自动上料设备和自动生产系统的制作方法

本实用新型涉及自动化生产线技术领域，具体而言，涉及一种自动上料设备和自动生产系统。

背景技术：

目前，对于尺寸较小、重量较轻的零件进行自动上料，主要采用料斗式或振动盘式的上料机构，需要预先将杂乱的零件放置在一个料斗中，通过带有挡板和倾斜边条的提升机构在装有零件的料斗内运动，使零件贴靠倾斜边条上升，然后输送到滑槽料道中，再通过方向识别机构对方向错误的零件剔出滑槽料道。

这种上料方式，在滑槽料道上整列零件的过程中，姿态或者方向不正确的零件会通过方向识别机构排出而落入到料盘或者料斗中，从而造成零件的磕碰，导致零件出现不同程度的损伤。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动上料设备和自动生产系统，其能够将零件按照预设的姿态放入上料槽，提高上料效率，避免零件磕碰损伤，同时，能够有效延长上料间隔时间，提高生产效率。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供一种自动上料设备，包括上料暂存带、拨料机构、单列输送带和移载变位组件；所述上料暂存带与所述单列输送带连接，用于将零件运输至所述单列输送带上，所述拨料机构设于所述单列输送带上，用于将零件整理成单列，所述移载变位组件设于所述单列输送带上，用于改变零件的位置和放置方向，并将零件移入至上料槽。

在可选的实施方式中，所述上料暂存带与所述单列输送带之间设有过渡板，所述过渡板的一端与所述上料暂存带连接，另一端与所述单列输送带连接，以使所述上料暂存带上的零件经所述过渡板到达所述单列输送带。

在可选的实施方式中，所述上料暂存带上设有导向板，所述导向板的一端与所述上料暂存带的一侧边连接，另一端与过渡板连接。

在可选的实施方式中，所述单列输送带包括相互连通的第一输送段和第二输送段，所述第一输送段靠近所述上料暂存带设置，所述第二输送段靠近所述移载变位组件设置；

所述拨料机构包括整列板，所述整列板可移动地设置在所述第一输送段的一侧，所述第一输送段的另一侧设有限位板，所述整列板能朝靠近所述限位板的方向移动，以使所述整列板和所述限位板之间的距离允许单个零件通过。

在可选的实施方式中，所述整列板连接有直线气缸，所述直线气缸推动所述整列板朝所述限位板移动。

在可选的实施方式中，所述移载变位组件包括第一机械手、变位机构和第二机械手，所述第一机械手设于所述单列输送带的上方，用于将零件移动至所述变位机构中，所述第二机械手用于将所述变位机构中的零件移出至上料槽。

在可选的实施方式中，所述变位机构包括变位块和与所述变位块连接的旋转气缸，所述变位块上设有限位槽；所述限位槽用于放置零件，所述旋转气缸用于带动所述变位块旋转，实现零件的放置方向改变。

在可选的实施方式中，所述限位槽的侧壁设置为v型。

在可选的实施方式中，所述单列输送带上设有检测传感器和阻挡块，所述检测传感器用于检测零件是否处于夹持位置，所述阻挡块用于在所述检测传感器检测到零件处于夹持位置时阻止其余零件进入夹持位置。

第二方面，本实用新型实施例提供一种自动生产系统，包括如前述实施方式中任一项所述的自动上料设备。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供的自动上料设备，通过上料暂存带预先存储较多的零件，可以一次性存放足够多的零件，以延长上料间隔时间。并且，设置拨料机构能将上料暂存带上的零件预先整列呈单列后，输送至单列输送带上，移载变位组件在对单列输送带上的零件进行方向和位置的调整，最后将零件以预设的姿态移动至上料槽中，完成零件自动上料。该自动上料设备的上料效率高，避免零件的磕碰损伤，单列输送带将零件呈单列输送，稳定可靠，能实现零件以预设姿态自动上料，同时延长了上料间隔时间。

本实用新型实施例提供的自动生产系统，包括上述的自动上料设备，能实现零件以预设姿态自动上料，上料效率高，并且能够避免零件输送过程中的磕碰或损伤，同时还能延长上料间隔时间，进而提高自动化生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的自动上料设备的一种视角的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自动上料设备的整体结构的俯视示意图；

图3为本实用新型实施例提供的自动上料设备的另一视角的整体结构示意图；

图4为图3中a处的局部放大示意图；

图5为本实用新型实施例提供的自动上料设备的变位块的结构示意图。

图标：100-自动上料设备；101-机架；110-上料暂存带；111-入口端；113-导向板；115-过渡板；120-单列输送带；121-第一输送段；123-第二输送段；125-限位板；130-拨料机构；131-整列板；133-直线气缸；135-安装板；136-导向座；137-导向杆；140-移载变位组件；150-第一机械手；151-第一机械臂；152-第一夹块；153-第二夹块；155-第一气缸；156-第二气缸；160-第二机械手；161-第二机械臂；162-第三夹块；163-第四夹块；165-第三气缸；166-第四气缸；170-变位机构；171-变位块；173-限位槽；174-底壁；175-侧壁；180-上料槽；191-检测传感器；193-阻挡块；195-第五气缸。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1和图2，本实施例提供一种自动上料设备100，包括机架101和设于机架101上的上料暂存带110、拨料机构130、单列输送带120和移载变位组件140。上料暂存带110与单列输送带120连接，用于将零件运输至单列输送带120，拨料机构130设于单列输送带120上，用于将零件整理成单列，以使零件呈单列直线传输。移载变位组件140设于单列输送带120上，用于改变零件的位置和放置方向，并将零件以预设姿态移动至上料槽180中。需要说明的是，上料槽180与加工设备连通，零件可沿上料槽180滑动至加工设备处被加工或装配。该自动上料设备100可用于质量轻、尺寸小的工件，本实施例中，零件以空心光轴工件为例进行说明，即本实施例中的零件为圆柱形薄壁结构，在其他应用场景中，零件也可以是其它结构，这里不作具体限定。

上料暂存带110为常用输送带，可通过电机驱动，带动输送带移动，以实现零件的输送。零件以竖直状态立放在上料暂存带110上，该上料暂存带110可容纳上千件零件，存放量大，可有效延长上料间隔时间，可显著减轻操作人员劳动强度，改善工作条件，便于有节奏的生产。可选地，上料暂存带110包括出口端和入口端111，零件移动方向为从入口端111到出口端的方向，拨料机构130和单列输送带120设于出口端，拨料机构130用于将零件整理成单列后，使零件沿着单列输送带120传输。

进一步地，上料暂存带110与单列输送带120之间设有过渡板115，过渡板115的一端与上料暂存带110连接，另一端与单列输送带120连接，以使上料暂存带110上的零件经过渡板115到达单列输送带120。单列输送带120包括相互连通的第一输送段121和第二输送段123，第一输送段121靠近上料暂存带110设置，第二输送段123靠近移载变位组件140设置。单列输送带120也可采用电机驱动，通过电机带动单列输送带120移动以实现零件的传输，单列输送带120的移动方向与上料暂存带110的移动方向垂直。拨料机构130包括整列板131，整列板131可移动地设置在第一输送段121的一侧，第一输送段121的另一侧设有限位板125，整列板131能朝靠近限位板125的方向移动，以使整列板131和限位板125之间的距离允许单个零件通过。容易理解，限位板125的长度小于整列板131，过渡板115的长度小于整列板131。本实施例中，整列板131的长度大约为限位板125的长度与过渡板115的长度之和。由于过渡板115设置在出口端，整列板131设置在过渡板115远离出口端的一侧，随着上料暂存带110的移动，立放的零件向出口端移动，到达过渡板115，并经过渡板115到达单列输送带120，在单列输送带120的移动作用下，沿单列运输带的输送方向移动。

需要说明的是，由于上料暂存带110的移动，上料暂存带110上的零件连续不断地挤入过渡板115，到达单列输送板，并在整列板131的限位作用下，改变移动方向，沿着单列输送带120的输送方向移动。可选地，整列板131连接有直线气缸133，直线气缸133用于间歇性推动整列板131朝限位板125移动。即零件到达单列输送带120后，整列板131在直线气缸133推动作用下，将零件推动至与限位板125抵接，此时，限位板125与整列板131之间的宽度即单列输送带120的宽度，该宽度只能容纳单排的零件通过，即单列输送带120上的零件为一个一个依次输送。由于整列板131的间歇性移动，将整列板131和限位板125之间的零件整齐排列，确保进入第二输送段123的零件整齐排列。本实施例中，由于整列板131的长度较长，在对整列板131和限位板125之间的零件进行整理时，同时对过渡板115上的零件也起到预整列作用。直线气缸133的数量可以是一个或多个，带动整列板131来回移动，对零件进行间歇性整理。可选地，机架101上设有安装板135，安装板135上设有导向座136，导向座136上开设有导向孔，整列板131上设有导向杆137，导向杆137穿过导向孔并能在导向孔中移动。导向座136的设置能够使直线气缸133带动整列板131移动过程中沿直线移动，使得整列板131移动更加迅速，受力均匀，零件整理效果更好，使零件排列的更整齐。

可选地，上料暂存带110上还设有导向板113，导向板113的一端与上料暂存带110的一侧边连接，另一端与过渡板115连接。导向板113用于将零件逐渐引导至过渡板115上，导向板113的设置使得上料暂存带110的出口端变窄，减少一次性进入单列输送带120上的零件数量，有利于整列板131对零件的整齐排列，提高整列质量和整列效率。

请参照图3和图4，移载变位组件140包括第一机械手150、变位机构170和第二机械手160，第一机械手150设于单列输送带120的上方，用于将零件移动至变位机构170中，第二机械手160用于将变位机构170中的零件移出至上料槽180。可选地，第一机械手150设于第二输送段123的上方，第一机械手150包括相互连接的第一机械臂151和第一抓手，第一机械臂151同时与两个气缸连接，即第一气缸155和第二气缸156。其中，第一气缸155控制第一机械臂151沿左右方向横向移动，第二气缸156控制第一机械臂151沿上下方向升降。第一抓手包括第一夹块152和第二夹块153，第一夹块152和第二夹块153能相互远离或靠近。第一抓手拾取零件时，第一机械臂151下降，第一夹块152和第二夹块153相互靠近，同时伸入零件的中空结构内，第一夹块152和第二夹块153再相互远离，与零件内壁抵接，第一机械臂151上升，并横向移动至变位机构170的上方，再下降，将零件置于变位机构170中，第一夹块152和第二夹块153相互靠近，并从零件的中空结构内退出，第一机械臂151回到原位，重复移动下一个零件。

请参照图5，变位机构170位于第二输送段123远离第一输送段121的一端，变位机构170包括变位块171和与变位块171连接的旋转气缸(图未标)，变位块171上设有限位槽173。限位槽173用于放置零件，旋转气缸用于带动变位块171旋转，实现零件的放置方向改变。详细地，限位槽173的侧壁175设置为v型，零件放于限位槽173中，零件的端部与限位槽173的底壁174接触，零件的外壁与限位槽173的侧壁175接触。第一抓手将零件移动至变位块171上时，零件呈竖直放置，当旋转气缸带动变位块171旋转90度后，零件呈水平状态设置，且零件外壁与限位槽173的侧壁175接触，v型侧壁175有利于防止零件在限位槽173中转动，起到固定、限位作用，便于第二机械手160的拾取。

第二机械手160包括相互连接的第二机械臂161和第二抓手，第二机械臂161同时与两个气缸连接，即第三气缸165和第四气缸166。其中，第三气缸165控制第二机械臂161沿前后方向横向移动，第四气缸166控制第二机械臂161沿上下方向升降。第二抓手包括第三夹块162和第四夹块163，第三夹块162和第四夹块163能相互远离或靠近。第二抓手拾取零件时，第二机械臂161下降，第三夹块162和第四夹块163先相互远离，使零件位于第三夹块162和第四夹块163之间，第三夹块162和第四夹块163再相互靠近，夹持零件的两端以拾取零件，第二机械臂161上升，并横向移动至上料槽180的上方，再下降，将零件置于上料中，第三夹块162和第四夹块163相互远离，释放零件，第二机械臂161回到原位，重复上述步骤移动下一个零件。

在第一机械手150和第二机械手160移动零件的过程中，第一机械手150与零件内壁接触，第二机械手160与零件两端接触，都避免了与零件的外周面接触，防止移动过程中损伤零件的外周面，提高零件良率。需要说明的是，第一机械手150和第二机械手160的移动在本实施例中采用的是气缸推动方式，在其他可选的实施方式中也可以采用电机驱动或其它直线移动组件，这里不作具体限定。类似地，变位块171的转动也可以通过电机驱动。

进一步地，单列输送带120上还设有检测传感器191和阻挡块193，检测传感器191用于检测零件是否处于第一机械手150的夹持位置，阻挡块193用于在检测传感器191检测到零件处于夹持位置时阻止其余零件进入夹持位置。这样，可以为第一机械手150提供充足的操作空间，防止其它零件进入干扰第一机械手150的夹持操作，定位更加精确可靠，确保零件被单个地移动。检测传感器191可以采用接近开关，阻挡块193可以由气缸带动来回移动。阻挡块193连接有第五气缸195，第五气缸195推动阻挡块193伸出或退回，阻挡块193伸出可以阻挡零件在单列输送带120上移动，阻挡块193退回即可对零件放行。可选地，阻挡块193与零件外壁接触的一端设置为弧形，与零件外壁的弧度相适应，防止阻挡块193对零件表面的损伤。该移载变位组件140具有较高的柔性，适应性强，机械手操作灵活。

本实用新型实施例提供的自动上料设备100，其工作原理如下：

工人将零件竖直放置于上料暂存带110上，在上料暂存带110的移动作用下，零件到达过渡板115，并通过过渡板115被送至单列输送带120上，整列板131推动零件抵靠至限位板125，使零件整齐排放，并呈单列进入第二输送段123；在单列输送带120的移动作用下，零件移动至第一机械手150的夹持位置，阻挡块193阻止后面进入的零件。第一机械手150将零件竖直放入变位块171的限位槽173内，旋转机构带动变位块171旋转90度，零件呈水平放置；第二机械手160拾取零件并移动至上料槽180中，零件呈水平状态进入上料槽180中，完成自动上料。

本实用新型实施例还提供一种自动生产系统，包括上述的自动上料设备100，可以大大提高零件的上料效率，防止零件碰撞造成零件表面的损伤，减少上料过程中的废品率。

本实用新型实施例提供的自动上料设备100和自动生产系统，具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型实施例提供的自动上料设备100和自动生产系统，可广泛用于工业机器人、桁架上下料机构等自动化线体中，以实现待加工零件的上料供应。通过设置上料暂存带110，可容纳上千个零件，存放量大，可有效延长上料间隔时间。拨料机构130能将杂乱排列的零件整齐排列为单列，在单列输送带120上有序运输，避免零件在整列过程中的磕碰。第一机械手150、变位块171和第二机械手160能对零件的位置和姿态进行调整，以预设姿态将零件放入上料槽180中，减轻工人劳动强度，大大提高上料效率和上料质量。该自动上料设备100可应用于光轴类零件粗、精加工的零件供应中，应用广泛，并且可以根据加工的实际需求将零件的方向和姿态进行调整，以满足实际要求，适应性强，能够较好的解决小批量、多变产品的自动化生产问题，满足用户加工产品更新、更快的市场竞争需求，具有极大的推广应用价值。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。