异性片状小零件的供料装置、分选供料机及分选供料方法与流程

本发明涉及零件供料选料装置，属于机械加工领域，更具体地说，本发明涉及一种异性片状小零件的供料装置,同时还提供了异性片状小零件的分选供料机及分选供料方法。

背景技术：

诸如刀片、钥匙等诸多的异性片状小零件在工业制造的众多领域存在，在使用这些零件时需要明确正反面方向和确定的放置位置。供料机随着过程自动化的需求出现，其作用如图1所示：随着机器人和视觉技术的发展，过程自动化领域越来越多的采用机器人加视觉的方案来解决自动线上异性片状小零件的提供，而供料机在这个过程中具有不可或缺的作用。供料机的具体作用体现在：

1)缓存零件：人工一次将一定量的小零件置于供料机料斗，可以供自动线使用一定时间，起到暂时仓储小零件的作用。在用尽之前由人工进行补料操作；

2)避免重叠：将小零件铺展开、为机器人抓取准备；

3)方向矫正：对于异形片状小零件来讲其使用大多是需要区分正反面的、因此需要将零件方向不正确的调整为正确状态；

4)轮廓强化：在供料机的抓取区域设置背光，使铺展开的小零件清晰的呈现给机器视觉。

类似的异形片状小零件供料领域，国内鲜有涉足、未发现相关解决方案。

现有的技术方案的供料机通过人工对缓存料斗进行物料补充，生产时零件首先被置于缓存料斗，料斗筛驱动根据控制信号启动、将料斗中的零件适量抖动抛入抓取区域，此时抓取区域内的零件有堆叠。铺展驱动启动将堆叠的零件初步展开，内置背光开启、视觉对抓取区域的零件进行识别，视觉将引导机器人将符合方向要求的零件按照需要送至指定位置，如果没有符合要求的零件则再次启动铺展驱动、直至抓取区域内剩余的所有零件均被平铺展开。正反面方向符合要求的零件被全部取走后、铺展驱动用大幅度低频率的颠件模式将抓取区域内的零件进行翻面操作、视觉继续识别取件，直至抓取区域内的零件被全部取走。然后料斗筛驱动启动再次将缓存料斗中的零件适量的送入抓取区域，重复前述动作完成零件的循环供给。

方案中的内置料斗筛驱动和铺展筛驱动是通过控制振动频率和幅度来使零件放置状态发生改变的。

这种方案满足了供料机在异性片状小零件生成过程自动化运用系统中的作用需求，是当今国外针对类似零件的主流解决方案。

但就国内的实际应用来讲存在两个主要问题：价格高、抓取区域在120*100大小的供料机价格在15～20万人民币左右；交货周期长、从国外进口给料机设备周期在15周左右，且抓取效率低，存在异性片状小零件不易翻转到所需端面、零件送料存在断层或无法正常补料等诸多问题。

技术实现要素：

基于以上技术问题，本发明提供了一种异性片状小零件的供料装置，从而解决了以往供料装置结构复杂成本高，异性片状小零件无法持续供料和自动补料、补料能耗大的技术问题；同时还提供了异性片状小零件的分选供料机及分选供料方法。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种异性片状小零件的供料装置，包括从下往上依次设置的底座、驱动箱、存料箱及料斗，所述存料箱侧面开设有出料口，存料箱内部底端位于出料口一侧还设置有送料间隙，送料间隙内配合有可竖直升降的滑板，所述驱动箱内设置有驱动滑板竖直升降的驱动装置，所述滑板上端在驱动装置驱动下可上升到出料口所在位置。

优选的，所述存料箱内部位于送料间隙上端还设置有传感器。

优选的，所述存料箱位于出料口上端和外侧还分别设置有挡料板和出料滑板。

优选的，所述存料箱内部底端为倾斜设置的活动板，活动板的上端与存料箱铰接，下端与存料箱内侧面形成所述送料间隙。

优选的，所述存料箱内部位于活动板上端还倾斜设置有挡板，挡板下端位于活动板上端的上方且挡板下端设置有漏料口。

优选的，所述驱动装置包括驱动气缸，驱动气缸的驱动端连接有可转动的转盘，转盘连接有转动杆，所述滑板下端设置有横向通槽，所述转动杆通过轴承连接在横向通槽内。

与现有技术相比，本发明的供料装置结构简单，能够定量的将异性片状小零件送出，每次送出的小零件数量均在一定范围内，并且可以检测内部的异性片状小零件存量，方便及时自动补料，补料时也不会影响正常的供料，稳定性好，能耗也较低。

同时，本发明还提供了一种异性片状小零件的分选供料机，包括机座，机座上端从左至右依次设置有第一直线震动筛、第二直线振动筛、物料仓及上述的异性片状小零件的供料装置；所述第一直线震动筛的进口端位于第二直线振动筛出口端的下侧，且所述第一直线震动筛的筛网为透光型输送带，透光型输送带下端设置有光源，所述第一直线震动筛和第二直线振动筛上端两侧均设置有多组对射传感器。

在上述的分选供料机中，所述第一直线震动筛共设有三组对射传感器，包括设置于第一直线震动筛结束端的第一传感器、设置于第一直线震动筛进口端的第三传感器及设置于第一直线震动筛进口端和结束端之间的第二传感器；所述第二直线振动筛共设有三组对射传感器，包括设置于第二直线振动筛结束端的第四传感器、设置于第二直线振动筛进口端的第六传感器及设置于第二直线震动筛进口端和结束端之间的第五传感器。

在上述的分选供料机中，所述第二直线振动筛中部横向设置有铺平板，铺平板中部设置有送料框，所述铺平板位于第二直线振动筛的筛网上端且与筛网间距可调。

在上述的分选供料机中，所述物料仓为可转动结构，其上端和侧面开口，所述物料仓上端位于供料装置的出料口下端，所述物料仓侧面位于第二直线振动筛进口端的上端，所述物料仓下端还设置有用于转动物料仓的竖直升降气缸。

本发明的分选供料机结构简单成本低，能够自动、及时的供料、送料，并将异性片状小零件铺平并调整到所需的位置、角度和侧面，抓取方便准确，

最后，本发明还提供了一种分选供料机的分选供料方法，该方法包括以下步骤：

1)启动驱动装置，驱动装置带动滑板上升，滑板将存料箱内部的异性片状小零件提升到出料口排出，并在挡料板作用下将多余异性片状小零件阻挡返回存料箱，排出的异性片状小零件通过出料滑板送至物料仓；

2)开启第二直线振动筛，物料仓转动将异性片状小零件从侧面开口倒入第二直线振动筛进口端，通过第二直线振动筛持续输送，当第六传感器未被阻挡时物料仓继续供料，保证异性片状小零件持续不断的倒入到第二直线振动筛进口端；

3)当异性片状小零件经过第五传感器后启动第一直线振动筛；

4)异性片状小零件从第二直线振动筛结束端掉落到第一直线振动筛进口端，掉落过程中异性片状小零件自由翻转，掉落后第二传感器和第三传感器被阻挡，保持第一直线振动筛将异性片状小零件送至第一直线振动筛结束端；

5)第一传感器被阻挡后，关闭第一直线振动筛和第二直线振动筛，物料仓则通过第六传感器的阻挡情况选择是否继续供料；

6)第一直线振动筛和第二直线振动筛关闭后，第一直线震动筛上端的异性片状小零件在光源作用下形成轮廓影像，轮廓影像通过外部控制器处理后控制外部机器人抓取第一直线振动筛上的异性片状小零件；抓取时异性片状小零件的正反面不符合要求的，则通过外部机器人抓取后送至送料框；

7)步骤6)中，外部机器人抓取的间隙，第一直线振动筛和第二直线振动筛开启继续送料，当第一传感器和第二传感器均被阻挡时则第一直线振动筛关闭，若第一传感器和第二传感器均未被阻挡而第三传感器被阻挡则第一直线振动筛同样关闭；

8)当第五传感器未被阻挡时，而物料仓同时处于放料状态时，则执行步骤1)；

9)当执行步骤8)后，第四传感器、第五传感器及第六传感器均未被阻挡时，则关闭第二直线振动筛，直到第六传感器被阻挡后再次打开；

10)当第二直线振动筛关闭后，第一直线振动筛继续开启，外部机器人继续抓取，当第一传感器至第六传感器均未被阻挡时，第一直线振动筛关闭，完成分选或通过外部控制器提供缺料信号再次进行分选。

通过以上方法，可实现自动供料、送料、分料及选料，还能精确控制各个工序，分选效率高，且抓取的异性片状小零件精确度高。

附图说明

图1是背景技术的结构示意图；

图2是供料装置的剖视图；

图3是供料装置的正视图；

图4是供料装置的俯视图；

图5是供料装置的左视图；

图6是供料装置的轴测图；

图7是分选供料机的部分结构示意图，图中省略供料装置；

图8是分选供料机的正视图；

图9是分选供料机的俯视图；

图10是分选供料机的结构示意图；

图中的标号分别表示为：1、滑板；2、传感器；3、出料滑板；4、出料口；5、挡料板；6、挡板；7、料斗；8、存料箱；9、活动板；10、驱动箱；11、驱动装置；12、底座；13、观察窗；14、调节槽；15、转盘；16、转动杆；17、驱动气缸；18、横向通槽；19、第一直线震动筛；20、第二直线振动筛；21、物料仓；22、机座；23、第一传感器；24、第二传感器；25、第三传感器；26、第四传感器；27、第五传感器；28、铺平板；29、送料框；30、第六传感器；31、物料压板；32、物料仓；33、竖直升降气缸；34、竖直升降气缸气压系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图2-图6所示，一种异性片状小零件的供料装置，包括从下往上依次设置的底座12、驱动箱10、存料箱8及料斗7，所述存料箱8侧面开设有出料口4，存料箱8内部底端位于出料口4一侧还设置有送料间隙，送料间隙内配合有可竖直升降的滑板1，所述驱动箱10内设置有驱动滑板1竖直升降的驱动装置11，所述滑板1上端在驱动装置11驱动下可上升到出料口4所在位置。

本实施例的异性片状小零件通过料斗7进入存料箱8，通过滑板1上升提起零件并从出料口4排出，完成供料。

本实施例的滑板1上端面具有一定宽度，其每次上次可带走的小零件数量可控，从而可以定量供料，保证小零件能够定量运输送出，避免小零件一次性排出而造成堆积或堵塞，供料稳定安全，补料时也不会影响正常的供料；并且本实施例通过驱动装置11带动滑板1升降从而实现小零件的提升，结构简单能耗低。

本实施例为了保证滑板1上升能够更好的提起小零件，其上端面设置成倾斜面，倾斜面的低端与存料箱8内部侧板接触，即倾斜面的低端靠近出料口4，从而可以倾斜面与存料箱8内部侧板之间可以形成一个内凹的装料空间，小零件在提起是位于装料空间即可稳定的提起并更好的从出料口4排出，提高滑板1的供料效果和零件的排料效果。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上增加了以下结构：所述存料箱8内部位于送料间隙上端还设置有传感器2。

本实施例的传感器2可以检测存料箱8底部的存料情况，当存料箱8底部存料不足时传感器2检测后将信号传递给外部的报警系统或者自动倒料系统对存料箱8补料，保证存料箱8内部存料充足和持续供料。

实施例3

本实施例在实施例1或实施例2的基础上增加了以下结构：所述存料箱8位于出料口4上端和外侧还分别设置有挡料板5和出料滑板3。

本实施例的挡料板5可以遮挡将滑板1提升到出料口4处的多余异性片状小零件，保证每次排出的小零件在一定范围，避免出料过多而影响出料或后续工序的物料堆积，而出料滑板3则可以引导小零件的排出，并且可以保证小零件均能平铺排出。

实施例4

本实施例在实施例1～实施例3中任一实施例的基础上做了如下优化：所述存料箱8内部底端为倾斜设置的活动板9，活动板9的上端与存料箱8铰接，下端与存料箱8内侧面形成所述送料间隙。

本实施例的活动板9倾斜设置，从而物料可以很自然的送至送料间隙，不会堆积在内，保证供料顺利。

在上述技术方案基础上，本实施例的所述存料箱8内部位于活动板9上端还倾斜设置有挡板6，挡板6下端位于活动板9上端的上方且挡板6下端设置有漏料口。物料通过料斗7直接倒入存料箱8底部，底部物料相互撞击堆积从而会影响滑板1的正常送料，使得每次送料数量不定，因此，本实施例加入了挡板6，物料倒入存料箱8后会在挡板6阻挡下从漏料口排出到活动板9上端，再依次滑到送料间隙处，从而在滑板1工作时也可倒料，不会对其造成影响。

本实施例中，存料箱8外侧还设置有分别位于活动板9和挡板6上端的观察窗13，用于分别观察存料箱8内部物料在活动板9和挡板6处的堆积情况，方便及时调节供料、倒料速度；同时活动板9和挡板6下端均设置支撑轴，支撑轴一端伸出存料箱8并位于存料箱8侧面的调节槽14内，从而可以通过调节支撑轴的位置而调节活动板9和挡板6倾斜角度和适当的位移，保证装配和送料需求。

实施例5

本实施例在上述任一实施例的基础上优化了以下结构：所述驱动装置11包括驱动气缸17，驱动气缸17的驱动端连接有可转动的转盘15，转盘15连接有转动杆16，所述滑板1下端设置有横向通槽18，所述转动杆16通过轴承连接在横向通槽18内。

本实施例的驱动气缸17驱动转盘15转动，转盘15带动转动杆16转动，使得其在横向通槽18内沿横向通槽18横向移动的同时向上或向下移动滑板1，实现滑板1的稳定、匀速升降，并保持相应的幅度和速度。

本实施例的转动杆16通过轴承连接在横向通槽18内，转动杆16转动时对滑板1作用力小，轴承可减少二者摩擦且不影响相互移动。

实施例5

如图7-10所示，一种异性片状小零件的分选供料机，包括机座22，机座22上端从左至右依次设置有第一直线震动筛19、第二直线振动筛20、物料仓21及实施例1～实施例5中任一实施例所述的供料装置；所述第一直线震动筛19的进口端位于第二直线振动筛20出口端的下侧，且所述第一直线震动筛19的筛网为透光型输送带，透光型输送带下端设置有光源，所述第一直线震动筛19和第二直线振动筛20上端两侧均设置有多组对射传感器。

本实施例异性片状小零件(图6-图9中均画出)通过供料装置持续供料送到物料仓21，物料仓21将物料排出，物料依次通过第二直线振动筛20和第一直线震动筛19，通过第二直线振动筛20和第一直线震动筛19将物料铺平，且物料从第二直线振动筛20出口端掉落到第一直线震动筛19的进口端时在空中自由翻转，从而物料能够以合适的角度平铺在第一直线震动筛19上，通过光源对透光型输送带上端的物料照明显示其轮廓，从而外部的控制器和机器人可以根据轮廓影响进行物料位置分析和物料抓取。

本实施例通过设置多组对射传感器，可以持续监测第一直线震动筛19和第二直线振动筛20上端的物料情况，保证物料能定量、匀速输送。

为了更好的实现对物料和分选供料机的控制，本实施例所述的第一直线震动筛19共设有三组对射传感器，包括设置于第一直线震动筛19结束端的第一传感器23、设置于第一直线震动筛19进口端的第三传感器25及设置于第一直线震动筛19进口端和结束端之间的第二传感器24；所述第二直线振动筛20共设有三组对射传感器，包括设置于第二直线振动筛20结束端的第四传感器26、设置于第二直线振动筛20进口端的第六传感器30及设置于第二直线震动筛20进口端和结束端之间的第五传感器27。

本实施例的第一传感器23、第二传感器24及第三传感器25均为对射传感器，当其被阻挡时，表明第一直线震动筛19相应的部分存在物料，从而通过第一传感器23、第二传感器24及第三传感器25可以分别检测第一直线震动筛19结束端、中间端及进口端的物料运输情况；而第四传感器26、第五传感器27及第六传感器30同样为对射传感器，当其被阻挡时，表明第二直线振动筛20相应的部分存在物料，从而通过第四传感器26、第五传感器27及第六传感器30可以分别检测第二直线振动筛20结束端、中间端及进口端的物料运输情况；通过第一传感器23、第二传感器24、第三传感器25、第四传感器26、第五传感器27及第六传感器30可以对第一直线震动筛19和第二直线振动筛20上的物料进行全程监控，了解每个振动筛上的物料运输情况和分布情况，从而可以决定第一直线震动筛19和第二直线振动筛20的关闭、物料仓21是否倒料、供料装置是否供料及改变第一直线震动筛19和第二直线振动筛20供料速度、物料仓21倒料速度及供料装置供料速度，保证第一直线震动筛19和第二直线振动筛20上的物料不会堆积同时也不会少于一定值，保证持续送料。

本实施例中，所述第二直线振动筛20中部横向设置有铺平板28，铺平板28中部设置有送料框29，所述铺平板28位于第二直线振动筛20的筛网上端且与筛网间距可调。铺平板28可以将第二直线振动筛20上的异性片状小零件铺平，并且还能将相互重叠、堆积的异性片状小零件分开铺平，保证运输后的所有异性片状小零件均不会出现重叠，而在第一直线震动筛19上不符合选取要求的异性片状小零件，则通过外部机器人抓取后送入送料框29，再次通过第二直线振动筛20输送掉落翻转进行方向和角度调整，从而可以将所有零件调整到合适位置进行抓取。

本实施例中，所述物料仓32为可转动结构，其上端和侧面开口，所述物料仓32上端位于供料装置的出料口下端，所述物料仓32侧面位于第二直线振动筛20进口端的上端，所述物料仓32下端还设置有用于转动物料仓32的竖直升降气缸33。本实施例的物料仓32上端进料，侧面送料至第二直线振动筛20进口端，其通过竖直升降气缸33的升降控制转动大小和角度，从而物料仓32能够按照一定角度送料，有效控制送料速度。

本实施例中机座22还设置有用于竖直升降气缸33供气控制的竖直升降气缸气压系统34，通过竖直升降气缸气压系统34提供气压并控制竖直升降气缸33升降及升降高度，使得物料仓32转动灵活，送料更精确。

基于本实施例所述的异性片状小零件的分选供料机，本实施例还提供了一种分选供料机的分选供料方法，该方法包括以下步骤：

1)启动驱动装置11，驱动装置11带动滑板1上升，滑板1将存料箱8内部的异性片状小零件提升到出料口4排出，并在挡料板5作用下将多余异性片状小零件阻挡返回存料箱8，排出的异性片状小零件通过出料滑板3送至物料仓21；

2)开启第二直线振动筛20，物料仓21转动将异性片状小零件从侧面开口倒入第二直线振动筛20进口端，通过第二直线振动筛20持续输送，当第六传感器30未被阻挡时物料仓21继续供料，保证异性片状小零件持续不断的倒入到第二直线振动筛20进口端；

3)当异性片状小零件经过第五传感器27后启动第一直线振动筛19；

4)异性片状小零件从第二直线振动筛20结束端掉落到第一直线振动筛19进口端，掉落过程中异性片状小零件自由翻转，掉落后第二传感器24和第三传感器25被阻挡，第一直线振动筛19将异性片状小零件送至第一直线振动筛19结束端；

5)第一传感器23被阻挡后，关闭第一直线振动筛19和第二直线振动筛20，物料仓32则通过第六传感器30的阻挡情况选择是否继续供料；

6)第一直线振动筛19和第二直线振动筛20关闭后，第一直线震动筛19上端的异性片状小零件在光源作用下形成轮廓影像，轮廓影像通过外部控制器处理后控制外部机器人抓取第一直线振动筛19上的异性片状小零件；抓取时异性片状小零件的正反面不符合要求的，则通过外部机器人抓取后送至送料框29；

7)步骤6)中，外部机器人抓取的间隙，第一直线振动筛19和第二直线振动筛20开启继续送料，当第一传感器23和第二传感器24均被阻挡时则第一直线振动筛19关闭，若第一传感器23和第二传感器24均未被阻挡而第三传感器25被阻挡则第一直线振动筛19同样关闭；

8)当第五传感器27未被阻挡时，而物料仓21同时处于放料状态时，则执行步骤1)；

9)当执行步骤8后，第四传感器26、第五传感器27及第六传感器30均未被阻挡时，则关闭第二直线振动筛20，直到第六传感器30被阻挡后再次打开；

10)当第二直线振动筛20关闭后，第一直线振动筛19继续开启，外部机器人继续抓取，当第一传感器23至第六传感器30均未被阻挡时，第一直线振动筛19关闭，完成分选或通过外部控制器提供缺料信号再次进行分选。

通过以上方法，可实现异性片状小零件的自动供料、送料、分料及选料，还能精确控制各个工序，保证持续送料和分段送料，分选效率高，并且可以将不合格的异性片状小零件送回重新分料，抓取的异性片状小零件精确度高，抓取也更加方便。

如上所述即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。