自动化送料设备的制作方法

本申请关于一种送料设备，尤指一种于送料过程中能保护料件并且自动化取料的自动化送料设备。

背景技术：

在产品的生产或加工过程中，进料为不可或缺的动作。当产量较少，或生产作业的周期较长时，可使用人工进料。然而，当设备或机器需要不间断地执行生产作业，为此则必须具备可持续供应料件的自动化设备，习知的送料设备所配置取料装置为单臂式，其动作单调且可摆动的范围有限，因此，往往需要额外配置料盘旋转装置，且料盘也仅能为圆型结构，使得料件放置于圆型料盘的周围，经由料盘旋转装置转动圆型的料盘而使料件转至预定位置，再通过取物装置于预定位置上拿取料盘上的料件，据此可知，习知的送料设备需要额外机制以转动料盘，借以配合取物装置的取物，而料盘的形状仅能为圆形且料件只能放置在料盘外周围，故每一料盘能承载的料件数量受限，再者，现有的送料设备未具用以保护料件的装置，使得料件的送料过程中长时间曝露于外在环境中，恐造成料件干燥劣化，进而影响最终产品的品质。

由上可知，若能提供一种料件取物设备，特别是整个送料机制为自动化且料件能受到保护而维持料件品质，进而达到降低产品劣化可能，此将成目前本技术领域人员急欲追求解决的一重要课题。

技术实现要素：

为解决上述习知技术的问题，本申请披露一种自动化送料设备，其包括：机台，包括设于其顶部的工作区、操作区以及位于该机台中且位于该工作区及该操作区之间的容置空间；料架，其可升降地设于该容置空间中，且其内部被分隔成多个槽道以供多个料盘分置于该多个槽道中；料架致动装置，其设于该容置空间内，用于驱动该料架的升降；料盘移动装置，其包括分别位于该操作区和该工作区的第一推件和第二推件以及连接该第一推件和该第二推件的推件驱动器，该第一推件与该第二推件分置于该容置空间的顶部两侧，其中，于该第一推件与该第二推件对应该料架的其中一槽道时，该推件驱动器驱动该第一推件进入该所对应的槽道，以将该所对应的槽道中的料盘推出至该工作区，以及于取物后再驱动该第二推件将位于该工作区的该料盘推回至该所对应的槽道；取物装置，其设置于该机台一侧，用以提取移动至该工作区的该料盘上的料件；以及控制装置，其设于该机台内且电性连接并控制该料架致动装置、该料盘移动装置及该取物装置的运作。

在前述的自动化送料设备中，该料架致动装置包括致动器、位于该致动器上的致动滑块以及致动驱动器，其中，该料架连接该致动滑块且该致动滑块可动地设于该致动器上，该致动驱动器驱动该致动滑块以连动该料架于该致动器上移动。

在一实施例中，该致动驱动器为伺服马达、具减速机的可逆马达、具减速机的伺服马达或具减速机的步进马达。另外，该致动器设有电性连接该致动驱动器或该控制装置的多个感测器，且任二相邻的该感测器间的距离等于各该槽道的高度。

在前述的自动化送料设备中，该第一推件下方设置有第一推件滑块，以及该第二推件二端下方分别设置有第二推件滑块。

在前述的自动化送料设备中，该推件驱动器为有杆或无杆气压缸、伺服马达、具减速机的伺服马达、具减速机的可逆马达或具减速机的步进马达。

在一实施例中，该工作区包括终止块及两导正块，该两导正块沿该料盘的移动方向平行设置而导引该料盘的移动，该终止块位于该工作区远离该容置空间的一端，以于该料盘移动装置将该料盘推出后因该终止块限制而定位。

在一实施例中，该工作区中设置多个万向滚珠。另外，于另一实施例中，该终止块还包括有定位调整件。

在前述的自动化送料设备中，该料盘的表面设有多个容料槽，且其中，各该多个容料槽的槽口处能设置辨识码，供该取物装置通过其读取器读取该辨识码。另外，该容料槽与该料件的形状为共形，以令该料件完全容置于该容料槽中。

在前述的自动化送料设备中，该料盘具有倒角或圆角结构。

在前述的自动化送料设备中，该操作区还包括邻近该容置空间的顶部的至少一第一楔形结构，以及该工作区还包括邻近该容置空间的顶部的至少一第二楔形结构，以于该料架下降进入该容置空间时，经由该第一楔形结构与该第二楔形结构导正该料架的料盘位置。

在一实施例中，该工作区还包括对应该至少一第二楔形结构的至少一开孔以及升降单元，以借该升降单元升降该至少一第二楔形结构于该至少一开孔中。

在前述的自动化送料设备中，还包括设于该容置空间内的料盘对齐件，其包括多个推片及推片驱动器，该多个推片位于该容置空间中并对应各该槽道的二端，该推片驱动器则电性连接至该控制装置，以由该控制装置控制该推片驱动器驱动该多个推片夹压该料架。

在前述的自动化送料设备中，该取物装置包括第一取物臂、第二取物臂、第一取物驱动器、第二取物驱动器及取物单元，该第一取物驱动器电性连接该控制装置，该第一取物臂的一端与该第二取物臂的一端枢接，该第一取物驱动器与该第一取物臂的另一端枢接以驱动该第一取物臂，该第二取物臂的另一端设置有该取物单元，该第二取物驱动器设于该第一取物臂与该第二取物臂的枢接处以驱动该第二取物臂。

另外，在一实施例中，该取物装置还包括取物控制器，供该第一取物驱动器及该第二取物驱动器经该取物控制器电性连接该控制装置。

在另一实施例中，该取物装置包括第一取物臂、第一取物驱动器及取物单元，该第一取物驱动器电性连接该控制装置，该第一取物臂的一端与该第一取物驱动器连接且另一端连结该取物单元。另外，该工作区包括一转动器，以于该料盘位于该工作区时，利用该转动器转动该料盘而配合该取物单元执行取物。于再另一实施例中，该第一取物臂还包括设于该第一取物臂的一端以连接该取物单元的伸缩件。

另外，前述的取物单元为吸盘或夹爪。

在前述的自动化送料设备中，该容置空间对应该料架的移动方向设置两导滑板而形成导滑轨道，供该料架可滑移地滑设于该导滑轨道中，以由该导滑轨道导引该料架的升降。

由上可知，本申请所述的自动化送料设备，通过机台中间的料架升降，使料架中的每一个料盘能经料盘移动装置而逐步移动至工作区，以供取物装置进行取料作业，当料盘移动装置一次将一料盘由料架上推送至工作区时，其他载有料件的料盘持续存置于料架中，如此料盘不会暴露于外部环境，降低料件受损可能，另外，本申请所提出的料盘更设计有容料槽，容料槽能与料件共形，使得料件受到容料槽保护，进而达到保存料盘所承载的料件的目的，综上，本申请通过自动化送料和取料机制，搭配升降式料架和移动式料盘设计，借此到达送料自动化并且保护料件的目的。

附图说明

通过例示性的参考附图说明本申请的实施方式：

图1为本申请的自动化送料设备的立体结构图；

图2为本申请的自动化送料设备有关料盘移动至工作区的结构示意图；

图3为本申请的料架与料架致动装置的关系的结构示意图；

图4为本申请的工作区的局部放大图；

图5为本申请通过导滑板导引料架的结构示意图；

图6为本申请的自动化送料设备的俯视图；

图7为本申请的料盘对齐件的结构示意图；

图8为本申请的料盘的俯视图；以及

图9为本申请的料盘的立体结构图。

符号说明

1机台

11工作区

111终止块

112导正块

113定位调整件

114第二楔形结构

115万向滚珠

12操作区

121第一楔形结构

13容置空间

131导滑板

14调整脚轮

2料架

21槽道

22料盘

221容料槽

222辨识码

3料架致动装置

31致动器

311致动滑块

32致动驱动器

4料盘移动装置

41第一推件

42第二推件

43推件驱动器

5取物装置

51第一取物臂

52第二取物臂

53第一取物驱动器

54第二取物驱动器

55取物单元

56取物控制器

6料盘对齐件

61推片

7料件。

具体实施方式

以下经由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本申请可实施的范畴。

图1至图2为说明本申请的自动化送料设备一实施例的结构示意图，其中，图1为自动化送料设备的立体结构图，图2绘示自动化送料设备有关料盘移动至工作区。请一并参考图1至图2，其中，自动化送料设备包括机台1、料架2、料架致动装置3、料盘移动装置4、取物装置5以及位于机台1内的控制装置(图未示出)。

机台1包括设于机台1顶部的工作区11与操作区12以及位于该机台1中并位于工作区11及操作区12之间的容置空间13，机台1顶部包含工作区11及操作区12所构成的平面，即工作区11及操作区12形成共面结构，机台1中间可凹陷一空间而构成容置空间13，以供料架2置放其中。另外，机台1可包括设于其底部的调整脚轮14，以便于机台1整体移动。

料架2可升降地设于容置空间13中，请一并参考图3，料架2内部被分隔成多个槽道21以供多个料盘22分置于该多个槽道21中，具体来说，料架2中多个槽道21两端为开口，料盘22分别置于多个槽道21中并能在槽道21向两端开口横移，各料盘22的长度及宽度可相同或略小于槽道21的长度及宽度，以使槽道21可供料盘22于其中移动，由上可知，各槽道21分层设置于料架2中且于各槽道21的前后两端具有开口，使得料架2形成具有多层槽道21的多层架结构，在料架2升降过程中，各槽道21前后两端的开口能对应到工作区11及操作区12，也就是使得工作区11、操作区12以及被移动到一定位置的槽道21共面，以令料盘22于槽道21及工作区11之间的移动。

料架致动装置3位于容置空间13内且用于驱动料架2于该容置空间13中的升降，具体而言，料架致动装置3可与料架2可动地结合在一起，通过料架致动装置3上滑轨、滑块的设计，料架2可上升或下降，使要进入工作区11的某一料盘22可移动到适当高度后，再被推动至工作区11，有关料架致动装置3的具体细节，后面会再详述。

料盘移动装置4包括分别位于操作区12和工作区11的第一推件41和第二推件42以及连接第一推件41和第二推件42的推件驱动器43，第一推件41及第二推件42分别设置于容置空间13的顶部两侧，且能对应槽道21二端开口处并保有一定距离，此距离是避免料架2升降时，第一推件41和第二推件42与料盘22产生碰撞。另外，推件驱动器43可为无杆气压缸，于第一推件41与第二推件42对应料架2的其中一槽道21时，能驱动第一推件41进入于所对应的槽道21中并将该所对应的槽道21中的料盘22推出至工作区11，另外，推件驱动器43能驱动第二推件42，将位于工作区11的料盘22推入所对应的槽道21，进而达到复位结果。

第一推件41及第二推件42之间所形成的固定距离可等于或略大于槽道的长度，当固定距离略大于槽道的长度时，第一推件41与料盘22之间及第二推件42与料盘22之间皆具有间隙，于推件驱动器43驱动第一推件41及第二推件42而移动料盘22的过程中，料盘22受第一推件41及第二推件42的限位，以确保料盘22能稳定地于槽道21及工作区2之间移动。另外，第一推件41可为朝向槽道21的开口延伸的长板，且于受推件驱动器43驱动时向槽道21移动，而第二推件42可为横挡于槽道21另一开口的长板，具体来说，第一推件41及第二推件42可各自为连接至推件驱动器43的l型结构，或者是第一推件41及第二推件42为一体成形而形成g型结构。

另外，为减少第一推件41、第二推件42及料盘22于移动过程中的阻力，可于操作区12中的第一推件41下方设置第一推件滑块以及与第一推件滑块对应的滑轨，以及于工作区11的第二推件42二端下方处设置两个第二推件滑块以及与两个第二推件滑块对应的两滑轨。

取物装置5设于机台1一侧，用以提取移动至工作区11的料盘22上的料件，在本实施例中，取物装置5可包括第一取物臂51、第二取物臂52、第一取物驱动器53、第二取物驱动器54及取物单元55，第一取物驱动器53设于工作区11的外侧并电性连接控制装置，第一取物臂51的一端与第二取物臂52的一端枢接，第一取物驱动器53与第一取物臂51的另一端枢接而能驱动第一取物臂51摆动，另外，第二取物驱动器54与控制装置电性连接并设于第一取物臂51与第二取物臂52的枢接处，用以驱动第二取物臂52摆动，第二取物臂52的另一端连结取物单元55，其中，控制装置与取物单元55电性连接，以控制取物单元55对料盘22上的料件进行取料，取物单元55可为吸盘或夹爪，以吸附或抓取料件。

另外，取物装置5还包括取物控制器56，用以程式化控制取物装置5，也就是能于取物控制器56中写入控制取物装置5的程式指令，并依据需求输入条件、数据等控制指令，使取物装置5依据所输入的条件、数据进行取料作业，取物控制器56也可用以供第一取物驱动器53连接至控制装置。

另外，控制装置(图未示)设于机台1内部，控制装置可为控制伺服器或其他可用以程式化控制上述装置的控制器，控制装置与料架致动装置3电性连接并控制料架致动装置3以驱动料架2上升或下降，控制装置也能控制料盘移动装置4将载有料件的料盘22移动至工作区11，另外，控制装置更电性连接并控制取物装置5，以抓取工作区11上的料盘22所承载的料件，进而达到自动输送料件的目的。

在具体实施时，图1为料盘22还在料架2的情况，而图2则是料盘22因料盘移动装置4而被送至工作区11。如图1和图3所示，料架2设于容置空间13中，于送料时，利用控制装置控制料架致动装置3使料架2上升，料架2最上层的槽道21露出于容置空间13外并与工作区11及操作区12共面，此时料盘22会介于第一推件41及第二推件42之间，接着请参考图2和图3，当料盘22被第一推件41推动后，也就是控制装置控制推件驱动器43而驱动第一推件41移动，第一推件41会进入槽道21移动，进而将载有料件的料盘22由槽道21中推出至工作区11，之后，控制装置控制取物装置5进行取料作业，取料作业可依设定的料件位置进行取料，并通过取物控制器56控制第一取物驱动器53及第二取物驱动器54相互配合摆动，使取物单元55移动至所欲拿取的料件处进行取料。

当料盘22上料件拿取完毕后，控制装置再控制推件驱动器43驱动第二推件42，将空的料盘22向槽道21回推，使空的料盘22完全复位至槽道21内，再进一步地，控制装置使料架致动装置3将料架2再往上升，令下一层的槽道21露出于容置空间13外，据此，重复执行上述过程，直到料架2最下层的槽道21中的料盘22承载的料件都完全提取完毕。

料架2的层数以及料盘22承载料件的数量皆可依需求计算而进行增减，据此，本申请的自动化送料设备可达到全自动化执行送料过程的目的。另外，填料作业也可通过此机制反向完成，于此不再赘述。

请再参考图3，进一步说明料架与料架致动装置的关系。料架致动装置3可包括致动器31、位于致动器31上的致动滑块311以及致动驱动器32，致动器31沿着料架2移动方向设置于容置空间13的内壁，令料架2连接于致动滑块311，而致动滑块311可动地设于致动器31上，以使致动驱动器32驱动致动滑块311而连动料架2升降，为使料架2的升降较顺畅，致动器31可具有与致动滑块311对应的滑轨(图未绘出)，以令致动滑块311于滑轨上滑动。因此，经由控制致动驱动器32来驱动致动滑块311而使料架2于致动器31上升降。具体而言，致动驱动器32可为伺服马达、具减速机的伺服马达、具减速机的可逆马达或具减速机的步进马达。

在另一实施例中，当料架致动装置3升降料架2时，可通过程式化设计来规范料架2上升下降的距离，借以精确地使槽道21升至与工作区11及操作区12共面处，另外，也能通过于料架致动装置3上装置感测器(图未示)来感测料架2升降情况，具体来说，依据致动器31垂直方向设置多个感测器，而任二邻感测器之间的距离等于各槽道21的高度，各感测器电性连接致动驱动器32或控制装置，且可设定各感测器于料架2底部通过感测器时，传送停止讯息至致动驱动器32或控制装置，借此停止致动驱动器32移动料架2，使料架2每次都升降一个槽道21的高度，进而使料盘22能精准地达到所需位置。

图4说明工作区的局部放大图，请同时参考图1至图3，当料盘22于槽道21及工作区11之间移动时，工作区11设计有终止块111及对应的两导正块112，两导正块112沿料盘22的移动方向而平行设置，二平行的导正块112能形成料盘导滑道，使料盘22在移动过程中，除了受第一推件41及第二推件42的前后限位外，于料盘22进入工作区11时能通过两导正块112于左右二侧引导而移动，另外，终止块111设于工作区11远离槽道21的一端，提供料盘移动装置4于推动料盘22至工作区11时，令料盘移动装置4受该终止块111限制而定位料盘22。

终止块111更包括有定位调整件113，可用于调整终止块111位置，具体来说，定位调整件113可为定位螺丝。据此，通过终止块111及对应的两导正块112，使料盘22限位于工作区11内，故能避免取物装置5在取料过程中，可能移动到料盘22的问题，同样地，两导正块112也能协助第二推件42将料盘22复位。另外，工作区11中可设置多个万向滚珠115，用于提供料盘22在工作区11内滑行移动。

图5为料架通过导滑板导引的示意图。请同时参考图1至图3，料架2受料架致动装置3驱动而于容置空间内移动，此时，可于容置空间中对应料架处垂直设置二个导滑板131，进而形成导滑轨道，料架2可滑移地滑设于导滑轨道中，通过导滑轨道以导引料架2的升降，据此使料架2于容置空间13中升降过程更加稳固，具体地，导滑板131可设计为l型导滑板。

图6为自动化送料设备的俯视图。请同时参考图1至图3，本申请的自动化送料设备的操作区12还包括邻近容置空间13的顶部的至少一第一楔形结构121，以下以二个第一楔形结构121为例，第一楔形结构121设置在容置空间13的顶部与操作区12相邻处，第一楔形结构121凸出于操作区12表面，具体地，第一楔形结构121可具有向容置空间13倾斜的斜面或曲面，另外，本申请的自动化送料设备的工作区11还可包括邻近容置空间13的顶部的至少一第二楔形结构114，第二楔形结构114同样具有向容置空间13倾斜的斜面或曲面，其中，于料架2(料盘22)下降进入容置空间13时，该第一楔形结构121与该第二楔形结构114用于导正料架2的料盘22的位置。

另外，于工作区11及容置空间13的顶部相邻处可设有至少一开孔以及升降单元，前述的第二楔形结构114可设于开孔中，升降单元能与控制装置电性连接，于料架2准备下降进入容置空间13之前，升降单元控制第二楔形结构114上升而凸出于工作区11表面，具体而言，于完成取料作业后，料架2完全露出于容置空间13外，此时可执行料架2复位或是填充料件后料架2复位等作动，在料架2下降并往容置空间13移动时，因为填充料件或是料盘22移动过程可能造成料盘22未完全位于槽道21适当位置，例如超出槽道21外，此会影响料架2下降，故通过第一楔形结构121及第二楔形结构114设计，在料架2下降过程中如遇料盘22未完全位于槽道21中时，料盘22可受到第一楔形结构121及第二楔形结构114的斜面设计，而被导引至槽道21内，使料架2能顺利降于容置空间13内。

图7说明本申请的料盘对齐件的示意图。请一并参考图3，为了避免料架2中的料盘22位置偏差造成料架2升降问题，本申请的自动化送料设备还包括设于容置空间13内的料盘对齐件6，具体来说，料盘对齐件6包括多个推片61及推片驱动器，各推片61立设于容置空间13中并对应各槽道21二端，控制装置可电性连接并控制推片驱动器，进而驱动各推片61向各槽道21二端夹压，使得料架2中的料盘22的排列愈益整齐，使后续料架2升降顺利。

请参考图8至图9，其为说明本申请的料盘的俯视图和立体结构图。如图8所示，料盘22表面包括多个容料槽221，容料槽221可与料件7的形状共形，使料件7完全容置于容料槽221中，进而避免料件7暴露于外部环境。另外，当送料过程中，料架会依据槽道逐层上升，此时仅有一个具有料件的料盘22会超出容置空间外，即其他还未需取料的料件7仍保存于料盘及容置空间中，如此也可避免料件7因送料过程中提早暴露于环境中而导致受损或变质。

如图9所示，本实施例的料盘22整体为方形结构，料盘22可具有倒角或圆角结构，使得料盘22于槽道及工作区中移动时，不致与导正块或槽道的开口卡抵而影响料盘的移动，另外，容料槽221于槽口外侧可设置有辨识码222，其中，辨识码222可依需求而设于一槽口、部分槽口或全部槽口的外侧，此时，取物装置可对应设置读取器，读取器可读取辨识码222，其中，读取器与控制装置电性连接以于取物单元移动至辨识码时，通过读取器读取辨识码222而达到定位或识别料件的目的，其中，辨识码222可为二维码(qrcode)或射频识别(rfid)标签，辨识码222可储存料件资讯，例如料件材质、产出时间或批号等相关讯息，以供取料时判断所取料件是否正确。

另外，在另一实施例中，取物装置可设计为包括第一取物臂、第一取物驱动器及取物单元，第一取物驱动器电性连接控制装置，第一取物臂的一端与第一取物驱动器连接，使第一取物驱动器驱动第一取物臂摆动，第一取物臂的另一端连结取物单元，可供提取工作区上料盘所承载的料件，在一实施例中，第一取物臂还可进一步具有伸缩件，伸缩件可径向设于第一取物臂的一端上并连接取物单元，于执行取物作业时，控制第一取物臂偏摆角度，进而摆动第一取物臂的径向方向以对准目标料件，再控制伸缩件的长度，以使取物单元移动至目标料件的位置，即可达到取料的目的，在另一实施例中，取物装置为单一取物臂，会使取物范围受限，故工作区处可设置一转动器，以于料盘置于工作区时利用转动器转动料盘，也就是于第一取物臂取料过程中转动料盘，进而完成取料作业。

综上所述，相较于现有技术，本申请提出的自动化送料设备通过料盘移动装置稳固地输送料盘至工作区，借以执行取料作业，特别的是，在送料过程中，料盘能稳固升降并限位于工作区中，借此达到自动化送料与取料目的，另外，在送料过程中，基于料盘的容料槽与机台中可容置料架的设计，可保护料件不致长时间曝露于外部环境，故可达到改善料件受潮、干劣或变质的问题。

上述实施例仅为例示性说明，而非用于限制本申请。任何本领域技术人员均可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本申请的权利保护范围由本申请所附的权利要求范围所定义，只要不影响本申请的效果及实施目的，应涵盖于此公开技术内容中。