机器人上下料装置及系统的制作方法

本实用新型涉及自动化设备技术领域，具体而言，涉及一种机器人上下料装置及系统。

背景技术：

在工业产品生产线上，通常需要对目标工件进行抓取，以使工件进入下一道工序。目前，大多数的这类生产线为人工作业，通过操作员实现抓取和码放。例如，将钢压铸成型的粉末冶金毛坯工件放入烧结炉中烧结的上料操作。具体操作大致为：操作员需要将传送带上散乱的不同尺寸的毛坯件码放在承烧板上，然后将码放好毛坯件的承烧板推送至烧结炉中。现有技术中也有通过机器人实现对毛坯工件的上料工序，但这类机器人只能在直线导轨中直线移动作业，易出现漏抓工件，且抓取效率低。

因此，如何提供一种能自动抓取以及码放的上下料装置，既能够提高对工件上下料的效率，又能够满足一台装置服务于多个服务对象，已成为本领域技术人员亟需解决的技术。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种结构简单、抓取效率高的机器人上下料装置及系统，以解决现有技术中抓取效率低、易漏抓等问题。

就机器人上下料装置而言，本实用新型较佳实施例提供一种机器人上下料装置，用于配合传送带抓取并转运所述传送带上的工件，所述机器人上下料装置包括：

装置架体；

设置在所述传送带一侧的承烧板；

设置在所述装置架体上用于调整所述承烧板高度的升降装置；

至少一个设置在所述传送带一侧用于将所述传送带上的工件抓取至承烧板上的机器人；

设置在所述装置架体上用于将所述承烧板及其承载的所述工件推送至烧结炉的推送装置；

所述机器人上设置有用于抓取所述工件的抓取部。

在本实用新型的较佳实施例中，上述机器人上下料装置还包括设置在所述装置架体上用于放置所述机器人的座体，所述座体与所述装置架体之间形成有可供所述承烧板通过的推送通道；所述机器人包括第一机臂和第二机臂，所述第一机臂的一端与所述座体转动连接，另一端与所述第二机臂转动连接，所述第二机臂的另一端设置有所述抓取部，所述第一机臂和所述座体的转动连接处设置有第一电动机，所述第一电动机通过第一传动机构与所述第二机臂传动连接，以带动所述第二机臂相对于所述第一机臂转动。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一传动机构为皮带轮。

在本实用新型的较佳实施例中，上述升降装置包括用于带动所述承烧板升降的第二电动机、用于放置所述承烧板的容置结构，以及用于传动连接所述第二电动机和所述容置结构的第二传动机构。

在本实用新型的较佳实施例中，上述推送装置包括：驱动气缸、与所述驱动气缸相配合的活塞以及推送机构，所述推送机构的一端与所述活塞传动连接，另一端与所述容置结构上的所述承烧板配合，以将所述承烧板推送至所述烧结炉中。

在本实用新型的较佳实施例中，上述抓取部为电磁吸附机构。

在本实用新型的较佳实施例中，上述装置架体上设置有多个的用于移动的滚轮。

在本实用新型的较佳实施例中，所述机器人上下料装置还包括：

用于检测到所述工件到达预设位置后，生成抓取信号的传感器；

用于记录所述机器人抓取工件的时长数据的计时器；

与所述机器人、升降装置和推送装置连接，根据所述抓取信号控制所述机器人抓取或释放所述工件，当所述时长数据等于预设时长时控制升降装置上升或下降到预设位置后，控制所述推送装置推送承载有所述工件的承烧板至所述烧结炉中的控制器。

在本实用新型的较佳实施例中，上述机器人为两个，两个所述机器人设置在所述传送带的同一侧，所述工件在所述传送带上呈两列并行传送，其中一个所述机器人抓取靠近所述机器人一侧的所述工件，另一个所述机器人抓取远离所述机器人一侧的所述工件。

就机器人上下料系统而言，本实用新型的较佳实施例还提供一种机器人上下料系统，该机器人上下料系统包括烧结炉以及上述的机器人上下料装置，所述烧结炉的炉口出设置有与所述机器人上下料装置相配合的装置放置台，所述机器人上下料装置通过螺钉或螺栓固定设置在所述装置放置台上。

本实用新型提供一种机器人上下料装置及系统，所述机器人上下料装置包括装置架体、承烧板、升降装置、推送装置以及机器人。在机器人上设置有用于配合传送带并抓取该传送带上的工件的抓取部。与现有技术相比，所述机器人上下料装置结构简单实用，设置的机器人和传送带相配合。所述机器人通过所述抓取部将传送带上的工件抓取码放在承烧板上，并通过升降装置将承烧板上升或下降到预设位置，然后通过推送装置将承载有工件的承烧板推送至烧结炉中，实现了工件抓取、码放以及推送的自动化上下料，提高了抓取效率，通过所述抓取部提高了抓取的精准度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的机器人上下料装置的主视结构状态示意图。

图2为本实用新型第一实施例提供的机器人上下料装置的俯视结构状态示意图。

图3为本实用新型第一实施例提供的机器人上下料装置中的机器人的主视结构状态示意图。

图4为本实用新型第一实施例提供的机器人上下料装置的主视结构的另一状态示意图。

图5为本实用新型第二实施例提供的机器人上下料装置的俯视结构状态示意图。

图标：100-机器人上下料装置；110-装置架体；120-承烧板；130-升降装置；131-第二电动机；132-容置结构；133-第二传动机构；140-机器人；141-抓取部；142-座体；143-第一机臂；144-第二机臂；145-第一电动机；146-第一传动机构；150-推送装置；151-驱动气缸；152-活塞；153-推送机构；160-工件；170-传送带；180-烧结炉；181-炉口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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“设置”、“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，也可以是电性连接。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。

第一实施例：

请参照图1，是本实用新型第一实施例提供的机器人上下料装置100的主视结构状态示意图。本实施例提供一种机器人上下料装置100，用于配合传送带170抓取并转运该传送带170上的工件160。优选地，所述机器人上下料装置100所抓取的工件160为可被磁铁吸附的金属工件，比如，由钢铁粉末冶炼而成的毛坯件。

请结合参照图1和图2，在本实施例中，所述机器人上下料装置100可以包括装置架体110、承烧板120、升降装置130、推送装置150以及机器人140。所述升降装置130和所述推送装置150可以设置在所述装置架体110上，所述承烧板120位于所述升降装置130上。至少一个所述机器人140设置在所述装置架体110上，在本实施例中，所述机器人140的个数可以为一个。所述机器人140上设置有抓取部141，所述抓取部141用于抓取传送带170上所传送的工件160，在抓取所述工件160后，还用于将该工件160码放在处于预设位置的承烧板120上。

在本实施例中，所述装置架体110上设置有多个的用于移动的滚轮。所述装置架体110可以为一块用于承载所述机器人140、升降装置130和推送装置150的板状结构，在该板状结构上设置有所述滚轮，方便所述机器人上下料装置100的移动，以使所述机器人上下料装置100推送至其他烧结炉180，实现对其他烧结炉180的上下料工序，该上下料工序可以理解为：将传送带170上的工件160放置在承烧板120上，然后将承载有所述工件160的承烧板120推送至烧结炉180中。

具体地，其他烧结炉180靠近炉口181处预先设置有适应各个炉口181高度的装置放置台，所述装置放置台用于放置所述机器人上下料装置100，以使所述机器人上下料装置100的推送入口高度和各个炉口181高度相配合，进而使承烧板120能被推送至各个烧结炉180中。所述板状结构上可以设置有多个用于支撑该板状结构的支柱，所述滚轮可滚动地设置在每个所述支柱的底部。在所述装置架体110上还可以通过螺钉或螺栓与装置台固定，以保障所述的上下料工序正常进行。

所述承烧板120设置在与所述机器人140相配合的传送带170的一侧，优选地，其位置可以位于该传送带170延传送方向上的起始端的一侧。所述承烧板120可以是，但不限于氧化锆承陶瓷承烧板以及氧化铝陶瓷承烧板等，在此不做具体限定。所述升降装置130用于上升或下降所述承烧板120，使所述承烧板120位于预设的高度位置。所述推送装置150与所述升降装置130和机器人140相配合，以实现工件160抓取、码放和推送的自动化上下料工序。

在第一实施例中，所述机器人上下料装置100还可以包括用于放置所述机器人140的座体142，所述座体142与所述装置架体110之间形成有可供所述承烧板120通过的推送通道。其中，所述升降装置130上至少放置有一块所述承烧板120，所述承烧板120呈堆叠的方式码放在所述升降装置130上。放置的承烧板120的块数可以根据具体需求情况而设置。比如，所述承烧板120的块数可以为两块或三块等，在此，对承烧板120所放置的块数不做具体限定。

具体地，所述座体142和所述承烧板120均位于所述传送带170的同一侧，所述座体142位于该传送带170传送方向上的末端。该座体142可以为一种由一块用于放置所述机器人140的面板和四个用于支撑该面板的支撑柱构成的结构，所述座体142设置在所述装置架体110上。通过所述四个支撑柱、面板和所述装置架体110，形成可以供所述承烧板120通过的推送通道。当所述承烧板120上承载的工件160码放到需要推送走的时候，比如，码放工件160的时长达到预设的需要推送的时长时，所述升降装置130将下降所述承烧板120的位置，使所述承烧板120的高度与所述通道的高度相配合，然后通过与升降装置130相配合的推送装置150，将码放有所述工件160的承烧板120通过推送装置150经由所述推送通道推送至烧结炉180中。

在本实施例中，所述升降装置130可以位于所述座体142之下，并与该座体142相配合，所述座体142上开设有供所述升降装置130上升或下降的通孔，以使承烧板120能上升或下降到预设的位置。所述升降装置130也可以位于所述装置架体110上且远离所述座体142的一端，正如图1所示。在此，对所述升降装置130和推送装置150设置的位置不作具体限定。所述升降装置130、推送装置150和机器人140三者相配合，能实现对工件160的抓取、码放以及推送功能的位置均在保护范围之内。

在本实施例中，所述机器人上下料装置100可以还包括控制器、传感器以及计时器。所述传感器与所述控制器连接，用于检测所述工件160到达预设位置后生成抓取信号。所述计时器与所述控制器连接，用于记录所述机器人140抓取工件160的时长数据。所述控制器与所述机器人140、升降装置130和推送装置150连接，以根据所述抓取信号控制机器人140抓取或释放所述工件160，根据所述时长数据控制升降装置130上升或下降到预设位置，还根据所述时长数据控制所述推送装置150推送承载有所述工件160的承烧板120至所述烧结炉180中。

具体地，所述控制器可以是ARC5系列的嵌入式控制器，所述传感器可以是一种对光敏感的传感器，比如光纤传感器，所述计时器可以是一种时钟电路。所述控制器通过预设的程序语言实现对所述机器人140、升降装置130和推送装置150的控制，所述程序语言包括但不限于JAVA程序语言、C程序语言或SQL语言，在此不做具体限定。

当传送带170传输有工件160时，可以在该传送带170的侧边设置有用于监测所述工件160的光信息而生成抓取信号的光纤传感器。其中，所述光信息可以理解为，所述工件160在移动过程中，所述光纤传感器在有工件160经过探测区时与没有工件160经过时接收的光信号是不同的光信号，经由光纤传感器处理后便会得到两种信号。其中一种为有工件160经过光纤传感器时而产生的信号，即，抓取信号，另一种为没有工件160经过所述光纤传感器时，而产生的信号，可以理解为不工作信号，即所述光纤传感器发生不工作信号时，控制器不工作，机器人140不抓取工件160。

在所述控制器接收到抓取信号后，将控制机器人140抓取工件160，并根据预设的所述程序语言，使该机器人140将所述工件160码放在所述承烧板120上。每块承烧板120至少可以堆叠码放一层所述工件160，每块所述承烧板120所码放的最大工件160数目可以相同，每层所码放的最大工件160数目也可以相同。完成每个工件160的摆放的单位时长，即，从所述机器人140开始被控制抓取工件160到码放好该工件160的时长(单位时长)可以是相同的。码放满一块所述承烧板120所需的单位时长可以称为推送时长。当计时器记录的推送时长为预设时长时，所述控制器将控制所述升降装置130下降到与所述推送通道相配合的高度，然后，所述控制器将控制所述推送装置150，推送承载有所述工件160的承烧板120至所述烧结炉180中。所述预设时长可以根据具体需求而设置，优选地，所述预设时长为推送时长。

具体地，所述预设时长可以根据具体每块所述承烧板120所码放的工件160的数量而设置。比如，所述机器人140从开始执行抓取动作到将所述工件160码放在所述承烧板120所用的单位时间为一秒，而所述承烧板120上只码放有十个所述工件160，则预设的时长可以为十秒或超过十秒，优选的时长为十秒。

请参照图3，是本实用新型第一实施例提供的机器人上下料装置100中的机器人140的主视结构状态示意图。在本实施例中，所述机器人140可以包括第一机臂143、第二机臂144和第一传动机构146。所述第一机臂143的一端与所述座体142转动连接，另一端与所述第二机臂144转动连接，所述第二机臂144的另一端设置有所述抓取部141，所述第一机臂143和所述座体142的转动连接处设置有第一电动机145，所述第一电动机145通过第一传动机构146与所述第二机臂144传动连接，以带动所述第二机臂144相对于所述第一机臂143转动。优选地，所述第一电机为伺服电机。所述抓取部141可以为电磁吸附机构，以吸附不同型号的所述工件160，需要说明的是，其工件160为可被磁铁吸附的毛坯件。

具体地，所述第一电动机145可以采用伺服电机，且受所述控制器控制。当所述控制器接收到所述抓取信号时，所述控制器，根据所述抓取信号和所述程序语言控制所述伺服电机转动，所述伺服电机可以通过第一传动机构146与所述第二机臂144传动连接，以使第二机臂144可以相对于第一机臂143转动；使抓取部141位于传送带170的上方，然后通过控制器控制电磁吸附机构吸附所述工件160，完成抓取动作并将抓取的工件160码放在预设的承烧板120上。所述第一传动机构146可以为皮带轮。所述机器人140可以是一种平面关节型机器人，又称SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm，SCARA)型机器人。

请参照图4，在本实施例中，所述升降装置130包括第二电动机131、容置结构132以及第二传动机构133。所述第二电动机131用于带动所述承烧板120上升或下降，且受所述控制器控制。所述容置结构132可以为一种板状结构，比如，钢板或木板等，所述容置结构132用于放置所述承烧板120。所述第二传动机构133可以为一种螺纹转轴，所述容置结构132的一侧上设置有与该螺纹轴相配合的螺纹部(比如，螺纹孔)。所述螺纹转轴的一端与电动机的转轴连接，另一端与通过所述螺纹部与所述容置结构132连接。可以通过控制第二电动机131正反转，实现所述承烧板120的升降。例如，使所述第二电动机131正转，所述第二电动机131带动所述螺纹轴转动，通过所述螺纹部使所述容置结构132上升或下降，进而使放置在所述容置结构132上的承烧板120实现上升或下降。

在本实施例中，所述推送装置150包括：驱动气缸151、与所述驱动气缸151相配合的活塞152以及推送机构153。所述推送机构153的一端与所述活塞152传动连接，另一端与所述容置结构132上的所述承烧板120配合，以将所述承烧板120推送至所述烧结炉180中。

具体地，所述升降装置130下降到可推送所述承烧板120的预设位置时，所述驱动气缸151便膨胀，在所述驱动气缸151膨胀之前，所述推送机构153处于预推送的状态，该状态可以理解为所述推送机构153和预推送的承烧板120位于同一水平面上，如图4所示。以使活塞152以及所述推送机构153向烧结炉180的炉口181方向移动，同时，所述推送机构153将推送最上层的所述承烧板120至烧结炉180中，该承烧板120也就是码放好所述工件160的承烧板120。当所述承烧板120推送至烧结炉180中后，所述驱动气缸151便收缩，使所述活塞152以及推送机构153处于原来的位置。

第二实施例：

请参照图5，本实用新型第二实施例提供的机器人上下料装置100的俯视结构状态示意图。第二实施例提供的机器人上下料装置100具有的形状结构及实现的技术效果与第一实施例所提供的相类似，区别在于，第二实施例中设置的机器人140的个数为两个，使抓取工件160的效率进一步提高。

具体地，所述传动带可以被划分为靠近所述承烧板120一侧的内道和远离所述承烧板120一侧的外道，可以理解为，所述传送带170由所述内道和外道组成。靠近所述升降装置130一侧的机器人140抓取内道上的所述工件160，并码放在所述承烧板120的第一层上。所述升降装置130和推送装置150相配合，将第一层码放有一定工件160数量的承烧板120推送至的预设位置处，该预设位置用于另一机器人140将工件160码放在该承烧板120的第二层上。其中，另一机器人140抓取所述外道上的所述工件160。

本实用新型还提供一种机器人上下料系统，所述机器人上下料系统包括上述实施例中的机器人上下料装置100以及烧结炉180，所述烧结炉180的炉口181出设置有与所述机器人上下料装置100相配合的装置放置台，所述机器人上下料装置100通过螺钉或螺栓固定设置在所述装置放置台上。

该系统适用于抓取粉末冶金中的毛坯工件160，尤其是可被磁铁吸附的金属工件，比如，由钢铁粉末冶炼而成的毛坯件。该系统可以实现所述工件160的抓取、码放和推送自动化上下料，提高了抓取所述工件160的效率。

综上所述，本实用新型提供一种机器人上下料装置及系统。所述机器人上下料装置包括装置架体、承烧板、升降装置、推送装置以及机器人。在机器人上设置有用于配合传送带并抓取该传送带上的工件的抓取部。与现有技术相比，所述机器人上下料装置结构简单实用，设置的机器人和传送带相配合，所述机器人通过所述抓取部将传送带上的工件抓取码放在承烧板上，并通过升降装置将承烧板上升或下降到预设位置，然后通过推送装置将承载有工件的承烧板推送至烧结炉中。所述机器人上下料装置实现了工件抓取、码放以及推送的自动化上下料，提高了抓取效率，所述抓取部可以对不同型号的工件进行抓取，提高了抓取的精准度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。