一种智能高效用于自动分区分拣存取板件的装置及方法与流程

本发明涉及板式家具生产加工设备技术领域，尤其涉及一种智能高效用于自动分区分拣存取板件的装置及方法。

背景技术：

目前，定制式板式家具行业对生产订单多以糅单的方式统一生产，每个订单包含数量不等的包件，每个包件又包含数量不等的板件，加工后，一般会以贴二维码的方式区分板件的信息，然而，成千上万的板件分属于不同的订单不同的包，若要全部分拣出来，需耗费非常大的工作量，仅仅靠人工扫码分拣，不仅浪费了大量的人力，还要占用较大的场地进行分拣，分拣效率慢。

针对上述现象，有些厂家一般采用两种分拣方案处理：一，通过较长的输送线体对板件进行流转，在输送线体上设立多个分拣口，依靠分单软件将一批次的板件分拣到单，人工先将一单的板件储存到货架上，再靠人工把一单里的板分拣成包；二，采用机器人代替人工将一单的板件储存到货架上，再靠机器人把一单里的板分拣成包。

上述方案占地使用面积大、存取板方式繁琐、货架存储量小、自动化程度不高，在一定程度上降低了分拣存取效率。

技术实现要素：

本发明目的就是为了解决现有板件分区分拣存取方式自动化程度低、占地面积大、效率不高的问题，提供了一种智能高效用于自动分区分拣存取板件的装置，采用双层分拣线体和超薄分区吸盘，减小占地面积的同时也提高了分拣的效率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能高效用于自动分区分拣存取板件的装置，包括底座和固定于底座上的六轴机器人，六轴机器人的操作臂前端连接一个分区吸盘装置，六轴机器人的正前方设有一组分拣装置、周围均匀分布一组存储货架。

分区吸盘装置包括一个与操作臂相连的固定座和一个浮动座，固定座与浮动座之间通过一根转轴相连，所述固定座包括一对互相垂直的梯形板和固定板，梯形板与固定板之间连接一组固定连接板，每个固定连接板上均设有第一通孔，所述浮动座包括一对相连的水平板和垂直板，二者的两端均连接一面封板，垂直板的外侧连接一组浮动连接板，每个浮动连接板上均设有第二通孔，转轴依次穿过第一通孔和第二通孔，且通过轴承与固定连接板和浮动连接板相连，转轴与固定连接板和浮动连接板的相连处均连接一个第一联轴器，以实现固定座和浮动座之间的相对转动；

固定座的固定板上连接一对第一气缸座，每个第一气缸座上铰接一个第一气缸，第一气缸的第一活塞杆通过一对耳板与浮动座的水平板相连，耳板连接于水平板的正面，以用于通过第一气缸驱动浮动座运动；

水平板的背面连接一组滑轨，每个滑轨上连接一对与滑轨相配合的滑块，水平板的背面还连接一条与滑轨平行的齿条，每个滑块上均连接一个吸盘连接板，每个吸盘连接板的下表面均连接一个超薄吸盘，两个超薄吸盘均垂直于滑轨设置；

吸盘连接板的上表面连接一个减速机座，减速机座上固定一个行星减速机，行星减速机上连接一个伺服电机，且行星减速机的输出轴上连接一个与齿条啮合的齿轮，以通过电机驱动吸盘沿着水平板水平移动。

分拣装置设为双层，每层均包括动力滚筒机，动力滚筒机包括一组相连的支腿、横梁和内梁，横梁上设有一组滚筒座，每个滚筒座之间连接一根滚筒，滚筒之间相互平行，横梁的内侧连接一组传动轴座，传动轴座通过轴承与一根传动轴相连，传动轴设于滚筒下方，且二者通过一组弹性带相连，传动轴上连接一组从动轮，从动轮均通过第一传送带与主动轮相连，主动轮与一个设于滚筒下方的第一减速机相连，第一减速机通过减速机底板固定于内梁上，以通过减速机驱动主动轮、从而带动传动轴和滚筒转动；

动力滚筒机上设有一组升降平移装置，所述升降平移装置包括相连的升降装置和平移装置，升降装置设于滚筒的下方，其包括两对竖直设置的第二气缸，每个第二气缸均通过第二气缸座连接于动力滚筒机的横梁内侧，第二气缸的上端连接一个矩形的升降架，升降架的内侧铰接四个与第二气缸相对应的第一同步杆，第一同步杆铰接一面矩形的同步板，相邻两个同步板之间分别铰接一对第二同步杆和一对第三同步杆，第二同步杆与第三同步杆之间相互垂直且平行于升降架设置，以使得升降架可以同步水平升降；

平移装置包括一组水平连接于升降架上的槽钢，槽钢之间相互平行且可穿过滚筒之间的缝隙，每个槽钢的一端分别连接一个滚轮、另一端均与一根联接轴相连，槽钢与联接轴相连的部位均连有第二联轴器，每个滚轮与联接轴之间通过第二传送带相连，二者形成传动配合，且其中一根槽钢的下方设有第二减速机，第二减速机的输出端与对应的第二传送带相连，以通过第二减速机驱动第二传送带、联接轴与滚轮转动；

前后对应的平移装置之间通过一个过渡装置相连，所述过渡装置包括过渡连接板，过渡连接板连接于前后两个槽钢的端部，过渡连接板上连接一组包塑滚针轴承，包塑滚针轴承通过第三传送带连接一个转环，转环固定于一侧的第二联轴器上，包塑滚针轴承与另一侧的滚轮相连，以使得前后平移装置通过过渡装置实现同步传动和无缝移接。

存储货架包括四根立柱和一组水平连接于立柱上的连接梁，每层连接梁上固定一面货板，货板上连接一层防滑层。

进一步地，每个减速机座上竖直连接一个拖链支架，每个拖链支架上连接一根拖链，拖链与水平板的正面相连。

进一步地，平移装置上设有一组挡轮装置，所述挡轮装置包括l型支架和一对包胶轮，包胶轮的中部通过对锁螺丝连接于l型支架上，对锁螺丝包括一个对锁公钉和一个对锁母钉，二者相对配合连接，每个包胶轮与l型支架之间均设有弹垫，挡轮装置通过l型支架连接于平移装置的槽钢上。

进一步地，动力滚筒机的一侧设有固定靠档，所述固定靠档包括一对竖直的靠档支架，靠档支架分别连接于动力滚筒机的两侧支腿上，两个靠档支架之间通过靠档连接板与一个靠档条相连，以用于板件的靠档与对齐。

进一步地，靠档条为带光面铝材。

进一步地，存储货架的立柱和连接梁均为铝型材，货板为抗倍特板，防滑层为eva海绵。

本发明所采用的六轴机器人为现有装置，其操作臂可带动分区吸盘装置在空间中x、y、z轴上任意移动并定位。

为了进一步完成本发明的目的，还提供了一种智能高效用于自动分区分拣存取板件的方法，所使用的装置包括六轴机器人、分区吸盘装置、分拣装置和存储货架，包括以下具体步骤：

（1）待预存的板件通过动力滚筒机输送至分拣装置的分拣口，升降装置的第二气缸伸出将板件顶升，然后通过平移装置的第二传送带将板件移动到靠近六轴机器人的上层的滚筒上，板件长边靠住挡轮装置的包胶轮后，由滚筒将板件滚至末端，使板件短边靠住固定靠档的靠档条；

（2）六轴机器人驱动分区吸盘装置，根据板件长度、宽度自动调整两条超薄吸盘之间的距离，并通过自动阀组自动选择开启超薄吸盘的吸附区域，开启的吸附区域小于板件的宽度，分区吸盘装置吸住板件后，可将多块板件存放到存储货架的同一层中；

（3）若存放于存储货架上的板件凑齐了订单中的一包，那么六轴机器人就会驱动分区吸盘装置将存储货架上的板件取出，放置到靠近六轴机器人的下层的滚筒上，由升降平移机构将板件顶升移动，并通过过渡装置将板件输送至远离六轴机器人的滚筒上，由下层的滚筒将板件输送至下一道工序，由此整个自动分区分拣存取过程完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过采用双层分拣线体，上层输送要预存的板件，下层输送已满包板件即订单里每一包的所有板件，采用超薄分区吸盘吸取板件并且水平存放于货架层上，每层均可存放多块板件，极大提高货架存储率；占地面积小、存取板件尺寸范围广、货架存储量大，解放了大量的人工，使得分区分拣存取更加智能高效。

附图说明

图1为本发明的自动分区分拣存取板件的装置整体组装立体图；

图2为本发明的分区吸盘装置的正面立体结构图；

图3为本发明的分区吸盘装置的背面立体结构图；

图4为本发明的分区吸盘装置之固定座的立体结构图；

图5为本发明的分区吸盘装置之浮动座的立体结构图；

图6为图3的a局部放大图；

图7为本发明的分拣装置的立体结构图；

图8为图7的b局部放大图；

图9为本发明的升降平移装置的立体结构图；

图10为图9的c局部放大图；

图11为本发明的升降装置的立体结构图；

图12为图7的d局部放大图；

图13为本发明的挡轮装置的立体结构示意图；

图14为图7的e局部放大图；

图15为本发明的固定靠档的立体结构图。

具体实施方式

实施例1

为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种智能高效用于自动分区分拣存取板件的装置及方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种智能高效用于自动分区分拣存取板件的装置，包括底座1和固定于底座1上的六轴机器人2，六轴机器人2的前部连接一个操作臂3，其特征在于，包括：

a.分区吸盘装置4，参见图1、图3、图4和图5，其连接于六轴机器人2的操作臂3前端，分区吸盘装置4包括一个与操作臂3相连的固定座41和一个浮动座42，固定座41与浮动座42之间通过一根转轴43相连，所述固定座41包括一对互相垂直的梯形板41a和固定板41b，梯形板41a与固定板41b之间连接四个固定连接板41c，每个固定连接板41c上均设有第一通孔41d，所述浮动座42包括一对相连的水平板42a和垂直板42b，二者的两端均连接一面封板42e，垂直板42b的外侧连接四个浮动连接板42c，每个浮动连接板42c上均设有第二通孔42d，转轴43依次穿过第一通孔41d和第二通孔42d，且通过轴承与固定连接板41c和浮动连接板42c相连，转轴43与固定连接板41c和浮动连接板42c的相连处均连接一个第一联轴器44，以实现固定座41和浮动座42之间的相对转动；

参见图2和图4，固定座41的固定板41b上连接一对第一气缸座45，每个第一气缸座45上铰接一个第一气缸46，第一气缸46的第一活塞杆通过一对耳板47与浮动座42的水平板42a相连，耳板47垂直连接于水平板42a的正面，以用于通过第一气缸46驱动浮动座42运动；

参见图3、图5和图6，水平板42a的背面连接一组滑轨48，每个滑轨48上连接一对与滑轨48滑动导向配合的滑块49，水平板42a的背面还连接一条与滑轨48平行的齿条410，每个滑块49上均连接一个吸盘连接板412，每个吸盘连接板412的下表面均连接一个超薄吸盘413，两个超薄吸盘413均垂直于滑轨48设置；

参见图2和图6，吸盘连接板412的上表面连接一个减速机座416，减速机座416上固定一个行星减速机414，行星减速机414上连接一个伺服电机415，且行星减速机414的输出轴上连接一个与齿条410啮合的齿轮411，以通过电机驱动吸盘沿着水平板水平移动；

参见图2，每个减速机座416上竖直连接一个拖链支架417，每个拖链支架417上连接一根拖链418，拖链418与水平板42a的正面相连。

b.分拣装置5，参见图1、图7和图8，其设置于六轴机器人2的正前方，共设为双层，每层均包括动力滚筒机51、升降平移装置52、过渡装置53、挡轮装置54和固定靠档55；

a.动力滚筒机51，参见图7和图8，其包括一组相连的支腿51a、横梁51b和内梁51e，横梁51b上设有一组滚筒座51c，每两侧的滚筒座51c之间连接一根滚筒51d，滚筒51d之间相互平行，横梁51b的内侧连接一组传动轴座51f，传动轴座51f通过轴承与一根传动轴51g相连，传动轴51g设于滚筒51d下方，且二者通过一组弹性带51m相连，传动轴51g上连接一组从动轮51h，从动轮51h均通过第一传送带51j与主动轮51k相连，主动轮51k与一个设于滚筒51d下方的第一减速机51n相连，第一减速机51n通过减速机底板51s固定于内梁51e上，以通过第一减速机51n驱动主动轮51k、从而带动传动轴51g和滚筒51d转动；

b.升降平移装置52，参见图7、图9、图10和图11，其包括相互配合的升降装置521和平移装置522，升降装置521设于滚筒51d的下方，且包括两对竖直设置的第二气缸521a，每个第二气缸521a均通过第二气缸座521b连接于动力滚筒机51的横梁51b内侧，第二气缸521a的上端连接一个矩形的升降架521c，升降架521c的内侧铰接四个与第二气缸521a相对应的第一同步杆521d，第一同步杆521d铰接一面矩形的同步板521e，相邻两个同步板521e之间分别铰接一对第二同步杆521f和一对第三同步杆521g，第二同步杆521f与第三同步杆521g之间相互垂直且平行于升降架521c设置，以使得升降架521c可以同步水平升降；

平移装置522包括一组水平连接于升降架521c上的槽钢522a，槽钢522a之间相互平行且可穿过滚筒51d之间的缝隙，每个槽钢522a的一端分别连接一个滚轮522b、另一端均通过轴承与一根联接轴522c相连，槽钢522a与联接轴522c相连的部位均连有第二联轴器522d，每个滚轮522b与联接轴522c之间通过第二传送带522e相连，二者形成传动配合，且其中一根槽钢522a的下方连有第二减速机522f，第二减速机522f的输出端与对应的第二传送带522e形成传动连接配合，以通过第二减速机522f驱动第二传送带522e、联接轴522c与滚轮522b转动；

c.过渡装置53，参见图7和图14，其连接于前后对应的两个平移装置522之间，过渡装置53包括过渡连接板53a，过渡连接板53a连接于前后两个槽钢522a的端部，过渡连接板53a上连接一组包塑滚针轴承53b，包塑滚针轴承53b通过第三传送带53c连接一个转环53d，转环53d固定于一侧的第二联轴器522d上，包塑滚针轴承53b与另一侧的滚轮522b相连，以使得前后的平移装置522通过过渡装置53实现同步传动和无缝移接；

d.挡轮装置54，参见图7、图12和图13，其连接于平移装置522的上部，挡轮装置54包括l型支架54a和一对包胶轮54b，包胶轮54b的中部通过对锁螺丝54c连接于l型支架54a上，对锁螺丝54c包括一个对锁公钉54d和一个对锁母钉54e，二者相对配合连接，每个包胶轮54b与l型支架54a之间均设有弹垫54f，挡轮装置54通过l型支架54a连接于平移装置522的槽钢522a上；

e.固定靠档55，参见图7和图15，其连接于动力滚筒机51的一侧，固定靠档55包括一对竖直的靠档支架55a，靠档支架55a分别连接于动力滚筒机51的两侧支腿51a上，两个靠档支架55a之间通过靠档连接板55b与一个靠档条55c相连，以用于板件的靠档与对齐。

c.存储货架6，参见图1，其均匀分布于六轴机器人2的周围，存储货架6包括四根立柱61和一组水平连接于立柱61上的连接梁62，每层连接梁62上连接一面货板63，货板63上连接一层防滑层64。

所述靠档条55c为带光面铝材。

所述存储货架6的立柱61和连接梁62均为铝型材，货板63为抗倍特板，防滑层64为eva海绵。

所述货板63之间的距离可调。

本发明中，分区吸盘装置4通过第一气缸46的伸缩实现浮动座42与固定座41之间的相对运动，超薄吸盘413通过伺服电机415和行星减速机412带动齿轮411转动，从而使超薄吸盘413沿着齿条410平移，实现超薄吸盘413之间距离的变化，滑轨48和滑块49此时起到滑动导向的作用，超薄吸盘413可根据板件的实际尺寸自动调整间距和吸盘开启区域。

动力滚筒机51中，通过第一减速机51n驱动主动轮51k转动，从而带动第一传送带51j和从动轮51h转动，从动轮51h通过传动轴51g带动弹性带51m传动，最终将动力传递至滚筒座51c上的滚筒51d，实现滚筒51d的转动。

升降平移装置52中，通过第二气缸521a带动升降架521c升降，第一同步杆521d、同步板521e、第二同步杆521f和第三同步杆521g可实现四个第二气缸521a之间的同步升降，保证升降架521c始终保持在水平面向上升起或下降；升降架521c的升降带动平移装置522整体的上升或下降，当平移装置522伸出滚筒51d组成的台面后，第二减速机522f可带动第二传送带522e运转，从而使得联接轴522c转动，带动其他槽钢522a上的第二传送带522e转动，实现板件在平移装置522上的整体平移。

过渡装置53中，靠近六轴机器人2的平移装置522的一端为联接轴522c与其上的第二联轴器522d，远离六轴机器人2的平移装置522的一端为滚轮522b，因此，将过渡装置53的转环53d套紧在第二联轴器522d上，包塑滚针轴承53b通过滚轮522b的中轴与滚轮522b相连，当第二联轴器522d转动时，会带动转环53d一起转动，转环53d通过第三传送带53c带动包塑滚针轴承53b转动，从而带动另一个平移装置522的滚轮522b同步转动，实现同步无缝移接。

本发明所采用的六轴机器人为现有装置，其操作臂可带动分区吸盘装置在空间中x、y、z轴上任意移动并定位。

工作时，本发明的装置按照以下具体步骤进行分区分拣存取动作：

（1）要预存的板件输送至分拣装置5的分拣口，升降装置521的第二气缸521a伸出将板件顶升，然后通过平移装置522的第二传送带522e将板件移动到靠近六轴机器人2的动力滚筒机51的上层滚筒51d上，板件长边靠住挡轮装置54的包胶轮54b后，由滚筒51d将板件滚至末端，使板件短边靠住固定靠档55的靠档条55c；

（2）六轴机器人2驱动分区吸盘装置4，根据板件长度、宽度自动调整两条超薄吸盘413之间的距离，并通过自动阀组自动选择开启超薄吸盘413的吸附区域，开启的吸附区域小于板件的宽度，分区吸盘装置4吸住板件后，可将多块板件存放到存储货架6的同一层中；

（3）若存放于存储货架6上的板件凑齐了订单中的一包，那么六轴机器人2就会驱动分区吸盘装置4将存储货架6上的板件取出，放置到靠近六轴机器人2的动力滚筒机51的下层滚筒51d上，由升降平移机构52将板件顶升移动到远离六轴机器人的动力滚筒机51下层滚筒51d上，由下层的滚筒51d将板件输送至下一道工序，由此整个自动分区分拣存取过程完成。

本发明应用优化软件将大小不一的板件合理的放置到存储货架6每一层，最大化利用每一层的存放面积，采用双层的分拣装置5，上层存板、下层取板，极大提高了货架的存储量，且占地面积小、分拣存储量大、成本低，通过上述各机构彼此连接配合，实现对来料板件的自动快速分拣与存取，不但减少了大量的人工，节省了生产场地，而且提高了生产效率，提高了人工装包的准确率，具有自动化程度高、高效、准确的优点。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。