一种使用机器人的自动上料设备制造技术

本发明专利技术涉及一种使用机器人的自动上料设备，用于将工件搬送至指定工位上，自动上料设备包括架台，设置在架台上的PLC控制系统、以及设置在架台上并与PLC控制系统连接的上料系统，该上料系统包括：上料机构、定位传送机构、视觉机构、真空输料机构和空盘下料机构五个部分，满载工件的托盘经上料机构传送至定位传送机构固定锁紧，真空输料机构在视觉机构的辅助下将托盘内的工件全部搬送至指定工位上，然后定位传送机构将托盘传送至空盘下料机构，并经空盘下料机构将托盘运出。与现有技术相比，本发明专利技术具有适应性高、通用性广，上料速度快，工件损坏风险低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种使用机器人的自动上料设备
本专利技术涉及一种上料设备，尤其是涉及一种使用机器人的自动上料设备。
技术介绍
在电子元器件、小型汽车零部件的自动生产线中，经常会使用自动上料设备将器件与零部件从零散状态或从托盘中放置到生产线的指定工位上。这种设备一般需要注意以下几个问题：一是上料过程中要避免划伤污浊零部件；二是与检测工位高精度定位对接；三是上料设备要能对应多尺寸规格的零部件，要在高速高加速度的工况下进行连续不间断地大批量生产作业。市场上针对上下料的设备主要有移载机和机器手。如中国专利ZL201210202880.1公开了一种上下料机械手，包括旋转工件模块、上料模块、夹紧模块、下料模块和运动控制系统模块，该上下料机器手采用气爪抓取工件，要求工件是刚性物体，所能完成的动作单一，适用于无需高精度等要求的场合。中国专利200820126417.2公开了一种移送机构，包括三组吸嘴组件，所述三组吸嘴组件分别设置在各自的离合基体上，其中的一个离合基体与第一驱动件轴向伸缩杆末端相连；离合基体相互间用导杆连接，且离合基体相互间的距离通过一控制机构进行控制。该专利代替人工从三个防呆入口对手机电池上料，降低了人的工作强度，实现了手机电池检测的自动化。但是移载机对工件位姿要求严格，要对应工件各种可能出现的位姿需要增设其他机构，这些机构不仅设计困难，而且使机器设备体积增大，提高了生产成本，大大影响了移载机的工作效率和市场竞争力。上述的移载机和简易机器手有以下不可避免的缺点：(1)各运动机构不具备高速、高加速度运行的能力，生产效率低，影响产能；(2)对工件刚度和位姿有一定要求，需增设矫正等机构，增加了生产成本；(3)只适用于精度要求不高或者无精度要求的场合；(4)没有智能识别和判断功能，工业应用范围受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用机器人的自动上料设备。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种使用机器人的自动上料设备，用于将工件搬送至指定工位上，所述的自动上料设备包括架台，设置在架台上的PLC控制系统、以及设置在架台上并与PLC控制系统连接的上料系统，该上料系统包括：上料机构：由沿y轴前后移动的第一y向传送装置和沿z轴上下移动的第一z向传送装置组成；定位传送机构：包括设置在架台上的托盘定位装置、托盘分离装置和托盘传送装置；真空输料机构：包括设置在架台上的机器人，以及设置在机器人上的真空吸附装置；视觉机构：包括检测CCD相机、定位CCD相机和识标CCD相机，所述的检测CCD相机设置在定位传送机构的正上方，所述的定位CCD相机设置在机器人上，所述的识标CCD相机设置在架台上，识别托盘内工件的标记点，并反馈信号至机器人，使其准确吸取工件，检测CCD相机检测托盘中是否有工件，若有，则真空输料机构启动，搬送工件至指定工位上，若无，则定位传送机构启动，将托盘传送至空盘下料机构，由检测CCD相机、定位CCD相机和识标CCD相机组成的高精度定位和识别视觉系统，配合高速移动的机器人，组成负反馈闭环控制系统，可以360°全方位拾取工件，视觉认识工件，无论工件处于何种姿态和位置；空盘下料机构：由沿z轴上下移动的第二z向传送装置和沿y轴左右移动的第二y向传送装置组成；工作时，满载工件的托盘经上料机构传送至定位传送机构，托盘被托盘定位装置锁定固定，然后，在定位CCD相机和识标CCD相机的辅助定位下，真空吸附装置随机器人移动至托盘内的工件上，开启真空，工件被真空吸附装置吸取，并传送至指定工位上，当检测CCD相机检测到托盘内工件传送完毕后，托盘定位装置松开，托盘经托盘传送装置传送至空盘下料机构，再移动至架台底部。所述的第一y向传送装置包括第一固定架，以及设置在第一固定架上的第一托盘平台、第一滚珠丝杠和伺服电机，所述的第一固定架上设有沿y轴方向的第一直线滑轨，所述的第一托盘平台设置在第一直线滑轨上，并与第一滚珠丝杠连接，所述的第一传感器与第一托盘平台接触，所述的第一滚珠丝杠连接伺服电机，第一传感器为极限开关，起保护装置作用，使装置不超出其运动行程；所述的第一z向传送装置由第一单轴机器人和第一支撑座组成，所述的第一支撑座设置在第一单轴机器人上，并沿z轴方向上下移动；工作时，启动伺服电机，驱动第一滚珠丝杠，带动第一托盘平台沿第一直线滑轨移动，将放置在第一托盘平台上的托盘传送至第一支撑座上，然后启动第一单轴机器人，驱动第一支撑座沿z轴方向移动，将托盘传送至定位传送机构。所述的托盘定位装置包括设置在架台上的第一固定座，以及设置在第一固定座上的定位气缸，该定位气缸连接定位块；所述的托盘分离装置包括设置在架台上的第二固定座，以及设置在第二固定座上的分离气缸；所述的托盘传送装置包括设置在架台上的第一传送气缸和第二直线导轨；托盘经上料机构传送至定位传送机构，此时，托盘定位装置工作，启动定位气缸，使定位块与托盘贴合，对托盘进行锁紧定位，待托盘中工件输送完毕后，启动定位气缸，使定位块与托盘分开，启动第一传送气缸，驱动托盘沿第二直线导轨移动至空盘下料机构。所述的定位气缸设有两个。所述的真空吸附装置由真空轴和设置在真空轴底端的真空吸盘组成，所述的真空轴设置在机器人上，并沿机器人上下移动，所述的真空轴连接真空发生装置。所述的视觉机构上还设有辅助检测定位的第一光源和第二光源，所述的第一光源和第二光源分别设置在定位传送机构的两端。所述的架台顶部设有安全罩，所述的检测CCD相机设置在安全罩上，并位于定位传送机构的正上方。所述的第二z向传送装置由第二单轴机器人和第二支撑座组成，所述的第二单轴机器人设置在第二支撑座上，并沿z轴方向上下移动；所述的第二y向传送装置包括第二固定架，第二传送气缸、第一缓冲定位器和第二缓冲定位器，所述的第二固定架上设有沿y轴方向的第三直线滑轨，该第三直线滑轨上设有与第二传送气缸相连接的第二托盘平台，所述的第一缓冲定位器和第二缓冲定位器分别设置在第三直线滑轨的前后两端，所述的第二传送气缸与PLC控制系统相连接，第一缓冲定位器和第二缓冲定位器对第二托盘平台沿第三直线滑轨的运动起缓冲定位的作用；工作时，空料的托盘经托盘传送装置传送到第二z向传送装置的第二支撑座上，启动第二单轴机器人，驱动第二支撑座沿z轴方向下移，将托盘传送至第二y向传送装置的第二托盘平台上，再启动第二传送气缸，驱动第二托盘平台沿y轴方向移动，从而将空料的托盘运出架台。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术使用的机器人具有极高的自由度，配以高分辨率的视觉机构，智能识别和捕捉产品特征，定位精度高，响应速度快，极大地提高了生产效率。(2)采用真空吸附装置搬送产品，不会碎片和划伤产品外表面，减小了产品在上料过程中被损坏的风险，很大程度上杜绝了产品不良率的上升。(3)本专利技术的自动上料设备适应性高、通用性广，可以对应不同规格尺寸的产品，只需变更托盘，制造简单、成本低，因而多尺寸多规格的产品大批量大规模的生产成本大幅度降低。附图说明图1为本专利技术的整机外观示意图；图2为本专利技术的主视结构示意图；图3为本专利技术的上料机构的结构示意图；图4为本专利技术的定位传送机构的结构示意图；图5为本专利技术的真空输料机构的结构示意图；图6为本专利技术的视觉机构的结构示意图；图7为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用机器人的自动上料设备，用于将工件搬送至指定工位上，所述的自动上料设备包括架台(6)，设置在架台(6)上的PLC控制系统、以及设置在架台(6)上并与PLC控制系统连接的上料系统，其特征在于，该上料系统包括：上料机构(1)：由沿y轴前后移动的第一y向传送装置(11)和沿z轴上下移动的第一z向传送装置(12)组成；定位传送机构(2)：包括设置在架台(6)上的托盘定位装置(21)、托盘分离装置(22)和托盘传送装置(23)；真空输料机构(4)：包括设置在架台(6)上的机器人(41)，以及设置在机器人(41)上的真空吸附装置；视觉机构(3)：包括检测CCD相机(31)、定位CCD相机(33)和识标CCD相机(35)，所述的检测CCD相机(31)设置在定位传送机构(2)的正上方，所述的定位CCD相机(33)设置在机器人(41)上，所述的识标CCD相机(35)设置在架台(6)上；空盘下料机构(5)：由沿z轴上下移动的第二z向传送装置(51)和沿y轴左右移动的第二y向传送装置(52)组成；工作时，满载工件的托盘(7)经上料机构(1)传送至定位传送机构(2)，托盘(7)被托盘定位装置(21)锁定固定，然后，在定位CCD相机(32)的辅助定位下，真空吸附装置随机器人(41)移动至托盘(7)内的工件上，开启真空，工件被真空吸附装置吸取，并传送至指定工位上，当检测CCD相机(31)检测到托盘(7)内工件传送完毕后，托盘定位装置(21)松开，托盘(7)经托盘传送装置(23)传送至空盘下料机构(5)，再移动至架台(6)底部。...

【技术特征摘要】
1.一种使用机器人的自动上料设备，用于将工件搬送至指定工位上，所述的自动上料设备包括架台(6)，设置在架台(6)上的PLC控制系统、以及设置在架台(6)上并与PLC控制系统连接的上料系统，其特征在于，该上料系统包括：上料机构(1)：由沿y轴前后移动的第一y向传送装置(11)和沿z轴上下移动的第一z向传送装置(12)组成；定位传送机构(2)：包括设置在架台(6)上的托盘定位装置(21)、托盘分离装置(22)和托盘传送装置(23)；真空输料机构(4)：包括设置在架台(6)上的机器人(41)，以及设置在机器人(41)上的真空吸附装置；视觉机构(3)：包括检测CCD相机(31)、定位CCD相机(33)和识标CCD相机(35)，所述的检测CCD相机(31)设置在定位传送机构(2)的正上方，所述的定位CCD相机(33)设置在机器人(41)上，所述的识标CCD相机(35)设置在架台(6)上；空盘下料机构(5)：由沿z轴上下移动的第二z向传送装置(51)和沿y轴左右移动的第二y向传送装置(52)组成；工作时，满载工件的托盘(7)经上料机构(1)传送至定位传送机构(2)，托盘(7)被托盘定位装置(21)锁定固定，然后，在定位CCD相机(33)的辅助定位下，真空吸附装置随机器人(41)移动至托盘(7)内的工件上，开启真空，工件被真空吸附装置吸取，并传送至指定工位上，当检测CCD相机(31)检测到托盘(7)内工件传送完毕后，托盘定位装置(21)松开，托盘(7)经托盘传送装置(23)传送至空盘下料机构(5)，再移动至架台(6)底部。2.根据权利要求1所述的一种使用机器人的自动上料设备，其特征在于，所述的第一y向传送装置(11)包括第一固定架(111)，以及设置在第一固定架(111)上的第一托盘平台(112)、第一传感器(114)、第一滚珠丝杠(115)和伺服电机(116)，所述的第一固定架(111)上设有沿y轴方向的第一直线滑轨(113)，所述的第一托盘平台(112)设置在第一直线滑轨(113)上，并与第一滚珠丝杠(115)连接，所述的第一传感器(114)与第一托盘平台(112)接触，所述的第一滚珠丝杠(115)连接伺服电机(116)；所述的第一z向传送装置(12)由第一单轴机器人(121)和第一支撑座(122)组成，所述的第一支撑座(122)设置在第一单轴机器人(121)上，并沿z轴方向上下移动；工作时，启动伺服电机(116)，驱动第一滚珠丝杠(115)，带动第一托盘平台(112)沿第一直线滑轨(113)移动，将放置在第一托盘平台(112)上的托盘(7)传送至第一支撑座(122)上，然后启动第一单轴机器人(121)，驱动第一支撑座(122)沿z轴方向移动，将托盘(7)传送至定位传送机构(2)。3.根据权利要求1所述的一种使用机器人的自动上料设备，其特征在于，所述的托盘定位装置(21)包括设置在架台(6)上的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘劲松，张金志，石洋，
申请(专利权)人：上海微松工业自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31