一种自动取料平台及其运料方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械运输领域，尤其涉及一种自动取料气动推送磁力机械手。
【背景技术】
[0002]气动磁力机械手不仅是机械工业为进行输送、配送的理想物料搬运活动，而且越来越多地应用到汽车制造业、食品包装和精密仪器上。目前国内外学校的化学实验室或医学实验室实验物品的管理及分配，多数采用人工管理，不但繁琐而且劳动强度大，特别是对那些较为精密的仪器、无菌操纵的药品器械、实验过程中易损伤试验者的较为危险的化学品，在获取和存放这类物体时，急需要高效率的智能管理及存放的方式，但市场上大量的气动机械手大部分采用PLC控制，缺点是重复精度差，不满足化学化工、医学领域现代智能化管理及分配的用户需求。例如发明专利磁力吸附式机械手(CN201310550461.1)，抓取零件时，施加于零件上的压力小，有利于保护零件，但并没有解决对指定零件抓取和回放的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、新型彩色条形码扫描推送磁力机械手及其运料方法，可广泛应用于工业，智能仓库和大学教学中。
[0004]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的。一种自动取料平台，包括上平台、下平台、磁力机械手、物料柜、载物动平台、开关、控制器、条形码扫描器，所述上平台设置于下平台的正上方，所述下平台上设置有开关与物品框；所述上平台的一端设有所述磁力机械手，其另一端设有所述物品架；所述载物动平台与所述下平台相连，并设于所述物料柜所在的一端，所述条形码扫描器设置在载物动平台上；所述磁力机械手包括左支架(1)、右支架、a带轮、b带轮、c带轮、abcV带、Ml电机、LI纵向丝杆、Ll_2纵向丝杆螺母、L2横向丝杆、L2-2横向丝杆螺母、L3纵向丝杆、L3-2纵向丝杆螺母、M2电机、减速机、Kl齿轮、K2齿轮、气缸、电磁阀与电磁铁，所述左支架(I)、右支架均固定设置在所述上平台；所述a带轮转动连接所述左机架上，所述LI纵向丝杆一端安装在a带轮上，L1-2纵向丝杆螺母与LI纵向丝杆螺旋连接；所述b带轮转动连接所述右机架上，所述L3纵向丝杆一端安装在b带轮上，L3-2纵向丝杆螺母与L3纵向丝杆螺旋连接；所述Ml电机固定安装在所述上平台，所述c带轮安装在Ml电机上，abcV带绕在a带轮、b带轮和c带轮上山2横向丝杆一端转动连接在L1-2纵向丝杆螺母上，其另一端转动连接在L3-2纵向丝杆螺母上，所述L2横向丝杆上螺旋连接有L2-2横向丝杆螺母；所述M2电机固定在所述L3-2纵向丝杆螺母上，所述M2电机通过减速箱与Kl齿轮连接，所述Kl齿轮与K2齿轮啮合，所述K2齿轮与L2横向丝杆连接；所述L2-2横向丝杆螺母上还固定安装有气缸，所述气缸与电磁阀连接，所述气缸的活塞杆一端固定设置有电磁铁。
[0005]进一步地，所述载物动平台包括底板、第一支架、第二支架、M4电机、m带轮、η带轮、mnV带、L5横向丝杆、L5-2横向丝杆螺母、向心球轴承、M3电机、Ql齿轮、Q2齿轮、L4纵向丝杆、L4-2纵向丝杆螺母、载物台，所述第一支架、第二支架与M4电机均固定安装在所述底板上；所述第二支架上安装有m带轮，所述M4电机上安装有η带轮，所述mnV带绕在m带轮和η带轮中；所述L5横向丝杆一端连接在第一支架上，其另一端连接在m带轮上，所述L5横向丝杆上还螺旋连接有L5-2横向丝杆螺母；所述L5-2横向丝杆螺母通过向心球轴承分别安装有M3电机与L4纵向丝杆；所述M3电机的电机轴上安装有Ql齿轮，所述L4纵向丝杆上连接有Q2齿轮，所述Ql齿轮与Q2齿轮相互啮合；所述L4纵向丝杆上螺旋连接有L4-2横向丝杆螺母，所述L4-2横向丝杆螺母上固定安装有载物台。
[0006]进一步地，所述物品框侧面覆盖有金属片，所述物品框正面贴有彩色条形码，物料放置于物品框内。
[0007]进一步地，所述物料柜上设有M行N列的矩阵方格；装有物料的物品框可放置于所述矩阵方格中；所述物品框上的彩色条形码对应于指定的矩阵方格。
[0008]进一步地，所述开关上设有多个行程开关，其中各行程开关均可触发信号自动同时启动Ml电机、M2电机、M3电机与M4电机，控制所述磁力机械手和载物动平台沿指定路径运行；所述开关上还设有电子开关，所述电子开关用于控制所述条形码扫描器。
[0009]本发明还包括一种应用自动取料平台的取物方法，包括以下步骤:
[0010]S1.按下开关中的一个行程开关，开关触发取料信号；
[0011]S2.所述控制器读入取料信号，并将该取料信号转为电机的脉冲数信号K(x, y, z)，其中，X为水平左右移动的脉冲数，y为磁力机械手的气缸活塞杆伸缩运动的脉冲数，z为垂直上下移动的脉冲数，脉冲信号控制电机转动从而使磁力机械手与载物动平台精确定位到物料所摆放的空间位置；
[0012]S3.所述控制器控制Ml电机与M2电机正转，此时Ml电机与M2电机带动磁力机械手运动至指定物料框所在物料柜上的矩阵方格，所述电磁铁通电，所述磁力机械手上的电磁铁吸取物料框；
[0013]S4.所述控制器控制M3电机与M4电机正转，所述M3电机与M4电机带动载物动平台运动至指定物品框所在物料柜上的矩阵方格；
[0014]S5.所述气缸进气，气缸活塞杆伸出并且将指定物品框推送到载物动平台的载物台上，此时电磁铁断电；
[0015]S6.所述气缸排气，气缸的活塞杆缩回，同时Ml电机、M2电机反转，所述磁力机械手复位至原点；
[0016]S7.M3电机、M4电机反转，所述M3与M4电机带动载物动平台运动至初始位置。
[0017]本发明还包括一种应用自动取料平台的返物方法，包括以下步骤:
[0018]Al.按下所述开关的条形码扫描电子开关，该条形扫码器中的颜色传感器扫描物品框上的彩色条形码；
[0019]A2.所述控制器读入条形码信号，并将该条形码信号转为电机的脉冲数信号K(x, y, z)，其中，X为水平左右移动的脉冲数，y为磁力机械手的气缸活塞杆伸缩运动的脉冲数，z为垂直上下移动的脉冲数，脉冲信号控制电机转动从而使磁力机械手与载物动平台精确定位到物料所摆放的空间位置；
[0020]A3.所述控制器控制M3电机与M4电机正转，所述M3电机与M4电机带动载物动平台上的物品框运动至物料柜上的指定矩阵方格位置；[0021 ] A4.所述控制器控制Ml电机与M2电机正转，所述Ml电机与M2电机带动磁力机械手运动至物料柜上的指定矩阵方格；
[0022]A5.所述气缸进气，气缸活塞杆伸出至载物动平台的载物台，此时电磁铁通电，所述磁力机械手上的电磁铁吸取载物平台上的物料框；
[0023]A6.所述气缸气缸排气，气缸活塞杆臂缩回，磁力机械手将物品框带回至物料柜上的对应矩阵方格，此时电磁铁断电；
[0024]A7.所述Ml电机与M2电机反转，所述磁力机械手复位至原点；所述M3电机、M4电机反转，所述载物动平台复位至初始位置。
[0025]本发明相对于现有技术的有益效果为:(I)本发明涉及的一种条形码扫描磁力机械手结构简单，并且能够通过智能化控制实现物料的取料与返料的自动化；(2)采用纵向丝杆与螺母精密配合的传动方式，误差小、传动平稳；(3)通过引入附加物-彩色条形码铁框，从而实现了无磁性物料的传送，同时使系统的可控性得到了加强；(4)本发明所涉及的取物与返物方法具备很高的通用性，可广泛应用于工业4.0的智能仓库疾或医学化学实验室，具有良好的应用前景及很大的市