CN106219236B - 一种无人化进料搬运设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人化进料搬运设备，包括壳体，滚筒机架、屏幕组件上料搬运机构、空盒回流转向搬运机构、屏幕组件盒搬运机构、屏幕组件横向回流升降机、屏幕组件传送轨道，屏幕组件清洁设备；滚筒机架包括上下设置的滚筒轨道，其中上方滚筒轨道为入料轨道，下方滚筒轨道为盒流出轨道；屏幕组件上料搬运机构设置在入料轨道延伸线侧边，与屏幕组件传送轨道相配合，屏幕组件上料搬运机构上设置第一抓取组件。本发明提供的一种无人化进料设备，该设备通过屏幕组件升降回转流出机构，平板电脑框架升降回转流出机构，完成屏幕组件和平板电脑框架的自动化进料，设备设计合理，作业效率高，可满足多种规格产品的自动化进料需求。

Description

一种无人化进料搬运设备

技术领域

本发明涉及一种进料设备，具体涉及一种无人化进料搬运设备，属于自动化领域。

背景技术

平板电脑框架和屏幕组件组装过程牵扯到精密组装工业，常规的生产组装方式一般通过特定定位治具，人工分别将框架和屏幕组件组合后，压合过程中屏幕组件和平板电脑框架需要非常高精度下缔合而成。常规的自动化设备无法做到精度的高度可控，缔合质量不稳定。由于消费电子市场的快速变化，产品更新换代周期明显加快，呈小批量，多规格的特点，利用常规的生产方式来满足市场需求的话，需要开发非常多的组装定位夹具、治具来满足不同产品的规格，由于特定的夹具、治具开发周期较长，成本高，越来越不适应规模化生产需要。由于屏幕组件通常是堆叠放置在载具中，屏幕组件之间用无尘纸间隔开，屏幕组件抓取完毕后，既要移走无尘纸，还要在载具中的屏幕组件抓取完后，将载具搬运出工作区域。与此同时，平板电脑框架作为注塑件，表面裹有保护膜，实现堤和前，要将保护膜去除，现有自动化设备无法完成上述自动化生产目标。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无人化进料搬运设备，该设备通过屏幕组件升降回转流出机构，平板电脑框架升降回转流出机构，完成屏幕组件和平板电脑框架的自动化进料，设备设计合理，作业效率高，可满足多种规格NOTE产品的自动化进料需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种无人化进料搬运设备，包括壳体，包括滚筒机架、屏幕组件上料搬运机构、空盒回流转向搬运机构、屏幕组件盒搬运机构、屏幕组件横向回流升降机、屏幕组件传送轨道，屏幕组件清洁设备；所述滚筒机架包括上下设置的滚筒轨道，其中上方滚筒轨道为入料轨道，下方滚筒轨道为盒流出轨道；所述屏幕组件上料搬运机构设置在所述入料轨道延伸线侧边，与所述屏幕组件传送轨道相配合，所述屏幕组件上料搬运机构上设置有用于抓取屏幕组件的第一抓取组件，所述第一抓取组件用于将屏幕组件从屏幕组件盒中抓取转向并放置在所述屏幕组件传送轨道上；

所述空盒回流转向搬运机构与所述屏幕组件横向回流升降机相配合，所述空盒回流转向搬运机构包括升降部和传送部，所述升降部驱动所述传送部升降运动，所述升降部在顶升状态下，所述传送部与所述屏幕组件横向回流升降机上极限位置平齐，所述屏幕组件横向回流升降机下极限位置与所述盒流出轨道平齐；

所述屏幕组件清洁设备设置在所述屏幕组件传送轨道正上方，并贴近所述屏幕组件传送皮带。

优选的，还包括盒定位机构，所述盒定位机构设置在所述入料轨道延伸线上，并紧贴所述入料轨道，所述盒定位机构与所述入料轨道平齐。

优选的，所述屏幕组件上料搬运机构包括第一轴和第二轴，所述第一轴与所述第二轴垂直设置，在所述第二轴上设置有第一抓取机构；所述第一抓取机构一端与所述第二轴连接，在所述第一抓取机构上设置有旋转气缸，所述旋转气缸竖直设置在所述第一抓取机构上，在所述旋转气缸下端部设置有第一吸盘组件，所述第一吸盘组件下端面在同一平面上，所述第一吸盘组件连接负气压管。

优选的，所述屏幕组件盒搬运机构包括第三轴和第四轴，所述第三轴与所述第四轴垂直设置，在所述第四轴上设置有第二抓取机构；所述第二抓取机构一端与所述第二轴连接，在所述第二抓取机构上设置有夹爪气缸，所述夹爪气缸竖直设置在所述第二抓取机构上，在所述夹爪气缸下端部设置有第二吸盘组件，所述第二吸盘组件下端面在同一平面上，所述第二吸盘组件连接负气压管，所述夹爪气缸与屏幕组件盒相匹配。

优选的，所述升降部包括基板，在所述基板一侧设置有至少四个方向一致的导向轴，在所述导向轴上贯穿有空盒回流转向搬运机构，所述空盒回流转向搬运机构上固定有与所述导向轴相配合的线性轴承，所述空盒回流转向搬运机构沿所述导向轴做直线运动，在所述空盒回流转向搬运机构上对称设置有至少两个升降气缸，所述升降气缸缸体固定在所述空盒回流转向搬运机构上，所述升降气缸活动端与所述基板固定，所述升降气缸活动方向与所述导向轴一致；

所述空盒回流转向搬运机构包括对称设置的传送轨道、驱动所述传送轨道运转的第一驱动机构，所述第一驱动机构包括驱动电机和与所述驱动电机相配合的换向减速机，所述换向减速机通过驱动轴与设置在所述传送轨道上的驱动轮连接。

优选的，所述屏幕组件横向回流升降机包括竖直设置的支撑板、装设于该支撑板上的滚筒机架、第二驱动机构、导向机构，所述第二驱动机构用于驱动所述导向机构，所述导向机构包括平行设置在所述支撑板侧边的直线滑轨和设置在所述支撑板轴线上的滚珠丝杆，所述滚筒机架固定在所述导向机构上，所述滚筒机架沿直线滑轨在竖直方向上做直线运动，所述滚珠丝杆端部设置有皮带轮，所述第二驱动机构固定在所述支撑板上与所述滚筒架相对的另一侧，所述第二驱动机构和所述皮带轮通过皮带连接。

优选的，所述第二驱动机构为伺服电机。

优选的，还包括一种使用上述无人化进料搬运设备的搬运控制方法，其中，所述方法包括如下步骤：

1）装有屏幕组件的载具从入料口流入设备，在滚筒轨道上被移至工作区域A，盒定位机构动作，定位并锁定盒至待抓取位置；

2）屏幕组件盒搬运机构将间隔无尘纸移至预先放置在区域B的空盒中，然后屏幕组件上料搬运机构将盒中的屏幕组件抓取并旋转90°，然后放置在屏幕组件传送轨道上；

3）重复步骤2），直至盒中的屏幕组件抓取完毕；

4）屏幕组件横向回流升降机下降，将区域B的盒连同盒中的无尘纸，下降至相应位置，滚筒和空盒回流转向搬运机构上的传送部开始运转，将空盒转移至传送轨道，待相应位置感应器感应到盒后，滚筒和传送部停止运转；

5）升降部下降，空盒下放至滚筒机架上，通过盒流出轨道流出；

6）升降机顶升，屏幕组件盒搬运机构将位置A的空盒夹取并移送至位置B；

7）新的盒从入料轨道流入后，重复步骤1）。

与现有技术相比，本发明的有益效果是:

1.由于采用活动的辊筒架配合升降机和回转搬运机构，可完成垂直和水平两个方向对载具完成移动，在设备内部狭小空间内，灵活的完成盒的搬运和移动工作。

2.由于采用可调节的吸取组件和独立的在抓取组件，可通过简单的调节，即可使吸取组件满足各种产品的抓取需求，固定的抓取组件对存放盒抓取，整个机构协调作业，效率高，机构成本低。

3.屏幕组件盒搬运机构同时具备吸取无尘纸和夹取空盒的功能，大大简化了结构设计和设备维护效率。

4.屏幕组件上料搬运机构同时具备对屏幕组件的抓取和角度调整，同样简化了结构设计，提高设备运行稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为屏幕组件横向回流升降机结构示意图；

图3为屏幕组件盒搬运机构示意图；

图4为屏幕组件上料搬运机构结构示意图；

图5为空盒回流转向搬运机构示意图。

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作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。

实施例

如图1所示，本实施例公开了一种无人化进料搬运设备，包括壳体7，包括滚筒机架4、屏幕组件上料搬运机构1、空盒回流转向搬运机构3、屏幕组件盒搬运机构2、屏幕组件横向回流升降机、屏幕组件传送轨道5，屏幕组件清洁设备6；滚筒机架4包括上下设置的滚筒轨道，其中上方滚筒轨道为入料轨道，下方滚筒轨道为盒流出轨道；屏幕组件上料搬运机构1设置在入料轨道延伸线侧边，与屏幕组件传送轨道相配合，屏幕组件上料搬运机构上设置有用于抓取屏幕组件的第一抓取组件，第一抓取组件用于将屏幕组件从屏幕组件盒中抓取转向并放置在屏幕组件传送轨道5上；

空盒回流转向搬运机构3与屏幕组件横向回流升降机相配合，空盒回流转向搬运机构3包括升降部和传送部，升降部驱动传送部升降运动，升降部在顶升状态下，传送部与屏幕组件横向回流升降机上极限位置平齐，屏幕组件横向回流升降机下极限位置与盒流出轨道平齐；

屏幕组件清洁设备6设置在屏幕组件传送轨道正上方，并贴近屏幕组件传送轨道5。在位置A处还包括盒定位机构，盒定位机构设置在入料轨道延伸线上，并紧贴入料轨道，盒定位机构与入料轨道平齐。

如图3所示，屏幕组件上料搬运机构包括X轴31和Z轴37，X轴31与Z轴37垂直设置，X轴31和和Z轴37通过伺服电机或者步进电机驱动。在Z轴37上设置有抓取机构；

抓取机构包括机架35，机架35一端与Z轴37连接，在机架35另一端设置有夹爪气缸34，夹爪气缸34设置在机架35端部，夹爪气缸34伸缩部固定夹爪组件33，尖爪组件对称设置在机架35两侧，夹爪气缸34配合夹爪组件可将屏幕组件盒夹取转移，在机架35端部设置有吸盘架，在吸盘架上对称设置有若干吸盘组件，吸盘组件下端面在同一平面上，吸盘组件连接负气压管。吸盘架包括主筋39和可调节的活动筋38，活动筋38一端与主筋39连接，另一端与吸盘组件连接。活动的主筋39和可调节的活动筋38可灵活满足不同尺寸产品的吸取需求。在机架35上设置有真空发生器36，真空发生器36与吸盘组件连接，用于向吸盘组件提供真空压力，独立真空发生器36的采用，可明显提高设备维护效率，提高整个设备的稳定性。在机架35上还设置有压力计32，压力计32，设置在真空发生器36和吸盘组件之间，用于检测和实时显示气管中的气压值。压力计实时监控吸取过程中的真空值，若真空值超出范围，则停止夹取动作，放置屏幕组件掉落导致屏幕组件损坏。在吸盘架上还设置有检测装置，检测装置包括支架，在支架上固定有轴套，在轴套内部设置有与轴套相配合的沿竖直方向自由活动的销柱，在销柱上方设置有光电感应器，在销柱下端固定有缓冲垫，检测装置可在吸取的过程中，监测屏幕组件盒中是否还有待抓取的屏幕组件。吸盘组件下端部低于夹爪组件33下端部，在抓取孔盒和间隔无尘纸动作互不影响，提高设备运行效率。

如图4所示，本实施例公开了一种上料搬运机构，包括第三轴41和第四轴42，第三轴41与第四轴42垂直设置，在第三轴41上设置有连接座，在第四轴42上设置有第二抓取机构；第三轴41和第四轴42从左右和上下两个方向上对抓取机构进行运动控制，抓取机构对下方的屏幕组件44进行抓取作业，第三轴41和和第四轴42通过伺服电机或者步进电机驱动。

为了满足屏幕组件的外观特点，抓取机构包括支架，支架一端与第四轴42连接，在支架47另一端设置有旋转气缸45，旋转气缸45竖直设置在支架端部，旋转气缸45可以使屏幕组件44在抓取后完成旋转动作，旋转角度根据实际需要选择合适的最大选择角度气缸，本方案选择为逆时针旋转90°，同时也可调节限位挡块，完成设定角度的旋转，在旋转气缸35下端部设置有吸盘架，吸盘架为水平设置，在吸盘架上对称设置有若干吸盘组件46，吸盘组件46下端面在同一平面上，吸盘组件46连接负气压管，通过均匀的吸盘组件46完成对屏幕组件44的抓取动作。吸盘架同样包括主筋和可调节的活动筋，活动筋一端与主筋连接，另一端与吸盘组件46连接，活动筋为中间镂空的条形结构，通过螺母固定在主筋上，通过调节活动筋的角度和伸出长度来调节各种抓取位置。在支架47上设置有真空发生器，真空发生器与吸盘组件46连接，用于向吸盘组件46提供真空压力。真空发生器产生负气压，通过气管连接至吸盘组件46，相较集中供气设计，避免了设备上繁杂的气管，提高装配效率，减小故障发生率，同时维护更方便。使得该抓取机构只需要电力即可运行，提高了适应性。由于屏幕组件的透光性，常规的光电感应器可应用于检测抓取机构下方是否有屏幕组件，为了实时监测抓取是否成功，在吸盘架上还设置有检测装置48。

如图2所示，包括竖直设置的支撑板24、装设于该支撑板24上的滚筒机架、第二驱动机构、导向机构，第二驱动机构用于驱动导向机构，导向机构包括平行设置在支撑板24侧边的直线滑轨和设置在支撑板24轴线上的滚珠丝杆25，滚筒机架固定在导向机构上，滚筒机架沿直线滑轨在竖直方向上做直线运动，滚珠丝杆25端部设置有皮带轮28，第二驱动机构27固定在支撑板24上与滚筒机架相对的另一侧，第二驱动机构27和皮带轮28通过导向皮带26连接。第二驱动机构27为步进电机或者伺服电机，优选价格更有优势的步进电机。滚筒机架包括支架23和至少两个并排设置的辊筒22，支架23与导向机构活动部固定连接，在辊筒22上设置有凹槽，在凹槽内设置有传送皮带21。

如图5所示，包括基板55，在基板55一侧设置有四个方向一致的导向轴53，在导向轴53上贯穿有空盒回流转向搬运机构，导向轴53位置与空盒回流转向搬运机构四角的位置对应，空盒回流转向搬运机构上固定有与导向轴53相配合的线性轴承54，空盒回流转向搬运机构沿导向轴53做直线运动，在空盒回流转向搬运机构两对称侧边位置设置有两个升降气缸58，升降气缸58缸体固定在空盒回流转向搬运机构上，升降气缸58活动端穿过空盒回流转向搬运机构上预留的孔与基板55固定，升降气缸58活动方向与导向轴53一致；空盒回流转向搬运机构包括对称设置的传送轨道、驱动传送轨道运转的第一驱动机构，第一驱动机构包括驱动电机511和与驱动电机511相配合的换向减速机57，换向减速机57为双输出轴换向减速机57。换向减速机57通过驱动轴59与设置在传送轨道上的驱动轮510连接，双输出的换向减速机57可以保证左右两边的传送皮带51速度一致，避免载具在传送过程中发生偏移，造成卡机翻盘或者其他问题，提高设备运行稳定性。在传送轨道上设置有传送皮带51，传送皮带51嵌套在传送轨道两端部的导向轮52与驱动轮510，同时经过设置传送轨道上的张紧轮56。张紧轮56固定在U型槽孔上，张紧导向轮52位置可沿U型槽孔调节。可调节的张紧轮56可根据传送皮带51的老化变形程度来调节皮带张力，提高传送稳定性。整个空盒回流转向搬运机构采用气缸驱动的升降机构配合传送轨道对载具完成升降和传送，结构简单合理，效率高。

本发明工作过程包括如下步骤：

1）装有屏幕组件的载具从入料口流入设备，在滚筒轨道上被移至工作区域A，盒定位机构动作，定位并锁定盒至待抓取位置；

2）屏幕组件盒搬运机构将间隔无尘纸移至预先放置在区域B的空盒中，然后屏幕组件上料搬运机构将盒中的屏幕组件抓取并旋转90°，然后放置在屏幕组件传送轨道上；

3）重复步骤2），直至盒中的屏幕组件抓取完毕；

4）屏幕组件横向回流升降机下降，将区域B的盒连同盒中的无尘纸，下降至相应位置，滚筒和空盒回流转向搬运机构上的传送部开始运转，将空盒转移至传送轨道，待相应位置感应器感应到盒后，滚筒和传送部停止运转；

5）升降部下降，空盒下放至滚筒机架上，通过盒流出轨道流出；

6）升降机顶升，屏幕组件盒搬运机构将位置A的空盒夹取并移送至位置B；

7）新的盒从入料轨道流入后，重复步骤1）。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种无人化进料搬运设备，包括壳体，其特征在于:包括滚筒机架、屏幕组件上料搬运机构、空盒回流转向搬运机构、屏幕组件盒搬运机构、屏幕组件横向回流升降机、屏幕组件传送轨道，屏幕组件清洁设备；所述滚筒机架包括上下设置的滚筒轨道，其中上方滚筒轨道为入料轨道，下方滚筒轨道为盒流出轨道；所述屏幕组件上料搬运机构设置在所述入料轨道延伸线侧边，与所述屏幕组件传送轨道相配合，所述屏幕组件上料搬运机构上设置有用于抓取屏幕组件的第一抓取组件，所述第一抓取组件用于将屏幕组件从屏幕组件盒中抓取转向并放置在所述屏幕组件传送轨道上；

所述空盒回流转向搬运机构与所述屏幕组件横向回流升降机相配合，所述空盒回流转向搬运机构包括升降部和传送部，所述升降部驱动所述传送部升降运动，所述升降部在顶升状态下，所述传送部与所述屏幕组件横向回流升降机上极限位置平齐，所述屏幕组件横向回流升降机下极限位置与所述盒流出轨道平齐；

所述屏幕组件清洁设备设置在所述屏幕组件传送轨道正上方，并贴近所述屏幕组件传送皮带。

2.根据权利要求1所述的一种无人化进料搬运设备，其特征在于:还包括盒定位机构，所述盒定位机构设置在所述入料轨道延伸线上，并紧贴所述入料轨道，所述盒定位机构与所述入料轨道平齐。

3.根据权利要求1所述的一种无人化进料搬运设备，其特征在于: 所述屏幕组件上料搬运机构包括第一轴和第二轴，所述第一轴与所述第二轴垂直设置，在所述第二轴上设置有第一抓取机构；

所述第一抓取机构一端与所述第二轴连接，在所述第一抓取机构上设置有旋转气缸，所述旋转气缸竖直设置在所述第一抓取机构上，在所述旋转气缸下端部设置有第一吸盘组件，所述第一吸盘组件下端面在同一平面上，所述第一吸盘组件连接负气压管。

4.根据权利要求3所述的一种无人化进料搬运设备，其特征在于: 所述屏幕组件盒搬运机构包括第三轴和第四轴，所述第三轴与所述第四轴垂直设置，在所述第四轴上设置有第二抓取机构；

所述第二抓取机构一端与所述第二轴连接，在所述第二抓取机构上设置有夹爪气缸，所述夹爪气缸竖直设置在所述第二抓取机构上，在所述夹爪气缸下端部设置有第二吸盘组件，所述第二吸盘组件下端面在同一平面上，所述第二吸盘组件连接负气压管，所述夹爪气缸与屏幕组件盒相匹配。

5.根据权利要求1所述的一种无人化进料搬运设备，其特征在于:所述升降部包括基板，在所述基板一侧设置有至少四个方向一致的导向轴，在所述导向轴上贯穿有空盒回流转向搬运机构，所述空盒回流转向搬运机构上固定有与所述导向轴相配合的线性轴承，所述空盒回流转向搬运机构沿所述导向轴做直线运动，在所述空盒回流转向搬运机构上对称设置有至少两个升降气缸，所述升降气缸缸体固定在所述空盒回流转向搬运机构上，所述升降气缸活动端与所述基板固定，所述升降气缸活动方向与所述导向轴一致；

所述空盒回流转向搬运机构包括对称设置的传送轨道、驱动所述传送轨道运转的第一驱动机构，所述第一驱动机构包括驱动电机和与所述驱动电机相配合的换向减速机，所述换向减速机通过驱动轴与设置在所述传送轨道上的驱动轮连接。

6.根据权利要求1所述的一种无人化进料搬运设备，其特征在于:所述屏幕组件横向回流升降机包括竖直设置的支撑板、装设于该支撑板上的滚筒机架、第二驱动机构、导向机构，所述第二驱动机构用于驱动所述导向机构，所述导向机构包括平行设置在所述支撑板侧边的直线滑轨和设置在所述支撑板轴线上的滚珠丝杆，所述滚筒机架固定在所述导向机构上，所述滚筒机架沿直线滑轨在竖直方向上做直线运动，所述滚珠丝杆端部设置有皮带轮，所述第二驱动机构固定在所述支撑板上与所述滚筒架相对的另一侧，所述第二驱动机构和所述皮带轮通过皮带连接。

7.根据权利要求6所述的一种无人化进料搬运设备，其特征在于:所述第二驱动机构为伺服电机。

8.一种无人化进料搬运设备搬运控制方法，使用权利要求1-7任一项所述的无人化进料搬运设备，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1）装有屏幕组件的载具从入料口流入设备，在滚筒轨道上被移至工作区域A，盒定位机构动作，定位并锁定盒至待抓取位置；

2）屏幕组件盒搬运机构将间隔无尘纸移至预先放置在区域B的空盒中，然后屏幕组件上料搬运机构将盒中的屏幕组件抓取并旋转90°，然后放置在屏幕组件传送轨道上；

3）重复步骤2），直至盒中的屏幕组件抓取完毕；

4）屏幕组件横向回流升降机下降，将区域B的盒连同盒中的无尘纸，下降至相应位置，滚筒和空盒回流转向搬运机构上的传送部开始运转，将空盒转移至传送轨道，待相应位置感应器感应到盒后，滚筒和传送部停止运转；

5）升降部下降，空盒下放至滚筒机架上，通过盒流出轨道流出；

6）升降机顶升，屏幕组件盒搬运机构将位置A的空盒夹取并移送至位置B；

7）新的盒从入料轨道流入后，重复步骤1）。