自动上料机构的制作方法

本发明涉及自动化生产线技术，尤其涉及自动上料技术。

背景技术：

目前，家用热水器燃烧器的组装都是采用半自动方式，需要大量的人力来上料，不仅劳动强度大，而且上料效率低，生产出来的燃烧器产品质量也不可控，无法满足高端市场需求。

将现有的半自动上料方式改成自动上料方式，需要解决以下难点问题：1.保证燃烧器不刮伤，不变形；2.需要在规定节拍内完成自动上料；3.燃烧器来料是无序的，要实现自动理料排序。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种自动化程度高、上料速度快、不易损伤物体表面的自动上料机构。

本发明实施例提供一种自动上料机构，包括：

位置检测传感器，用于检测运料装置是否到达预定的取料位置，运料装置用于承载盛放物料的料箱；

料箱搬运机构，用于将运料装置承载的料箱搬运到预定的料箱定位位置；

空箱检测传感器，用于检测料箱是否为空箱；

料箱夹持及下料机构，用于夹持料箱搬运机构搬运到料箱定位位置的料箱以及将空料箱输送到预定的空料箱下料位置；

物料输送机构，用于将物料输送到预定的物料下料位置；

吸取转运机构，用于吸取被夹持的料箱中的物料，并将吸取的物料放置在物料输送机构上的预定放料位置；

物料检测传感器，用于检测物料输送机构上的预定放料位置是否有物料；

控制装置，控制装置的信号输入端分别与位置检测传感器的信号输出端、空箱检测传感器的信号输出端和物料检测传感器的信号输出端电连接，控制装置用于控制料箱搬运机构、料箱夹持及下料机构、物料输送机构和吸取转运机构的工作。

本发明至少达到以下的有益效果之一：

1、当运料装置将多箱产品物料运至上料区时，本实施例的料箱搬运机构会将料箱搬运到预定的料箱定位位置，交由料箱夹持及下料机构夹持定位，在物料输送机构上的预定放料位置没有物料时，吸取转运机构吸取被夹持的料箱中的物料，将吸取的物料放置在物料输送机构上的预定放料位置，料箱中的物料取光后，料箱夹持及下料机构将空料箱输送到预定的空料箱下料位置，料箱搬运机构又会将下个料箱搬运到预定的料箱定位位置，以上过程均为自动化操作，降低了生产成本，提高了生产效率，并能提升产品质量；

2、本发明实施例通过吸取转运机构吸取料箱中的物料，能够减少对物料表面的损伤，进一步地，吸取转运机构的电磁铁吸盘可上下浮动，可防止压坏、刮伤物料；

3、本发明实施例设有理料机构，理料机构能够对物料输送机构上的物料进行排序理料，理料完成，单个物料被物料输送机构输送到预定的物料下料位置，确保了只对单层物料进行输送。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1和图2分别从不同角度示出了本发明的一个实施例的自动上料机构的整体结构示意图。

图3和图4分别示出了根据本发明一实施例的自动上料机构的主视示意图和俯视示意图。

图5和图6分别示出了根据本发明一实施例的自动上料机构的局部结构示意图。

图7示出了根据本发明一实施例的料箱搬运机构的结构示意图。

图8示出了根据本发明一实施例的空箱检测传感器的安装结构示意图。

图9示出了根据本发明一实施例的料箱夹持及下料机构及抖箱机构的示意图。

图10示出了根据本发明一实施例的吸取转运机构的示意图。

图11示出了根据本发明一实施例的理料机构的示意图。

图12示出了根据本发明一实施例的自动上料机构的电气控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

图1至图6示出了根据本发明一实施例的自动上料机构的结构，图12示出了根据本发明一实施例的自动上料机构的电气控制原理图。请参阅图1至图6、以及图12，根据本发明一实施例的一种自动上料机构包括位置检测传感器11、空箱检测传感器12、物料检测传感器13、料箱搬运机构、料箱夹持及下料机构、抖箱机构、物料输送机构、吸取转运机构、理料机构和控制装置。

位置检测传感器11用于检测运料装置91是否到达预定的取料位置。在本实施例中，位置检测传感器11为接近开关。运料装置91为运料小车，用于承载盛放物料93(本实施例中物料93为家用热水器中的燃烧器)的料箱92，运料小车的前方敞口。运料小车每次可装载4个堆叠放置的料箱92。图5和图6显示运料小车91已经被人工推送到了预定的取料位置。

料箱搬运机构用于将运料装置91承载的料箱搬运到预定的料箱定位位置。图7示出了根据本发明一实施例的料箱搬运机构的结构示意图。料箱搬运机构包括托架21和托架升降机构，托架21用于托住运料装置91所承载的料箱92，托架升降机构用于驱动托架21上升和下降。托架升降机构包括一对升降导轨22、可滑移地分别安装在该一对升降导轨22上的一对第一滑块23、第一丝杠24、与第一丝杠24配合并与托架21相连的第一螺母25以及用于驱动丝杠24旋转从而带动托架21上升和下降的第一电机26，托架21与该一对第一滑块23固定连接。托架21伸入运料小车91中，托住堆叠的4个料箱92的底部(可以在4个料箱92的底部放置托盘)，从而可将4个料箱向上抬升指定的高度。图5显示料箱被搬运到了预定的料箱定位位置。

空箱检测传感器12用于检测料箱92是否为空箱。在本实施例中，空箱检测传感器12为成像传感器，并设有空箱检测传感器位移机构，以驱动空箱检测传感器前后移动。可选地，该成像传感器为ccd成像传感器。如图8所示，空箱检测传感器位移机构包括第二丝杠(图中未示出)、与第二丝杠相配合的第二螺母(图中未示出)以及第二电机126，成像传感器12与第二螺母相连，第二电机126驱动第二丝杠顺时针或逆时针旋转时，可带动成像传感器12前后移动。在其它实施例中，也可以不设置空箱检测传感器位移机构。

料箱夹持及下料机构用于夹持料箱搬运机构搬运到料箱定位位置的料箱92以及将空料箱输送到预定的空料箱下料位置。请参考图9，料箱夹持及下料机构包括一对导轨32、一对料箱夹持组件和分别与一对料箱夹持组件一一对应的一对料箱夹持组件驱动机构。一对料箱夹持组件分别可滑移地设置在一对导轨32上，用于夹持住料箱92的相对两侧，一对料箱夹持组件驱动机构用于驱动一对料箱夹持组件沿一对导轨32滑移。各料箱夹持组件包括底座33、夹爪34和夹爪驱动机构。底座33与导轨32滑动配合，夹爪驱动机构固定于底座33，并与夹爪34相连，以驱动夹爪34伸出和缩回，夹爪34伸出和缩回的方向垂直于导轨32的延伸方向，即导轨32沿着前后方向延伸，夹爪34伸出和缩回的方向为左右方向。本实施例中，夹爪驱动机构为第一气缸35。料箱夹持组件驱动机构为第二气缸36，第二气缸36为无杆气缸，无杆气缸的移动体与底座33相连。

抖箱机构用于水平抖动料箱92，以使料箱92内的物料93均匀堆放。抖箱机构包括基座43、一对卡爪组件和基座驱动机构。一对卡爪组件分别位于基座43的两侧，用于分别卡住一对夹爪34。各卡爪组件包括卡爪44和固定于基座43的卡爪驱动机构，卡爪驱动机构用于驱动卡爪44伸出和缩回。基座驱动机构与基座相43连，用于驱动基座43沿着与导轨32的延伸方向相平行的方向往复移动。夹爪34设有与卡爪44相配合的卡槽344，一对卡爪44分别卡入一对夹爪34的卡槽344中，从而将一对卡爪组件夹持住。

本实施例中，卡爪驱动机构为第三气缸45，基座驱动机构为第四气缸46。

进一步地，抖箱机构还包括一对滑轨42，一对滑轨42的延伸方向与一对导轨32的延伸方向一致，基座43可滑移地设置在一对滑轨42上。

物料输送机构用于将物料93输送到预定的物料下料位置。在本实施例中，物料输送机构为传送带输送机构，其包括传送带55和驱动传送带移动的第三电机56。

吸取转运机构用于吸取被夹持的料箱92中的物料93，并将吸取的物料93放置在物料输送机构上的预定放料位置。

请参考图10，吸取转运机构包括电磁吸料组件和三轴运动机构。电磁吸料组件包括支撑架60和多个电磁铁吸盘组件，多个电磁铁吸盘组件分别设置在支撑架60上，每一电磁铁吸盘组件包括导杆61、电磁铁吸盘62和弹簧63。导杆61沿竖直方向穿过支撑架，且防脱落地保持于支撑架60上，导杆61可相对于支撑架60上下移动。电磁铁吸盘62与导杆61的下端相连，弹簧63套设于导杆61外，并位于电磁铁吸盘62与支撑架61的底面之间。料箱中的物料(燃烧器)是无序的，物料在料箱的位置也是不确定，在这种情况下，利用电磁铁吸盘容易吸附到物料，在吸附过程中电磁铁吸盘62可上下浮动，从而避免了压坏、刮伤物料。在本实施例中，支撑板60设有与导杆61相配的导套601，导杆61穿过导套601，并相对于导套601上下移动。导杆61的顶部设有止挡部611，用于阻止导杆61从支撑架60上脱落。

支撑架60与三轴运动机构相连，三轴运动机构能够带动电磁吸料组件沿前后方向、左右方向以及上下方向移动。三轴运动子机构包括前后方向移动机构、左右方向移动机构和上下方向移动机构。上下方向移动机构固定于前后方向移动机构，前后方向移动机构固定于左右方向移动机构。本实施例中，上下方向移动机构包括电缸616，电缸616与支撑架60相连，可带动电磁吸料组件上下移动。前后方向移动机构包括第四电机626以及前后移动丝杠螺母副，上下方向移动机构整体与前后移动丝杠螺母副的螺母相连，第四电机626驱动前后方向移动机构的丝杠旋转时，可带动上下移动机构前后移动。左右方向移动机构包括第五电机636以及左右移动丝杠螺母副，前后方向移动机构整体与左右移动丝杠螺母副的螺母相连，第五电机636驱动左右方向移动机构的丝杠旋转时，可带动前后移动机构以及上下移动机构左右移动。

物料检测传感器13用于检测物料输送机构(也即传送带55)上的所述预定放料位置是否有物料。请参阅图11，在本实施例中，物料检测传感器13为光栅传感器。

理料机构用于阻挡物料输送机构输送的层叠物料，实现单层物料的输送。在本实施例中，理料机构包括第一毛刷滚筒71和第二毛刷滚筒72，第一毛刷滚筒71和第二毛刷滚筒72并排设置在物料输送机构的预定放料位置处的下游侧，第一毛刷滚筒71和第二毛刷滚筒72与物料输送机构输送面之间的间隙仅允许单层物料通过。其中，第一毛刷滚筒71比第二毛刷滚筒72更靠近预定放料位置，第一毛刷滚筒71的旋转方向与物料输送机构的输送方向相背，有利于对迎面输送来的层叠在底层上的物料形成有效阻挡，第二毛刷滚筒72的旋转方向与第一毛刷滚筒71的旋转方向相反。进一步地，第一毛刷滚筒71的滚筒轴上设有第一同步齿轮73，第二毛刷滚筒72的滚筒轴上设有第二同步齿轮74，第一同步齿轮73与第二同步齿轮74相互啮合，第一毛刷滚筒71由第六电机76驱动，进而带动第二毛刷滚筒72旋转。

控制装置的信号输入端分别与位置检测传感器11的信号输出端、空箱检测传感器12的信号输出端和物料检测传感器13的信号输出端电连接，控制装置用于控制料箱搬运机构、料箱夹持及下料机构、空箱检测传感器位移机构、物料输送机构、吸取转运机构、理料机构和抖箱机构的工作。

在本实施例中，控制装置包括工控机81和plc控制器82。工控机81的信号输入端与成像传感器12信号的输出端连接，用于根据成像传感器12输出的图像信号判断料箱92是否为空箱。

plc控制器82的信号输入端分别与位置检测传感器11的信号输出端和物料检测传感器13的信号输出端电连接，plc控制器82的信号输出端分别与第一至第七电机的控制输入端以及第一至第四气缸的控制输入端连接，用于控制料箱搬运机构、料箱夹持及下料机构、空箱检测传感器位移机构、物料输送机构、吸取转运机构、理料机构和抖箱机构的工作。

在一种具体的实施方式中，该自动上料机构的工作过程如下。

人工将运料小车91推至上料区，位置检测传感器11检测到运料小车91到达预定的取料位置时(此时托架21已伸入运料小车91中)向plc控制器82发出到位信号，plc控制器82控制第一电机26动作，托架21向上抬升运料小车装载的4个料箱92，最上方的料箱92到达预定的料箱定位位置。plc控制82控制一对料箱夹持组件的夹爪34动作，分别夹住料箱92的两侧，从而将料箱定位。料箱定位后，plc控制器82控制第二电机126旋转，进而带动成像传感器12向前移动至料箱92的上方，以拍摄料箱92内燃烧器的图像。在光栅传感器13检测到传送带55的预定放料位置没有燃烧器产品时，plc控制器82控制吸取转运机构，使电磁铁吸盘62通电并吸取料箱中的燃烧器，吸取完成后，三轴运动机构将被吸取的燃烧器运至传送带55的预定放料位置，plc控制器控制电磁铁吸盘62断电进行放料。在光栅传感器13检测到传送带55的预定放料位置有燃烧器产品时，电磁铁吸盘62不动作。电磁铁吸盘62放完产品后，再进行下一次吸取。电磁铁吸盘62放料后，plc控制器82控制第三电机56旋转，传送带55带动燃烧器移动，经过理料区域时，第一毛刷滚筒71可将叠料的产品分离，确保单个产品平铺在传送带55上。当燃烧器被传送到预定的物料下料位置时，传送带55停止工作。外部的机器人101会在ccd成像传感器102的引导下，将其放置在物料下料位置的产品吸走。

因产品来料无序位置不确定，本实施例通过抖箱机构将料箱抖动，让产品铺开，方便取放。当吸取转运机构完成预定数量的物料的吸取后，料箱中的产品不均匀，易高低不平。plc控制器82控制第三气缸45动作，使一对卡爪44分别卡入一对夹爪34的卡槽344中，从而将一对卡爪组件夹持住。然后，plc控制器82控制第四气缸46来回伸缩预定的次数，使料箱92被来回抖动几次，抖动完成，等待吸取转运机构吸取产品。

吸取转运机构对料箱内的物料逐一吸取，当成像传感器12检测到料箱92为空箱(即料箱中的物料被吸取完成)时，plc控制器82控制第二气缸36动作，使一对料箱夹持组件沿导轨32滑动，将空料箱输送到预定的空料箱下料位置，由外部的下料装置进行空箱收集，收集完成，报警提示人工拉走。一对料箱夹持组件返回预定的料箱定位位置，plc控制器82控制第一电机26转动，托架21向上抬升运料小车装载的3个料箱92，使原来处于第二层的料箱92到达预定的料箱定位位置。依此类推，直到4个料箱92中的物料都被取走。

本发明实施例自动化操作程度高，降低了生产成本，提高了生产效率，并能提升产品质量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。