备中，包括：料架、设置在料架上的多个托台、与托台对应连接且具有识别码的多个放料托盘、以及用于抓取零件的抓取机器人；每个托台设置有用于识别区分识别码的识别装置，且识别装置与控制装置连接；控制装置能够根据识别装置所区分的零件类型对抓取机器人的运动路径进行匹配控制。由此分析可知，本实用新型提供的自动上下料设备，由于托台设置在料架上，因此能够根据料架的尺寸计算出抓取机器人的运动范围；并且由于放料托盘上设置有识别码，因此识别装置能够根据识别码识别区分不同类型的零件；同时由于识别装置与控制装置相连进而能够控制抓取机器人的运动路径，因此抓取机器人可根据事先设定好的运动路径，将零件准确放置到规定的位置上，以便完成后续的加工工序，因此使用本实用新型提供的自动上下料设备能够同时对多种不同类型的零件进行上下料工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型实施例提供的自动上下料设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自动上下料设备中料架与托台的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的自动上下料设备中放料托盘放置在托台上时的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的自动上下料设备中机械臂与机械手的结构示意图；

图5为图4中A部分局部放大结构示意图。

附图标记：

图中，10－料架；20－托台；30－放料托盘；40－抓取机器人；21－识别装置；31－零件放置孔；41－机械臂；42－机械手；421－传感器；22－限位传感器；23－固定插销；32－滚轮；24－支撑滚珠；43－竖轴；44－横轴；411－气缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的自动上下料设备的整体结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的自动上下料设备中料架与托台的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的自动上下料设备中放料托盘放置在托台上时的结构示意图。

此处需要补充说明的是，图1中虚线表示流水线的位置。

如图1－图3所示，本实用新型实施例提供的一种自动上下料设备，包括：料架10、设置在料架10上的多个托台20、与托台20对应连接且具有识别码的多个放料托盘30、以及用于抓取零件的抓取机器人40；每个托台20设置有用于识别区分识别码的识别装置21，且识别装置21与控制装置连接；控制装置能够根据识别装置21所区分的零件类型对抓取机器人40的运动路径进行匹配控制。

相对于现有技术，本实用新型实施例所述的自动上下料设备具有以下优势：

本实用新型实施例提供的自动上下料设备中，如图1－图3所示，包括：料架10、设置在料架10上的多个托台20、与托台20对应连接且具有识别码的多个放料托盘30、以及用于抓取零件的抓取机器人40；每个托台20设置有用于识别区分识别码的识别装置21，且识别装置21与控制装置连接；控制装置能够根据识别装置21所区分的零件类型对抓取机器人40的运动路径进行匹配控制。由此分析可知，本实用新型实施例提供的自动上下料设备，由于托台20设置在料架10上，因此能够根据料架10的尺寸计算出抓取机器人40的运动范围；并且由于放料托盘30上设置有识别码，因此识别装置21能够根据识别码识别区分不同类型的零件；同时由于识别装置21与控制装置相连进而能够控制抓取机器人40的运动路径，因此抓取机器人40可根据事先设定好的运动路径，将零件准确放置到规定的位置上，以便完成后续的加工工序，因此使用本实用新型实施例提供的自动上下料设备能够同时对多种不同类型的零件进行上下料工作。

此处需要补充说明的是，上述控制装置包含有多个控制模块，每个控制模块可完成不同的控制任务。

实际应用时，为了达到区分不同放料托盘30的目的，如图2所示，识别码可以为深浅不一的凹孔，且识别装置21为光电传感器，识别装置21发出一束光线，抵达凹孔底部后反射并被光电传感器采集，光电传感器根据光线发出与反射的时间计算凹孔的深度，从而确定放料托盘30的种类，进而确定零件的种类；实际生产制造时，每个放料托盘30均可设置多个深浅不一的凹孔(例如：一个放料托盘30上的凹孔深度依次为1mm、2mm、3mm、4mm；另一个放料托盘30上的凹孔深度依次为2mm、3mm、5mm、1mm)，并将凹孔深度作为识别码与不同种类的零件一一对应，从而实现识别区分不同零件的目的。

此处需要补充说明的是，识别装置21的安装位置不限于图中所示的位置，任何能够实现所需功能的位置均可。

此外，如图3所示，放料托盘30上开设有零件放置孔31，不同类别的零件的放料托盘30上开设的零件放置孔31的数量是确定的，因此可直接根据零件放置孔的位置设定抓取机器人40的运动路径。

图4为本实用新型实施例提供的自动上下料设备中机械臂与机械手的结构示意图；图5为图4中A部分局部放大结构示意图。

实际应用时，为了实现抓取零件的目的，如图4所示，抓取机器人40包括：机械臂41和与机械臂41连接的机械手42，机械手42用于完成抓放动作，机械臂41用于带动机械手42移动；同时由于本实用新型实施例中提及的零件大多为类圆柱体结构，因此为了能在放料托盘30上放置更多的零件，如图3所示，需将零件垂直地面放置，然而将零件放置到流水线上后，又因流水线是运动状态，容易导致垂直地面放置的零件发生倾倒等情况，从而使生产流程受影响，为了避免上述情况发生，如图5所示，机械手42能够相对其与机械臂41的连接点转动，从而可以将放料托盘30上与地面垂直的零件平放在流水线上，并使其与地面平行，进而避免发生零件倾倒的情况发生。

其中，为了使机械手42夹持零件更稳固，如图5所示，机械手42的内侧设置有多个用于与不同类型的零件相匹配的内圆面，在机械手42夹起零件的过程中，若机械手42内侧与零件无法紧密贴合，容易出现零件从机械手42中脱落的情况，并且机械手42与零件的接触部位容易出现划痕，因此在机械手42的内侧设置多个与不同类型的零件相匹配的内圆面，能够使机械手42与零件紧密贴合，避免零件脱落，同时还能够避免零件表面出现划痕。

此处需要补充说明的是，可以在机械手42内表面设置橡胶层，橡胶层具有弹性，能够使机械手42与零件贴合更紧密，并且不会出现划痕，同时橡胶的摩擦系数较大，从而能够增大机械手42与零件间的摩擦力。

具体地，为了能识别夹取的零件类型，如图5所示，机械手42设置有至少一个用于测量零件长度的传感器421，该传感器421可以为光电传感器，与零件方向垂直设置，若零件长度达到传感器421的正下方，即可反射传感器421发出的光线，进而触发传感器421，传感器421与控制装置相连，根据传感器421的触发情况，控制装置能够判断机械手42所夹取的零件的长度，并对照识别装置21识别的结果，若传感器421与识别装置21均判断为同一种零件，则继续进行下一步操作，若传感器421与识别装置21的判断结果不同，则发出警报，由工作人员查看具体的情况，并作出处理。

实际应用时，为了在机械手42夹取过程中固定放料托盘30，如图2所示，托台20上设置有限位装置；限位装置包括：限位传感器22和用于固定放料托盘30的固定插销23；限位传感器22与控制装置连接，且控制装置能够控制固定插销23的升落，在机械手42夹取零件的过程中，机械手42与零件间的作用力可能会使放料托盘30发生移动，从而使机械手42难以夹取零件，并且由于放料托盘30发生移动，预先设置的零件位置与实际位置也会出现偏差，从而导致后续的步骤无法进行，为了避免上述情况发生，在托台20的顶端设置一块限位板，限位板能够在放料托盘30推至托台20顶端时抵住放料托盘30；并且限位板上设置有限位传感器22，当放料托盘30抵在限位板上时，限位传感器22被触发，进而控制装置驱动固定插销23升起，从而将放料托盘30固定。当放料托盘30上的零件全部夹取完成后，控制装置还能够驱动固定插销23落下，从而能够更换新的放料托盘30。采用此种设置，可避免在机械手42夹取零件的过程中因放料托盘30从而导致后续步骤无法进行的情况发生。

此处需要补充说明的是，机械臂41上可设置复位装置，当放料托盘30上没有在所有的零件放置孔31内均放置零件时，机械手42在空的零件放置孔31处由于没有夹取零件发出警报时，工作人员可使用复位装置解除警报并将机械臂41复位。

其中，为了进一步限定放料托盘30的位置，如图3所示，放料托盘30的两侧设置有与托台20匹配的滚轮32，当放料托盘30放置到托台20上时，滚轮32能够与托台20左右外侧面紧密配合，以保证放料托盘30不会发生左右移动，从而使放料托盘的位置固定，也更便于固定插销23与放料托盘30配合。

实际应用时，为了更轻松地装卸放料托盘30，如图2－图3所示，托台20上设置有支撑滚珠24，采用此种设置，能够将放料托盘30与托台20之间变为滚动摩擦，减少摩擦力，从而使工作人员能够更轻松、方便地装卸放料托盘30。

具体地，为了实现抓取机器人40在流水线与放料托盘30间之间进行上下料，如图1所示，抓取机器人40还包括：至少两根竖轴43以及能够在竖轴43上往复运动的横轴44，且竖轴43与横轴44垂直设置；机械臂41包括：搭设在横轴44上且能够沿横轴44往复运动的滑块；机械臂41与横轴44通过滑块连接，采用此种设置，机械臂41能够在竖轴43与横轴44围成的矩形内自由活动，若流水线与放料托盘30均设置在机械臂41能够在竖轴43与横轴44围成的矩形内时，抓取机器人40即可实现在流水线与放料托盘30之间进行上下料操作。

进一步地，为了避免机械臂41或机械手42在运行过程中与其它部件发生干涉，如图4所示，机械臂41还包括用于带动机械手42在竖直方向上往复运动的气缸411，如图3所示，零件放置在零件放置孔31内，若机械臂41直接设置在夹取零件的高度，在运行过程中零件会与放料托盘30发生干涉，从而使零件无法从零件放置孔31取出，为了避免上述情况的发生，在机械臂41上设置一个气缸411，机械手42夹住零件后，气缸411收起，零件从零件放置孔31中取出，完成夹取零件操作，从而避免机械臂41或机械手42在运行过程中与其它部件发生干涉。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。