一种送料设备、取料系统的制作方法

本申请涉及物料传送技术领域，特别涉及一种送料设备、取料系统。

背景技术：

随着科技的发展，自动化机械设备在工业生产中扮演着至关重要的角色。目前，自动化取料系统的效率不断提升，自动化取料系统正逐步取代人工搬运取料。

本申请的发明人在长期研究过程中发现，现有的取料系统包括机器人和料盘，机器人需要先从料盘中识别出物料，然后利用吸附或者抓取的方式将物料从料盘中取走。该取料方式效率较低。

技术实现要素：

本申请主要解决的技术问题是提供一种送料设备、取料系统，能够提高送料设备的送料效率。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种送料设备，所述送料设备包括：机架；上料装置，设置于所述机架上，包括多个料盘，所述料盘用于承载堆叠的多个物料；升降装置，设置于所述料盘靠近所述机架一侧，用于向所述物料施加远离所述机架方向的力，以将所述物料顶起，并使得顶起的所述物料与取料装置接触。

其中，所述上料装置包括：底盘，所述底盘的边缘设置有多个间隔排布的贯通槽；挡板，所述挡板自所述底盘的表面向远离所述机架一侧延伸，且每个所述贯通槽的周围设置有多个所述挡板，一个所述贯通槽和设置在其周围的多个所述挡板形成一个所述料盘。

其中，所述底盘的中心设置有孔洞，所述上料装置还包括：第一驱动件，穿设于所述孔洞中，且与所述底盘固定连接，用于在动力源的作用下驱动所述底盘旋转。

其中，所述第一驱动件为凸轮分割器；和/或，所述动力源为变频调速电机。

其中，所述送料设备还包括：光电传感器，固定于所述机架上，用于检测当前所述料盘上是否有所述物料；当所述光电传感器检测出当前所述料盘上没有所述物料时，所述第一驱动件驱动所述底盘旋转至下一个所述料盘。

其中，所述升降装置包括：气缸，位于所述底盘靠近所述机架一侧，包括输入端和输出端；气缸固定件，位于所述气缸与所述机架之间，用于将所述气缸和所述机架固定连接；推板，与所述气缸的所述输出端连接，所述推板在所述底盘上的投影位于所述贯通槽内。

其中，所述升降装置还包括：调压阀，与所述气缸连接，用于调节所述气缸的顶升压力，以使得所述顶升压力大于等于所述料盘上堆叠的多个所述物料的总重力，且小于等于所述取料装置的最大负载；和/或，电磁阀，与所述气缸连接，用于控制所述气缸的所述输出端靠近或者远离初始位置。

其中，所述送料设备还包括：电气安装板，固定于所述机架上，所述调压阀和/或所述电磁阀固定于所述电气安装板上。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一种技术方案是：提供一种取料系统，所述取料系统包括：上述任一实施例中的所述的送料设备；取料装置，用于将与所述取料装置接触的所述物料取走。

其中，所述取料装置包括：吸附组件，包括第一安装板以及位于所述第一安装板上的多个第一真空吸盘，所述第一真空吸盘具有弹性；限位块，固定于所述第一安装板上，所述第一真空吸盘相对所述限位块远离所述第一安装板；取料机器人，包括法兰，所述法兰与所述第一安装板连接。

其中，所述吸附组件还包括：顶出件，位于所述第一安装板上；第二驱动件，与所述顶出件连接，用于在所述吸附组件放置所述物料时，驱动所述顶出件远离所述第一安装板，以使得所述顶出件施力于所述第一真空吸盘吸附的所述物料。

其中，所述吸附组件还包括：第二安装板以及位于所述第二安装板上的多个第二真空吸盘，所述第二安装板与所述第一安装板相对间隔设置；固定件，穿设于所述第一安装板和所述第二安装板，以将所述第一安装板和所述第二安装板的位置相对固定；法兰安装板，与所述第一安装板和所述第二安装板的侧面固定，并进一步与所述取料机器人的所述法兰固定。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请所提供的送料设备包括：机架、上料装置、升降装置；其中，上料装置可以承载多个物料，升降装置设置于料盘靠近机架一侧，用于向物料施加远离机架方向的力，以将物料顶起，并使得顶起的物料与取料装置接触；本申请所提供的送料设备中机架、上料装置和升降装置结构简单成本较低，且上述送料设备采用简单的时间控制方式即可实现送料的目的；且由于自动化取料一般包含送料的步骤，因此通过上述方式提升了自动化送料的效率，进而可以提高自动化取料的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。其中：

图1为本申请送料设备一实施方式的结构示意图；

图2为图1中机架一实施方式的结构示意图；

图3为图1中送料设备另一视角的结构示意图；

图4为图1中电气安装板一实施方式的结构示意图；

图5为本申请取料系统一实施方式的结构示意图；

图6为图5中吸附组件一实施方式的结构示意图；

图7为图5中取料机器人一实施方式的结构示意图；

图8为本申请取料方法一实施方式流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请送料设备一实施方式的结构示意图。该送料设备1包括：

机架10；在本实施例中，机架10可由多个型材拼装而成。请一并参阅图1和图2，图2为图1中机架一实施方式的结构示意图。机架10可以包括基座100以及自基座100垂直延伸的四个支撑杆102，四个支撑杆102与地面或者某一平面接触。基座100可以为中空结构，其内部可以容纳电路走线、某些元器件等，基座100的外表面可以设置相应功能的按钮等。该设计方式可以使得送料设备1的结构较为整洁、美观和大方。

上料装置12，设置于机架10上，包括多个料盘120，料盘120用于承载堆叠的多个物料122；在本实施例中，多个物料122可以垂直堆叠在料盘120上。

升降装置14，设置于料盘120靠近机架10一侧，用于向物料122施加远离机架10方向的力，以将物料122顶起；物料122顶起的方向为远离料盘120的方向。其中，当取料装置移动至上料装置12远离机架10一侧的预定位置时，升降装置14向远离初始位置方向行进；当升降装置14远离的时间超过第一阈值t1时，升降装置14向靠近初始位置行进，当升降装置14靠近的时间超过第二阈值t2时，取料装置将与取料装置接触的物料取走。本申请所提供的送料设备1中利用第一阈值t1以保证升降装置14抬起的物料122与取料装置充分接触，取料装置能吸附或抓取到物料122；利用第二阈值t2以保证未被吸附或者抓取的物料122不会被弹起；本申请所提供的送料设备1中机架10、上料装置12和升降装置14结构简单成本较低，且上述送料设备1采用简单的时间控制方式即可实现送料的目的，升降装置14只存在两个工位，即初始位置和远离初始位置的时间超过第一阈值后所到达的位置，不需要像现有技术中伺服电机层层进给，控制方式较为简单，提升了自动化系统送料的效率。且由于自动化取料一般包含送料的步骤，因此通过上述方式提升了自动化送料的效率，进而可以提高自动化取料的效率。

在一个实施方式中，请一并参阅图1和图3，图3为图1中送料设备另一视角的结构示意图，该上料装置12包括：

底盘124，底盘124的边缘1240设置有多个间隔排布的贯通槽1242；多个贯通槽1242可以在底盘124的边缘1240均匀排布。

挡板126，挡板126自底盘124的表面1244向远离机架10一侧延伸，且每个贯通槽1242的周围设置有多个挡板126，一个贯通槽1242和设置在其周围的多个挡板126形成一个料盘120。在本实施例中，一个料盘120的多个挡板126围设的区域等于或者略大于物料122(图3中未示意)的尺寸，多个挡板126可以用于对放置在底盘124上的物料122进行粗定位。一个料盘120上堆叠的多个物料122的高度小于等于挡板126的高度。挡板126与底盘124可拆卸连接，通过改变挡板126的位置，以调整料盘120的大小，进而可以适应不同尺寸的物料122。

在一个应用场景中，底盘124的中心设置有孔洞(未标示)，上料装置12还包括：第一驱动件128，穿设于孔洞中，且与底盘124固定连接，用于在动力源(图未示)的作用下驱动底盘124旋转。在本实施例中，第一驱动件128为凸轮分割器；和/或，动力源为变频调速电机。当采用凸轮分割器进行工位分度时，精度高、控制方便，且使得上料装置12能够存储多个物料122。

在另一个应用场景中，请再次参阅图3，本申请所提供的送料设备1还包括：光电传感器18，固定于机架10上，用于检测当前料盘120上是否有物料122；当光电传感器18检测出当前料盘120上没有物料122时，第一驱动件128驱动底盘124旋转至下一个料盘120。在本实施例中，光电传感器18可以设置在靠近升降装置14的区域。且在送料设备1开始工作之前，上料装置12上的所有料盘120中均设置有物料122，第一驱动件128带动底盘124按顺时针或者逆时针旋转，当光电传感器18检测到当前料盘120和下一个料盘120上均没有物料122时，则可以判定整个上料装置12上已经没有物料122，此时需要人工或者上料系统进行上料。

在另一个实施方式中，请再次参阅图1和图3，升降装置14包括：

气缸140，位于底盘124靠近机架10一侧，包括输入端(图未示)和输出端1400，其中，输入端可以与气源连接，输出端1400可朝向或者远离初始位置移动。

气缸固定件142，位于气缸140与机架10之间，用于将气缸140和机架10固定连接；在本实施例中，气缸固定件142可以为l型固定件，气缸固定件142可以与机架10的基座100通过螺丝等方式固定连接。

推板144，与气缸140的输出端1400连接，推板144在底盘124上的投影位于贯通槽1242内；推板144与料盘120内的物料122接触，推板144在气缸140的输出端1400的作用下，带动料盘120内的物料122朝向或者远离初始位置移动。

在本实施方式中，气缸140只存在两个工位，即初始位置和远离初始位置的时间超过第一阈值后所到达的位置，不需要像伺服电机层层进给，控制方式较为简单，提升了自动化系统送料的效率。

在又一个实施方式中，请再次参阅图1，本申请所提供的升降装置14还包括：

调压阀146，与气缸140连接，用于调节气缸140的顶升压力，以使得顶升压力大于等于料盘120上堆叠的多个物料122的总重力，且小于等于取料装置的最大负载；该设计方式可以使得取料装置不会过负载，以降低对取料装置的损坏。

电磁阀148，与气缸140连接，用于控制气缸140的输出端1400靠近或者远离初始位置。

在一个应用场景中，本申请所提供的送料设备1还包括：电气安装板11，固定于机架10上，调压阀146和/或电磁阀148固定于电气安装板11上。在本实施例中，电气安装板11可以固定于机架10的支撑杆102上，电气安装板11上还可固定其他元器件，例如，如图4所示，图4为图1中电气安装板一实施方式的结构示意图。该电气安装板11上除了可以固定安装调压阀146、电磁阀148之外，还可以安装集成式真空发射器141、二联件143等。该电气安装板11集成有所有气动控制模块及部分电路系统，采用模块化设计，整洁、大方、美观。

请参阅图5，图5为本申请取料系统一实施方式的结构示意图，该取料系统2包括上述任一实施例中的送料设备1以及取料装置16，取料装置16可以将与其接触的物料122取走，该取料系统2的工作过程可以为：当取料装置16移动至上料装置12远离机架10一侧的预定位置时，升降装置14向远离初始位置方向行进；当升降装置14远离的时间超过第一阈值时，升降装置14向靠近初始位置行进，当升降装置14靠近的时间超过第二阈值时，取料装置16将与取料装置16接触的物料取走。其中，升降装置14的顶升力小于取料装置16负载(顶升力通过调压阀146调节)，使得取料装置16不会过负载。

在一个实施方式中，取料装置16设置的预定位置可预先经过系统调试确定，该预定位置、升降装置14、升降装置14当前对应的料盘120三者可以位于同一直线上。上述第一阈值t1和第二阈值t2由升降装置14移动的速度v、料盘120上最接近升降装置14的物料122(即料盘120上最底端的物料122)与预定位置之间的距离h决定。其中，上述升降装置14移动的速度v可以是平均速度。在本实施例中，第一阈值t1、升降装置14远离初始位置的速度v1、料盘120上最接近升降装置14的物料122与预定位置之间的距离h满足以下关系：t1＝h/v1+t1，其中，t1为第一安全时间；第二阈值t2、升降装置14靠近初始位置的速度v2、料盘120上最接近升降装置14的物料122与预定位置之间的距离h满足以下关系：t2＝h/v2+t2，其中，t2为第二安全时间。在本实施例中，第一安全时间t1、第二安全时间t2可以是0.5s、1s等，第一阈值t1和第二阈值t2可以相同或者不同，第一阈值t1和第二阈值t2可以为3s-5s，例如，3s、4s、5s等。

在本实施方式中，其中，升降装置14的顶升力小于取料装置16负载(顶升力通过调压阀146调节)，使得取料装置16不会过负载；升降装置14优选为气缸140，气缸140只存在两个工位，即初始位置和远离初始位置的时间超过第一阈值后所到达的位置，不需要像伺服电机层层进给，控制方式较为简单，提升了自动化系统送料的效率，同时通过控制第一阈值的时间，保证料盘120上不同时刻的最底端的物料在前面物料被取走后均能够到达预定位置。

在另一个实施方式中，请一并参阅图5、图6和图7，图6为图5中吸附组件一实施方式的结构示意图，图7为图5中取料机器人一实施方式的结构示意图，取料装置16包括：

吸附组件160，包括第一安装板1600以及位于第一安装板1600上的多个第一真空吸盘1602；当取料装置16需要吸取物料122时，多个第一真空吸盘1602内抽真空，进而使得第一真空吸盘1602吸附物料122；当取料装置16需要将物料122放下时，多个第一真空吸盘1602停止抽真空，采用吹气的方式使得物料122与第一真空吸盘1602脱离。另外，在本实施例中，第一安装板1600上的多个第一真空吸盘1602分别设置于第一安装板1600的第一区域a和第二区域b，第一区域a内的多个第一真空吸盘1602用于吸附一个物料122；第二区域b内的多个第一真空吸盘1602用于吸附另一个物料122。第一区域a和第二区域b内的多个第一真空吸盘1602可对称设置。

取料机器人162，包括法兰1620，法兰1620与第一安装板1600连接。在本实施例中，取料机器人162为六轴机器人，法兰1620与第一安装板1600可以直接通过螺栓等方式固定连接，也可借助于中间连接板固定连接。在本实施例中，取料机器人162可以包括取料机器人手臂和取料机器人底座等。

在一个应用场景中，上述多个第一真空吸盘1602具有弹性，即多个第一真空吸盘1602可被压缩，本申请所提供的取料装置16还包括：限位块164，固定于第一安装板1600上，第一真空吸盘1602相对限位块164远离第一安装板1600。当升降装置14将物料122顶起后，最上层的物料122与第一真空吸盘1602接触，第一真空吸盘1602在升降装置14的作用下被压缩；当物料122与限位块164接触时，升降装置14无法再将物料122进一步上升，该限位块164的设置可保护取料机器人162。

在另一个应用场景中，请继续参阅图6，上述吸附组件160还包括：

顶出件1604，位于第一安装板1600上；顶出件1604与第一安装板1600之间的距离可改变。吸附组件160处于未工作状态下，顶出件1604相对限位件164可以更加靠近第一安装板1600，即顶出件1604的高度小于等于限位件164的高度。

第二驱动件1606，与顶出件1604连接，用于在吸附组件160放置物料122时，驱动顶出件1604远离第一安装板1600，以使得顶出件1604施力于第一真空吸盘1602吸附的物料122，进而使得物料122顺利脱离第一真空吸盘1602。

在又一个应用场景中，请继续参阅图6，上述吸附组件160还包括：

第二安装板1608以及位于第二安装板1608上的多个第二真空吸盘1601，第二安装板1608与第一安装板1600相对间隔设置。

固定件1603，穿设于第一安装板1600和第二安装板1608，以将第一安装板1600和第二安装板1608的位置相对固定。固定件1603凸出于第一安装板1600和第二安装板1608的部位可采用螺栓等方式固定连接。

法兰安装板1605，与第一安装板1600和第二安装板1608的侧面固定，并进一步与取料机器人162的法兰1620固定。

当第一安装板1600上的多个第一真空吸盘1602从料盘120上取走物料122后，取料机器人162将物料122运送至处理设备处，第二安装板1608上的第二真空吸盘1601先将处理设备中已处理的产品取出，然后取料机器人162带动第一安装板1600将物料122放入处理设备。

请参阅图8，图8为本申请取料方法一实施方式流程示意图，该取料方法利用上述任一实施例中的取料系统，该取料方法包括：

s101：当取料装置移动至上料装置远离机架一侧的预定位置时，升降装置向远离初始位置方向行进，以向上料装置中的其中一个料盘中的物料施加朝向预定位置方向的力。

具体地，在本实施例中，该预定位置可预先在调试时确定；该预定位置、升降装置、与升降装置对应的料盘处于同一直线上。

在一个应用场景中，上述步骤s101之前，本申请所提供的取料方法还包括：在设置于机架上的上料装置的多个料盘中放置并堆叠多个物料，且将设置于机架上的升降装置与其中一个料盘对应。在多个料盘中放置并堆叠多个物料可由人工进行，也可由上料系统自动上料。升降装置的运动方向与料盘处于同一直线上。

s102：当升降装置远离的时间超过第一阈值时，升降装置靠近初始位置行进。

具体地，该第一阈值由升降装置移动的速度、料盘上最接近升降装置的物料与预定位置之间的距离h决定；例如，第一阈值t1、升降装置远离初始位置的速度v1、料盘上最接近升降装置的物料与预定位置之间的距离h满足以下关系：t1＝h/v1+t1，其中，t1为第一安全时间；t1可以为0.5s、1s等；第一阈值t1可以为3s-5s，例如，3s、4s、5s等。

s103：当升降装置靠近的时间超过第二阈值时，取料装置将与取料装置接触的物料取走。

具体地，该第二阈值的设计的方式可以降低物料飞走的概率。该第二阈值由升降装置移动的速度、料盘上最接近升降装置的物料与预定位置之间的距离h决定；例如，第二阈值t2、升降装置靠近初始位置的速度v2、料盘上最接近升降装置的物料与预定位置之间的距离h满足以下关系：t2＝h/v2+t2，其中，t2为第二安全时间；t2可以为0.5s、1s等；第二阈值t2可以为3s-5s，例如，3s、4s、5s等。

在另一个实施方式中，本申请所提供的取料方法还包括：当光电传感器检测出当前料盘上没有物料时，第一驱动件驱动上料装置中的底盘旋转至下一个料盘。第一驱动件可以驱动底盘顺时针或者逆时针旋转；在一个应用场景中，当光电传感器检测到当前料盘和下一个料盘上均没有物料时，则可以判定整个上料装置上已经没有物料，上料系统或者人工可以进行上料。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。