上下料装置及移印设备的制作方法

本实用新型涉及移印设备技术领域，尤其是涉及一种上下料装置及移印设备。

背景技术：

现有的圆形产品在印刷加工过程中，生产工艺面(印刷面)不能接触到其他介质，而且圆形产品的定位角度与图案角度匹配难度大，因此很难采用传统的上下料装置移送物料。

例如在圆形手表玻璃的移印过程中，若采用吸盘吸取的方式移送圆形手表玻璃，物料的生产工艺面(印刷面)将与吸盘接触，吸盘易导致物料的生产工艺面磨损，从而导致生产良率下降。若使用其他夹具夹持物料的侧面，一方面，圆形的物料不易夹持；另一方面，在将物料放入加工位时，需要对于物料施加一定压力，才能将物料放入加工位，而夹持物料侧面的夹具无法提供向下的压力使得物料进入加工位。此外，圆形物料进行丝印图案时需确保物料定位角度与图案角度匹配，物料需准确的放入加工位(如移印治具的穴位)，因此，需要先将物料进行定位后，再放进加工位。

因此，提供一种在不接触物料的生产工艺面的情况下移送物料，并可提供物料以向下压力，且可对物料进行定位的上下料装置，成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种上下料装置，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本实用新型提供的上下料装置，包括：角度调整机构，以及相互连接的移位机构和夹持机构；

所述角度调整机构包括相机和中空转轴，所述中空转轴的顶部设置有真空吸口，所述中空转轴与第二驱动器连接，所述第二驱动器用于驱动所述中空转轴转动；

所述移位机构用于带动所述夹持机构在水平方向和竖直方向移动；

所述夹持机构包括第一夹持组件，所述第一夹持组件包括第一驱动器和连接于所述第一驱动器上的若干夹持件，各所述夹持件间隔设置，若干所述夹持件围成夹持区域，所述第一驱动器驱动各所述夹持件沿水平方向移动以调整所述夹持区的截面大小，各所述夹持件上均设置有柔性限位件，所述柔性限位件至少有部分区域位于所述夹持区的上方。

在上述技术方案中，进一步地，所述夹持区的横截面为圆形，所述第一夹持组件包括均匀设置的三个所述夹持件。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一驱动器为电动三爪卡盘，所述电动三爪卡盘具有三个卡爪，所述夹持件与所述卡爪一一对应连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述夹持机构还包括第二夹持组件，所述第二夹持组件与所述第一夹持组件的结构相同，所述第一夹持组件与第二夹持组件通过转动轴连接并相对所述转动轴对称设置，所述转动轴用于带动所述夹持机构在水平方向转动。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二夹持组件通过滑台气缸与所述转动轴连接，所述滑台气缸用以驱动所述第二夹持组件沿竖直方向移动。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括料盘，所述料盘包括支撑框架和若干隔板，所述支撑框架上具有多个镂空区域，所述隔板安装于所述支撑框架上，若干隔板分为多组，每组内的各所述隔板间隔设置，且相邻所述隔板之间的间隙与所述支撑框架上的镂空区域相对，每组内的各所述隔板围成物料容置区。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述夹持件的底部连接有底部限位件。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括定位机构，所述定位机构包括第一定位组件和第二定位组件，所述料盘沿第一方向的两侧分别设置有第一定位组件，所述第一定位组件包括第一定位气缸和与所述第一定位气缸连接的第一定位块，所述第一定位气缸驱动所述第一定位块沿第一方向移动；所述料盘沿第二方向的两侧分别设置有第二定位组件，所述第二定位组件包括第二定位气缸和与所述第二定位气缸连接的第二定位块，所述第二定位气缸驱动所述第二定位块沿第二方向移动。

相对于现有技术，本实用新型所述的上下料装置具有以下优势：

本实用新型所述的上下料装置在应用的过程中，移位机构控制夹持机构，以使得夹持机构在水平方向以及竖直方向移动，当使用夹持机构夹持物料时，首先将夹持机构移动到待夹持的物料的正上方，通过第一驱动器移动各夹持件，以使得夹持区的截面尺寸略大于物料的截面尺寸；然后通过移位机构控制夹持机构下降，以使得各夹持件分别位于物料的外围；通过第一驱动机构使得各夹持件移动以缩小夹持区的截面尺寸，使得夹持件夹持住物料。

然后，移位机构控制夹持机构上升并沿水平方向移动到流水线的下一设备中。当需要对物料进行角度调整并再次定位时，下一设备即为角度调整机构，即移位机构控制夹持机构将物料放置到角度调整机构处，先通过相机对物料进行拍照以识别物料现有角度，从而判断物料所需转动方向及转动角度，将物料放置到中空转轴上，通过真空吸口固定物料，第二驱动器驱动物料转动，从而调整物料的角度。

在调整好物料的角度后，夹持机构再次夹取物料，并将物料移送到下一设备中。当下一工艺为移印工艺时，移位机构将夹持机构移动到移印治具的上方，并将夹持机构与其夹持的物料一起向下移动，通过夹持件上的柔性限位件将物料压入移印治具的加工位。

因此，本申请提供的上下料装置，一方面可以夹持在物料的侧壁，避免夹持在物料的生产工艺面，另一方面可以通过柔性限位件为物料提供一定的压力，以使得物料顺利进入移印治具的加工位；同时，还设置有角度调整机构，可以通过角度调整机构对物料进行角度调整以确保物料定位角度与图案角度匹配。此外，由于夹持组件包括若干夹持件，各夹持件间隔设置，因此，不同的夹持件与物料的侧壁的多个区域接触，因此可适用于多种不同截面形状的物料，包括圆形物料。

本实用新型的另一目的在于提出一种移印设备，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种移印设备，包括：移印治具和如上述技术方案所述的上下料装置，所述上下料装置用于将物料放置于所述移印治具上，以及将所述移印治具上的物料取出。

所述移印设备与上述上下料装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

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上下料装置处于第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的上下料装置处于第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的上下料装置处于第三视角的结构示意图；

图4为图3中A处的局部放大图；

图5为本实用新型实施例提供的上下料装置中第一夹持组件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的上下料装置中夹持件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的上下料装置中料盘的结构示意图。

图中：10-移位机构；11-转动轴；12-锁紧轴；20-第一夹持组件；21-电动三爪卡盘；22-夹持件；221-柔性限位件；222-底部限位件；223-夹持部；30-第二夹持组件；40-滑台气缸；50-角度调整机构；51-中空转轴；52-第二驱动器；53-CCD相机；54-水平安装板；55-竖直安装板；56-拍摄孔；60-料盘；61-支撑框架；611-网格状底架；612-支撑筋；613-支撑环；614-镂空区域；62-隔板；71-第一定位气缸；72-第一定位块；73-第二定位气缸；74-第二定位块；80-移印治具；81-凸台；90-物料。

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。

实施例一

如图1-图6所示，本实用新型实施例提供的上下料装置，包括：角度调整机构50，以及相互连接的移位机构10和夹持机构，其中：

角度调整机构50包括相机和中空转轴51，中空转轴51的顶部设置有真空吸口，中空转轴51与第二驱动器52连接，第二驱动器52用于驱动中空转轴51转动。

移位机构10用于带动夹持机构在水平方向和竖直方向移动，夹持机构包括第一夹持组件20，第一夹持组件20包括第一驱动器和连接于第一驱动器上的若干夹持件22，各夹持件22间隔设置，若干夹持件22围成夹持区域，第一驱动器驱动各夹持件22沿水平方向移动以调整夹持区的截面大小，各夹持件22上均设置有柔性限位件221，柔性限位件221至少有部分区域位于夹持区的上方。具体实施时，柔性限位件221可采用硅胶制成。

本实用新型实施例的上下料装置在应用的过程中，移位机构10控制夹持机构，以使得夹持机构在水平方向以及竖直方向移动，移位机构10控制夹持机构在竖直方向移动以靠近物料90去完成取放物料90的过程，移位机构10控制夹持机构在水平方向移动以将物料90在料盘60与下一工艺流程的设备之间移动。

当使用夹持机构夹持物料90时，首先将夹持机构移动到待夹持的物料90的正上方，通过第一驱动器移动各夹持件22，以使得夹持区的截面尺寸略大于物料90的截面尺寸；然后通过移位机构10控制夹持机构下降，以使得各夹持件22分别位于物料90的外围；通过第一驱动机构使得各夹持件22移动以缩小夹持区的截面尺寸，使得夹持件22夹持住物料90。

然后，移位机构10控制夹持机构上升并沿水平方向移动到流水线的下一设备中。当需要对物料90进行角度调整并再次定位时，下一设备即为角度调整机构50，即移位机构10控制夹持机构将物料90放置到角度调整机构50处，先通过相机对物料90进行拍照以识别物料90现有角度，从而判断物料90所需转动方向及转动角度，将物料90放置到中空转轴51上，通过真空吸口固定物料90，第二驱动器52驱动物料90转动，从而调整物料90的角度。

在调整好物料90的角度后，夹持机构再次夹取物料90，并将物料90移送到下一设备中。当下一工艺为移印工艺时，移位机构10将夹持机构移动到移印治具80的上方，并将夹持机构与其夹持的物料90一起向下移动，通过夹持件22上的柔性限位件221将物料90压入移印治具80的加工位，从而实现上料过程。由于柔性限位件221具有柔性，因此在将物料90压入加工位的过程中起到一定缓冲作用，避免损伤物料90的表面。在物料90加工完成后，移位机构10驱动夹持机构下降以靠近加工位并将物料90取出，从而实现下料过程。

综上，本实施例提供的上下料装置，一方面可以夹持在物料90的侧壁，避免夹持在物料90的生产工艺面，另一方面可以通过柔性限位件221为物料90提供一定的压力，以使得物料90顺利进入移印治具80的加工位；同时，还设置有角度调整机构50，可以通过角度调整机构50对物料90进行角度调整以确保物料90的定位角度与图案角度匹配。此外，由于夹持组件包括若干夹持件22，各夹持件22间隔设置，因此，不同的夹持件22与物料90的侧壁的多个区域接触，因此可适用于多种不同截面形状的物料90，包括圆形物料90。

在上述技术方案中，进一步地，角度调整机构50还包括控制器，控制器可选用PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，相机可选用CCD(charge coupled device，电荷耦合器件)相机。在进行角度调整过程中，移位机构10将夹持机构上夹持的物料90移动到CCD相机53的上方，CCD相机53对物料90进行拍照后，夹持机构将物料90放置于中空转轴51上，中空转轴51通过真空吸口将物料90固定。CCD相机53将图像信号传输到PLC，PLC根据传输的图像信号判断物料90所需转动方向及转动角度，并控制中空转轴51转动物料90，以调整物料90的角度。在调整好物料90的角度后，夹持机构再次夹取物料90，并将物料90移动到移印治具80处。

具体地，CCD相机53与中空转轴51安装于安装支架上，安装支架包括水平安装板54和连接于水平安装板54一端下方的竖直安装板55，CCD相机53安装于竖直安装板55上，水平安装板54上设置有拍摄孔56，CCD相机53的镜头朝向拍摄孔56。第二驱动器52安装于水平安装板54的下方，中空转轴51的顶端伸出水平安装板54，真空吸孔位于中空转轴51的顶部。第二驱动器52可采用伺服电机。

当夹持组件内包括两个夹持件22时，两个夹持件22相对设置，且移动方向相反，两个夹持件22可用于夹持矩形板状物料90，或者具有两个相对平行侧面的异型物料90。

当夹持件22的夹持部223的内壁截面为弧形时，具有两个夹持件22的夹持组件也可用于夹持圆形物料90。

为了便于夹持圆形物料90，夹持组件内的各夹持件22之间围成的夹持区的横截面为圆形。在夹持件22的夹持部223的截面为矩形或者圆形时，为了稳定夹持圆形物料90，第一夹持组件20至少包括三个夹持件22，三个夹持件22的中心点的连线成等腰三角形或者等边三角形，且三个夹持件22位于同一圆形环线上，三个夹持件22的移动方向为沿三个夹持件22所在的圆形环线的径向，当三个夹持件22沿径向向远离该圆形环线的圆心移动时，其围成的圆形区域的截面积增大，当三个夹持件22沿径向向靠近该圆形环线的圆心移动时，其围成的圆形区域的截面积减小。

当夹持组件内包含的夹持件22的数量大于三个时，其设置方式与夹持件22与三个时的设置方式相似。多个夹持件22均位于同一圆形环线上，且沿该圆形环线的径向移动，以扩大或缩小该圆形环线的周长，从而扩大或者缩小夹持区的截面积，以夹持或者松开圆形物料90。

当夹持组件内的夹持件22的数量为三个时，第一驱动器可采用电动三爪卡盘21，电动三爪卡盘21具有三个卡爪，夹持件22与卡爪一一对应连接。电动三爪卡盘21控制各卡爪移动时，各卡爪带动与其相连的夹持件22移动。

在上述任一技术方案中，进一步地，移位机构10具有转动轴11，转动轴11用于带动夹持机构在水平方向转动，夹持机构还包括第二夹持组件30，第二夹持组件30与第一夹持组件20的结构相同，第一夹持组件20与第二夹持组件30分别连接于转动轴11的两侧且相对转动轴11对称设置，转动轴11用于带动夹持机构在水平方向转动，也就是说，转动轴11用于带动第一夹持组件20与第二夹持组件30在水平方向转动。

具体地，当第一夹持组件20包括电动三爪卡盘21，以及与电动三爪卡盘21相连的三个夹持件22时，第二夹持组件30也包括电动三爪卡盘21，以及与电动三爪卡盘21相连的三个夹持件22。第一夹持组件20与第二夹持组件30的结构相同，工作原理相同。在使用过程中，第一夹持组件20用于从料盘60中取出待加工的物料90并将待加工的物料90放入加工位；第二夹持组件30用于从加工位取出加工完成的物料90，并将加工完成的物料90放回料盘60。

在未设置有第二夹持组件30的上下料装置工作过程中，第一夹持组件20需等待加工位的物料90加工完成，并将加工完成的物料90取出并运回料盘60后，才能夹取下一个待加工物料90。在设置有第二夹持组件30的上下料装置工作过程中，第一夹持组件20无需等待加工位的物料90加工完成，在将待加工物料90放入加工位后即可返回料盘60处夹取下一个待加工物料90，在下一个待加工物料90运送到加工位时，先通过第二夹持组件30将加工位的物料90取出，然后将第一夹持组件20上的待加工物料90放入加工位，从而节省了时间，提高了上下料的效率，也提高了一批次物料90整体的转印效率。

通过第一夹持组件20在料盘60上夹取待加工的物料90，在将夹持机构移动到下一工艺流程的加工设备时，先通过第二夹持组件30将加工设备上已经加工完毕的物料90取出，再转动夹持机构，将第一夹持组件20上夹持的物料90转动到加工设备的加工位的上方，并将物料90下压至加工位，最后将夹持机构移动到料盘60处，将第二夹持组件30上夹持的加工好的物料90放入料盘60。

在本实施例的一种具体实施方式中，移位机构10采用SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm，应用于装配作业的机器人手臂)，SCARA上安装有花键丝杠，花键丝杠即为SCARA机器人的转动轴11，花键丝杠与夹持机构连接，通过SCARA带动花键丝杠进行夹持机构的水平及竖直方向移动，通过控制花键丝杠的转动带动夹持机构在水平方向转动。

进一步地，夹持机构通过锁紧轴12与花键丝杠连接。第一夹持组件20和第二夹持组件30分别安装于锁紧轴12的相对的两侧。

为了便于调整第二夹持组件30与第一夹持组件20之间的高度差，在本实施例的一种具体实施方式中，第二夹持组件30通过滑台气缸40与转动轴11连接，滑台气缸40用以驱动第二夹持组件30沿竖直方向移动。具体地，第二夹持组件30安装于固定板上，固定板与滑台气缸40的移动端连接。

如此设置，在第一夹持组件20在料盘60内夹持物料90时，将第二夹持组件30向上移动一定距离，使得第二夹持组件30所处位置高于第一夹持组件20所处位置，以避免第二夹持组件30的夹持机构与料盘60接触；在第二夹持组件30取出加工完成的物料90时，将第二夹持组件30向下移动一定距离，使得第二夹持组件30所处位置低于第一夹持组件20所处位置，以避免第一夹持组件20与加工设备接触。

举例来说，在一种具体实施过程中，在第一夹持组件20在料盘60内夹持物料90时，滑台气缸40处于缩回状态，第二夹持组件30的夹持件22所处位置高于第一夹持组件20的夹持件22所处位置20mm；在第二夹持组件30取出加工完成的物料90时，滑台气缸40处于伸出状态，第二夹持组件30的夹持件22所处位置低于第一夹持组件20的夹持件22所处位置20mm。

如图1和图7所示，为了便于夹取料盘60内的物料90，上下料装置还包括一种特制的料盘60。料盘60包括支撑框架61和若干隔板62，支撑框架61上具有多个镂空区域614，隔板62安装于支撑框架61上，若干隔板62分为多组，每组内的各隔板62间隔设置，且相邻隔板62之间的间隙与支撑框架61上的镂空区域614相对，每组内的各隔板62围成物料90容置区。

在上述任一技术方案中，进一步地，夹持件22的底部连接有底部限位件222。底部限位件222位于夹持件22的底部区域，底部限位件222的部分区域位于夹持区的下方，如此设置，底部限位件222和柔性限位件221分别在夹持区的上下两侧对物料90进行限位，底部限位件222可以避免物料90从夹持件22的底部滑落。

当使用上述料盘60盛装物料90，在使用夹持件22夹持物料90时，夹持件22的底部区域穿过相邻隔板62之间的间隙伸入支撑框架61上的镂空区域614，从而可以使得夹持件22的夹持部223的侧壁与物料90更好接触，尤其是当夹持件22包括底部限位件222时，可以将底部限位件222伸入到镂空区域614，以避免底部限位件222与物料90接触。

当物料90为圆形物料90时，如图7所示，料盘60可为如下设置方式：支撑框架61包括网格状底架611，在网格状底架611的每个网格中，设置有一组支撑筋612和一个支撑环613，支撑筋612的数量与每组内隔板62的数量相同，支撑筋612的一端与支撑环613连接，另一端与网格状底架611连接。在图1中，每个网格中设置有三个支撑筋612，三个支撑筋612之间，相邻的支撑筋612之间的夹角均为120°，三个支撑筋612上分别设置有一个隔板62，隔板62为弧形，三个隔板62围成的圆形与支撑环613为同心圆，在三个隔板62之间为物料90容置区，可容纳的圆形物料90的直径小于三个隔板62围成的圆环的内环直径，大于支撑环613的内环直径。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括定位机构，定位机构包括第一定位组件和第二定位组件，料盘60沿第一方向的两侧分别设置有第一定位组件，第一定位组件包括第一定位气缸71和与第一定位气缸71连接的第一定位块72，第一定位气缸71驱动第一定位块72沿第一方向移动；料盘60沿第二方向的两侧分别设置有第二定位组件，第二定位组件包括第二定位气缸73和与第二定位气缸73连接的第二定位块74，第二定位气缸73驱动第二定位块74沿第二方向移动。第一方向与第二方向垂直。

在图1所示的方向中，第一方向为左右方向，第二方向为上下方向，料盘60的左侧设置有一个第一定位组件，料盘60的右侧对应的区域设置有另一个第一定位组件；料盘60的上方设置有一个第二定位组件，料盘60的下方对应位置设置有另一个第二定位组件。值得注意的是，此段所述的左右方向和上下方向仅为在图1所示方向上的左右方向与上下方向，并非料盘60处于使用状态时的左右方向与上下方向。

如此设置，通过两个第一定位组件和两个第二定位组件，将料盘60在四个方向上进行定位，从而将料盘60固定，避免料盘60出现位移。

具体地，第一定位组件中的第一定位气缸71驱动与其相连的第一定位块72沿第一方向移动，两个第一定位块72移动方向相反，当两个第一定位块72均向靠近料盘60方向移动后，两个第一定位块72分别与料盘60第一方向的两侧接触，从而限定料盘60在第一方向上的位置；两个第二定位组件中的第二定位气缸73驱动与其相连的第二定位孔沿第二方向移动，两个第二定位孔移动方向相反，当两个第二定位孔均向靠近料盘60的方向移动后，两个第二定位块74分别与料盘60第二方向的两侧接触，从而限定料盘60在第二方向上的位置。

实施例二

如图1-图5所示，本实用新型实施例二提供一种移印设备，包括：移印治具80和上述实施例一提供的上下料装置，上下料装置用于将物料90放置于移印治具80上，以及将移印治具80上的物料90取出。

进一步地，移印治具80上设置有加工位，加工位包括多个凸台81，多个凸台81之间围成的区域即为加工位，相邻的凸台81之间存在间隙，当上下料装置中的夹持件22将物料90放入到加工位时，夹持件22的底部区域伸入到凸台81之间的间隙中。

在移印治具80用于对圆形的物料90进行移印操作时，移印治具80上设置三个弧形凸台81，三个弧形凸台81之间围城圆形的加工位，相邻的弧形凸台81之间存在间隙，当上下料装置中的夹持件22将物料90放入到加工位时，夹持件22的部分区域伸入到弧形凸台81之间的间隙中。

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。