一种柔性上料装置的制作方法

本发明属于机械加工设备领域，具体涉及一种柔性上料装置。

背景技术：

近年来，随着自动化设备的普及，人工上料方式逐渐被自动化的机械上料装置所替代，但是当前的自动化的机械上料装置绝大多数为刚性材料制造，由于上料装置和设备的位置之间存在误差，上料装置上料时常出现上料失败、物料不正等问题，导致设备工作效率低、成品率低、机器设备损伤以及安全隐患等问题。

为解决上述问题，需要设计一种能够补偿上料装置和设备的位置之间误差的柔性上料装置，在设计柔性上料装置时需要考虑下述：

1.储料装置具有一定的柔性，能够适应不同尺寸的物料，不同尺寸的物料都能够正确、稳定的放置在储料装置中，同时，保证在取料时上料装置能稳定的抓取物料确保物料不发生偏离；

2.上料装置在上料或者放置物料时能够保持一定的柔性，即能够补偿上料装置与设备的位置之间的误差，保证物料与设备的同轴性；

3.整个装置应当具有工作效率高、运行精度高、结构简单、方便维护。

基于上述问题，本发明设计了一种能够补偿上料装置与设备的位置之间误差的柔性上料装置。

技术实现要素：

为了解决背景技术中问题，本发明公开一种柔性上料装置，包括机械臂和储料台，夹板能够稳定的抓取物料，柔性机法兰接口能够补偿机械臂上料时末端执行器与设备之间的误差，提高工作效率。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种柔性上料装置，包括机械臂和储料台，机械臂用于将储料台上储存物料夹取放置到目标位置，在储料台上设置有若干用于夹持物料的夹板，夹板包括中间的固定夹板和固定夹板两侧的移动夹板，在固定夹板和移动夹板上分别间隔设有若干凹陷设置的卡槽，固定夹板卡槽与移动夹板卡槽相对设置，固定夹板卡槽与移动夹板卡槽配合夹持物料，在驱动装置的作用下，移动夹板能够沿与固定夹板垂直的方向水平移动接近或远离固定夹板，通过移动夹板移动能够调整固定夹板卡槽与移动夹板卡槽之间的间距用于夹持不同尺寸的物料。

进一步地，在储料台上间隔设置有两组夹板，每组夹板包括一个固定夹板和两个移动夹板，在每个移动夹板左右端下方分别设置有沿固定夹板和移动夹板之间垂直连线方向延伸的导轨，在每个移动夹板左右端底部分别设置有与导轨匹配的滑块，在每个移动夹板左右端分别对应设置有气缸，在气缸的作用下，移动夹板能够沿导轨前后移动接近或远离固定夹板。

进一步地，在固定夹板每个卡槽处分别设置有物料传感器用以检测卡槽内是否有物料。

进一步地，机械臂的自由端通过柔性法兰接口与末端执行器连接，柔性法兰接口能够补偿机械臂和末端执行器与设备位置之间的误差，使机械臂抓取物料与设备保持同轴关系实现柔性上料。

进一步地，柔性法兰接口包括用于固定末端执行器的顶层接口和用于与机械臂连接的底层，在顶层接口和底层之间还设置有中间连接层，在顶层接口的底部设置有沿x方向延伸的第一滑槽，第一滑槽是一端开口的t形槽，在开口处吻合设置有顶层滑块，在中间连接层顶部中心设置有与第一滑槽匹配的上连接体,在底层的顶部设置有沿y方向延伸的第二滑槽，第二滑槽是一端敞口的倒t形槽，在敞口处吻合设置有底层滑块，在中间连接层底部中心设置有与第二滑槽匹配的下连接体,在上连接体和第一滑槽槽底之间、上连接体和顶层滑块之间、下连接体和第二滑槽槽底之间及下连接体和底层滑块之间分别设置有弹簧，在外力作用下，上连接体和下连接体能够在对应的滑槽内滑动，使顶层接口相对中间连接层沿x方向偏移提供偏移补偿,使底层相对中间连接层沿y方向偏移提供偏移补偿。

进一步地，底层通过下接口层与机械臂连接，在下接口层中部设置有t形的凹槽，在凹槽中部设置有水平设置的长条状下接口滑块，下接口滑块通过连接螺钉与底层底部固定连接，在下接口滑块两侧壁与凹槽的内侧壁之间分别设置有两条下接口弹簧，所述下接口弹簧分别沿凹槽的轴向延伸，在外力作用下，下接口层能够绕连接螺钉相对底层旋转。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中夹持物料的夹板包括中固定夹板和移动夹板，在固定夹板和移动夹板上分别间隔设有若干凹陷设置的卡槽，固定夹板卡槽与移动夹板卡槽相对设置，固定夹板卡槽与移动夹板卡槽配合夹持物料，在驱动装置的作用下，移动夹板能够水平移动接近或远离固定夹板调整固定夹板卡槽与移动夹板卡槽之间的间距用于夹持不同尺寸的物料，以便上料装置可以稳定的抓取物料；

本发明中在机械臂和末端执行器之间设置有柔性法兰接口，受到外力能够沿x、y方向偏移提供偏移补偿，下接口层能够绕连接螺钉相对底层旋转补偿机械臂上料时末端执行器与设备之间的误差；

本发明整体结构简单、性能稳定、工作效率高、运行精度高，且便于维护。

附图说明

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明的立体结构示意图；

图4是本发明中储料台外推状态示意图；

图5是本发明中储料台收缩状态示意图；

图6是本发明中储料台侧视图；

图7是本发明中柔性法兰接口内部结构示意图；

图8是本发明中柔性法兰接口底部结构示意图；

图9是本发明工作状态示意图；

上述图中：1-储料台；2-夹板；2.1-固定夹板；2.2-移动夹板；3-气缸；4-导轨；5-物料传感器；6-机械臂支撑架；7-机械臂；8-柔性法兰接口；8.1-顶层接口；8.2-顶层滑块；8.3-顶层弹簧；8.4-中间连接层；8.5-底层；8.6-底层滑块；8.7-底层弹簧；8.8-下接口层；8.9-下接口滑块；8.10-下接口弹簧；8.11-连接螺钉；9-末端执行器；10-工作台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围，本发明柔性上料装置工作时通过智能控制系统自动控制，柔性上料装置的结构是本发明的创新点，智能控制系统不是本发明的创新点，故对智能控制系统不作详细介绍。

结合附图1-9，详细阐述本发明一种柔性上料装置，包括机械臂7和储料台1，机械臂7用于将储料台1上储存物料夹取放置到工作台10的目标位置，在储料台1上设置有两组用于夹持物料的夹板2，夹板2包括中间的固定夹板2.1和固定夹板2.1两侧的移动夹板2.2，在固定夹板2.1和移动夹板2.2上分别间隔设有若干凹陷设置的卡槽，固定夹板2.1卡槽与移动夹板2.2卡槽相对设置，固定夹板2.1卡槽与移动夹板2.2卡槽配合夹持物料，在每个移动夹板2.2左右端下方分别设置有沿固定夹板2.1和移动夹板2.2之间垂直连线方向延伸的导轨4，在每个移动夹板2.2左右端底部分别设置有与导轨4匹配的滑块，在每个移动夹板2.2左右端分别对应设置有气缸3，在气缸3的驱动作用下，移动夹板2.2能够沿导轨4前后水平移动接近或远离固定夹板2.1，通过移动夹板2.2移动能够调整固定夹板2.1卡槽与移动夹板2.2卡槽之间的间距用于夹持不同尺寸的物料，在固定夹板2.1的每个卡槽处分别设置有物料传感器5用以检测卡槽内是否有物料。

作为可选设计，优选机械臂7的自由端通过柔性法兰接口8与末端执行器9连接，柔性法兰接口8能够补偿机械臂7和末端执行器9与设备位置之间的误差，使机械臂7抓取物料与设备保持同轴关系实现柔性上料，机械臂7的固定端通过设置在储料台1一侧的机械臂支撑架6安装在储料台1底部的金属框架上，柔性法兰接口8包括用于固定末端执行器9的顶层接口8.1和用于与机械臂7连接的底层8.5，在顶层接口8.1和底层8.5之间还设置有中间连接层8.4，在顶层接口8.1的底部设置有沿x方向延伸的第一滑槽，第一滑槽是一端开口的t形槽，在开口处吻合设置有顶层滑块8.2，在中间连接层8.4顶部中心设置有与第一滑槽匹配的上连接体,在底层8.5的顶部设置有沿y方向延伸的第二滑槽，第二滑槽是一端敞口的倒t形槽，在敞口处吻合设置有底层滑块8.6，在中间连接层8.4底部中心设置有与第二滑槽匹配的下连接体,在上连接体和第一滑槽槽底之间及上连接体和顶层滑块8.2之间设置有顶层弹簧8.3，在下连接体和第二滑槽槽底之间及下连接体和底层滑块8.6之间分别设置有底层弹簧8.7，在外力作用下，上连接体和下连接体能够在对应的滑槽内滑动，使顶层接口8.1相对中间连接层8.4沿x方向偏移提供偏移补偿,使底层8.5相对中间连接层8.4沿y方向偏移提供偏移补偿。

作为可选设计，优选底层8.5通过下接口层8.8与机械臂7连接，在下接口层8.8中部设置有t形的凹槽，在凹槽中部设置有水平设置的长条状下接口滑块8.9，下接口滑块8.9通过连接螺钉8.11与底层8.5底部固定连接，在下接口滑块8.9两侧壁与凹槽的内侧壁之间分别设置有两条下接口弹簧8.10，所述下接口弹簧8.10分别沿凹槽的轴向延伸，在外力作用下，下接口层8.8能够绕连接螺钉8.11相对底层8.5旋转。

本发明工作过程如下：

储料台1上有物料时，相应卡槽对应的物料传感器5会发送有物料的信号给机械臂，随后机械臂7将执行上料任务，此时机械臂7运行至该物料上方，末端执行器9张开准备抓取物料，当储料台1无物料时，移动夹板2.2由气缸3驱动沿着直线导轨4向两侧移动，调整移动夹板2.2和固定夹板2.1卡槽之间间距，以便放置物料，当物料放置完成时，储料台1上所有的物料传感器5会发送有物料的信号给控制系统，随后移动夹板2.2由气缸3驱动沿着导轨4向中间移动，根据不同尺寸的物料调节卡槽，将物料推送到相应的置并夹紧，由此实现柔性储料的功能，当所有物料传感器5都感应到物料时，同时发送物料全部到位的信号，由机械臂7执行下一步操作；

在机械臂7驱动末端执行器9到达储料台1上其中一个物料上方的位置时，此时末端执行器9打开，机械臂7驱动末端执行器9将该件物料夹紧，然后由机械臂7驱动末端执行器9将该件物料取出储料台1，此时该物料位置处的物料传感器5将产生无物料的信号，表明该位置物料已经由末端执行器9取走；当机械臂7运行到工作台的物料放置处时，由于机械臂7、末端执行器9与设备存在有误差，因此在放置物料时，由柔性法兰接口8补偿机械臂7、末端执行器9与设备之间的误差，以便物料与设备保持同轴关系，从而实现柔性上料；

机械臂7和末端执行器9完成一次上料后，机械臂7将运行至储料台1上物料传感器5有物料的信号的卡槽上方，准备抓取物料；当前一个物料加工完毕后，机械臂7运行至设备加工处由末端执行器9的空夹爪将加工好的物料取下，随后旋转一定角度将未加工的物料放置到目标位，之后机械臂7驱动末端执行器9将加工好的物料放置到指定的位置，并进行新物料的抓取；在该物料加工完成后，机械臂7和末端执行器9重复之前的步骤，直至储料台1上的物料全部加工完毕，此时物料传感器5的信号将全部变为无物料的信号，储料台1添加新的物料。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。