一种分料装置、控制系统及分料设备的制作方法

1.本发明涉及分料技术领域，尤其涉及一种分料装置、控制系统及分料设备。


背景技术：

2.在自动化生产线中，工件的加工通常需要经过多道程序，产品通过各式输送机传送到不同的加工、包装工位。根据生产特点，在不同的工位对相邻产品之间的间距有不同的要求，以满足加工、包装等操作的顺利完成，同时产品之间不能相互影响。
3.随着市场经济上产品的多元化及自动化的广泛应用，目前已有用于自动取料的机械手以及与机械手相配套设置的供料装置，以实现自动取料。对于具有多个夹具的机械手，实现一次同时抓取多个物料。这就要求供料装置能够实现均匀分料，以使机械手能够一次准确抓取多个物料，提高工作效率。
4.一般的供料装置只能实现将物料紧挨着排列或者间距不可控的排列，不能实现按照一定规律直线排列。不便于后续具有多个夹具的机械手一次同时抓取多个物料，降低工作效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种分料装置、控制系统及分料设备，用于将离散物料进行有序输送并按照一定规律直线排列，从而可以确保一个机械手一次同时抓取多个物料，最终提高工作效率。
6.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种分料装置。该分料装置包括供料器、供料轨道、分料板、直线导轨副和驱动单元，供料器具有出料口。供料轨道具有相对的第一端和第二端，第一端与出料口连通，供料轨道斜向下倾斜，供料轨道跟随待分料依靠其自身重量自第一端向第二端滑落，防止待分料在供料轨道上堆积，影响待分料的输送。沿分料板的长度方向间隔开设多个分料槽，各个分料槽可控的与第二端连接，以用于接收从供料轨道第二端滑落的待分料。直线导轨副用于带动分料板做往复直线运动，分料板具有多个运动周期，在每一运动周期内，分料板的直线运动距离等于相邻两个分料槽之间的间距。驱动单元用于为直线导轨副提供驱动力。
7.采用上述技术方案时，离散物料能够通过供料器进行有序排列，并从供料器所具有的出料口输出。供料轨道具有相对的第一端和第二端，第一端与出料口连通，当待分料从出料口输出时，经由供料轨道从供料轨道的第一端输送至第二端，从而实现待分料的有序输送。不仅如此，供料轨道斜向下倾斜，利于待分料依靠其自身重量沿着供料轨道自第一端向第二端滑落。待分料从第二端滑落后由分料板接收，沿分料板的长度方向间隔开设多个分料槽，各个分料槽可控的与第二端连接，使得待分料滑落至分料板所具有的分料槽内。直线导轨副由驱动单元驱动，带动分料板做往复直线运动，同时分料板具有多个运动周期，而且在每一运动周期内，分料板的直线运动距离等于相邻两个分料槽之间的间距，从而使得待分料在分料板上按照一定规律直线排列。便于后续具有多个夹具的机械手一次同时抓取
多个物料，提高工作效率。
8.第二方面，本发明还提供一种控制系统，该控制系统应用于第一方面描述的分料装置，包括到位检测模块、通信模块和处理模块，到位检测模块用于获取待分料的到位信号，通信模块用于发送到位信号。处理模块在接收到位信号后，生成控制信号，通信模块还用于接收并向分料装置发送控制信号，分料装置在控制信号的控制下，控制各个分料槽与供料轨道的连通。
9.采用上述技术方案时，到位检测模块用于获取待分料的到位信号，避免分料槽空置，确保待分料按照一定规律排列。到位检测模块获取到待分料的到位信号后，到位检测模块将到位信号输送至通信模块，由通信模块将到位信号发送至处理模块。处理模块在接收到待分料的到位信号后，处理模块生成控制信号并将控制信号发送至通信模块，通信模块将接收到的控制信号发送至分料装置，使得分料装置在控制信号的控制下，控制各个分料槽与供料轨道的连通。基于此，从供料轨道所具有的第二端滑落的待分料由各个分料槽接收，有效避免分料槽空置，使得待分料按照一定规律直线排列。便于后续具有多个夹具的机械手一次同时抓取多个物料，防止机械手所具有的一个或多个夹具空转，影响后续进程。
10.第三方面，本发明还提供一种分料设备，包括第一方面描述的分料装置和第二方面描述的控制系统。
11.第三方面提供的分料设备的有益效果与第一方面描述的分料装置和第二方面描述的控制系统的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
12.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
13.图1为本发明实施例中分料设备的结构示意图；
14.图2为本发明实施例中压板与供料轨道的位置关系示意图；
15.图3为本发明实施例中图1的右视示意图；
16.图4为本发明实施例的控制框图。
17.附图标记：
18.1—供料器，
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2—供料轨道，
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3—压板，
19.4—待分料，
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5—分料板，
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6—分料槽，
20.7—滑块，
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8—电机，
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9—支座，
21.10—到位检测模块，
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11—通信模块，
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12—处理模块。
具体实施方式
22.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.图1示例出本发明实施例提供的分料设备的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的分料设备包括分料装置。分料装置包括供料器1、供料轨道2、分料板5、直线导轨副和驱动单元，供料器1具有出料口。供料轨道2具有相对的第一端和第二端，第一端与出料口连通，供料轨道2斜向下倾斜，供料轨道2 跟随待分料4依靠其自身重量自第一端向第二端滑落，防止待分料4在供料轨道2上堆积，影响待分料4的输送。沿分料板5的长度方向间隔开设多个分料槽6，各个分料槽6可控的与第二端连接，以用于接收从供料轨道2第二端滑落的待分料4。直线导轨副用于带动分料板5做往复直线运动，分料板5具有多个运动周期，在每一运动周期内，分料板5的直线运动距离等于相邻两个分料槽6 之间的间距。驱动单元用于为直线导轨副提供驱动力。
28.具体实施时，供料器1可以采用振动供料器，振动供料器所具有的料斗作扭转式上下振动，使得待分料4沿着螺旋轨道移动，并自动排列定向，直至待分料4从供料器1所具有的出料口输出，供料器1的型号根据实际情况进行设置，此处不作具体限定。本发明实施例提供的可以用于将圆形绝缘片和纽扣等按照一定规律排列，当然此处只是用于举例说明，不用作具体限定。
29.如图1所示，供料轨道2具有相对的第一端和第二端，第一端与出料口连通，供料轨道2与供料器1同步震动，当待分料4从出料口输出时，在供料轨道2的震动作用下，待分料4经由供料轨道2从供料轨道2的第一端滑落至第二端，从而实现待分料4的有序输送。不仅如此，供料轨道2沿着第一端至第二端的方向斜向下倾斜，利于待分料4依靠其自身重量和供料轨道2的震动作用自第一端向第二端滑落，有效避免待分料4在供料轨道2上堆积，影响工作进程，使得待分料4滑落更为顺畅。待分料4从第二端滑落后由分料板5接收，分料板5上沿分料板5的长度方向间隔开设多个分料槽6，各个分料槽6可控的与第二端连接，以用于接收从供料轨道2第二端滑落的待分料4，使得待分料4 滑落至分料板5所具有的分料槽6内。需要说明的是，分料槽6的大小、间距及个数根据实际需求进行设置，此处不作具体限定。分料板5的尺寸和材质也根据实际情况进行设置。作为一种可实现的方式，亦可采取在分料板5上设置分料盘的形式，分料盘按照一定规律安装在分料板5上。待分料4从供料轨道2 的第二端滑落后，由分料盘接收，这种情况下，可以减少对分料板5的加工，节约零件加工周期。
直线导轨副由驱动单元驱动，带动分料板5做往复直线运动，同时分料板5具有多个运动周期，而且在每一运动周期内，分料板5的直线运动距离等于相邻两个分料槽6之间的间距，从而使得待分料4在分料板5上按照一定规律直线排列。便于后续具有多个夹具的机械手一次同时抓取多个物料，提高工作效率。当分料槽6位于第二端位置处时，供料器1带动供料轨道2同步振动，使得待分料4滑落至分料槽6内，然后驱动单元通过驱动直线导轨副带动分料板5移动一个运动周期，在一个运动周期内分料板5移动的距离与相邻两个分料槽6之间的距离相等，从而使得下一个分料槽6位于第二端位置处，然后供料器1带动供料轨道2同步振动，使得待分料4滑落至下一个分料槽6 内。
30.作为一种可能的实现方式，参见图3，分料槽6斜向上倾斜，且分料槽6向上倾斜的延伸方向与供料轨道2斜向下倾斜的延伸方向相同，以使分料槽6的槽底与供料轨道2所具有的滑道共面，待分料4从供料轨道2第二端滑落后，便于在待分料4自身的重力作用及待分料4的惯性作用下，滑落至分料槽6内。需要说明的是，供料轨道2第二端与分料板5之间具有一定间隙，该间隙用于确保在分料板5滑动的过程中与供料轨道2之间不发生干涉。
31.如图1和图2所示，供料轨道2上方平行设置有压板3，压板3与供料轨道2所具有的滑道之间的距离最多容纳一个待分料4。供料轨道2在进行输送待分料4时，多个待分料4沿供料轨道2的长度方向平行设置在供料轨道2所具有的滑道内，平行压板3用于控制待分料4在供料轨道2上堆叠，同时有效避免一次输送多个待分料4至一个分料槽6内。
32.作为一种可能的实现方式，直线导轨副包括直线导轨以及滑动设置在直线导轨上的滑块7，分料板5设置在滑块7上。驱动单元用于驱动滑块7沿直线导轨滑动。分料板5与滑块7紧固连接，滑块7沿着直线导轨滑动时，同步带动分料板5沿着直线导轨滑动，从而使得多个分料槽6依次向供料轨道2第二端靠近或远离，便于多个分料槽6依次接收从供料轨道2上滑落的待分料4。滑块 7的材质、结构和数量根据实际情况进行设置，此处不作具体限定。本发明提供的实施例中，为了增强结构的稳定性，同时本着节约零件成本的原则，设置两个滑块7，同时为了保证两个滑块7运动的同步性，两个滑块7之间通过连接件连接。
33.在一种可选方式中，驱动单元包括电机8和直线传送单元，电机8设置在直线导轨的一端。电机8动力连接直线传送单元，滑块7设置在直线传送单元上，直线传送单元的传送方向与直线导轨的长度延伸方向一致。利于直线传送单元带动滑块7沿着直线导轨滑动。电机8为直线传送单元实现传送功能提供动力来源，滑块7设置在直线传送单元上，直线传送单元运动时同步带动滑块7移动，最终带动分料板5移动。
34.具体实施时，电机8采用伺服电机，伺服电机的输出轴转速便于控制，伺服电机间接带动分料板5移动时，分料板5的位置精度较准确。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机输出轴上的角位移或角速度输出。
35.作为一种示例，直线传送单元包括传送带，滑块7紧固设置在传送带上，电机8通过皮带轮带动传送带运动，同步带动滑块7移动。具体实施时，直线导轨的数量为两根，两根直线导轨与传送带平行设置，且两根直线导轨分设在传送带的两侧。在滑块7的底部与直线导轨对应的位置开设滑槽，当传送带带动滑块7移动时，滑块7所具有的滑槽沿着直线导轨滑动。当然，也可以采取省略直线导轨，直接使用传送带带动滑块7移动的传送方式。但传送带长时间使用后，易出现松弛的现象，间接导致分料槽6的槽底与供料轨道2所具有的滑道不
在同一平面上，出现分料槽6不能准确接收待分料4的现象。
36.作为另一种示例，直线导轨副包括丝杠型直线模组，丝杠由电机8带动转动，丝杠转动时，带动滑块7沿着直线模组所具有的滑轨移动，分料板5与滑块7紧固连接，从而同步带动分料板5沿着直线模组所具有的滑轨直线移动。
37.在一种可选方式中，分料设备还包括至少一个支座9，支座9用于支撑直线导轨副，支座9、直线导轨副以及分料板5均斜向上倾斜，以使分料槽6的槽底与供料轨道2所具有的滑道共面。如图3所示，支座9的支撑面倾斜设置，使得电机8、直线导轨和分料板5均倾斜设置，最终使得分料槽6的槽底与供料轨道2共面，便于待分料4滑落至分料槽6内。支座9的结构、材质和数量根据实际情况进行选择，此处不作具体限定。为了增强结构的稳定性，为装置提供稳定的支撑力，同时避免支座9干涉滑块7沿着运动直线导轨滑动，本发明提供的实施例中，设置两个支座9，且两个支座9分别设置在直线导轨的两端。
38.本发明实施还提供一种控制系统，控制系统应用于上述的分料装置。如图 4所示，控制系统包括到位检测模块10、通信模块11和处理模块12，到位检测模块10用于获取待分料4的到位信号，通信模块11用于发送到位信号。处理模块12在接收到位信号后，生成控制信号，通信模块11还用于接收并向分料装置发送控制信号，分料装置在控制信号的控制下，控制各个分料槽6与供料轨道2的连通。
39.到位检测模块10用于获取待分料4的到位信号，避免分料槽6空置，确保待分料4按照一定规律排列。到位检测模块10获取到待分料4的到位信号后，到位检测模块10将到位信号输送至通信模块11，由通信模块11将到位信号发送至处理模块12。处理模块12在接收到待分料4的到位信号后，处理模块12 生成控制信号并将控制信号发送至通信模块11，通信模块11将接收到的控制信号发送至分料装置，使得分料装置在控制信号的控制下，控制各个分料槽6与供料轨道2的连通。基于此，从供料轨道2所具有的第二端滑落的待分料4由各个分料槽6接收，使得待分料4按照一定规律直线排列。在本发明提供的实施例中，到位检测模块10获取到待分料4的到位信号，通信模块11将到位信号发送至处理模块12，处理模块12接收到到位信号后生成控制信号，基于到位信号生成的控制信号用于控制伺服电机输出轴的转动，伺服电机输出轴在一个运动周期内的转数与分料槽6之间的间距相关。在一个运动周期内，伺服电机输出轴转动时带动分料板5移动的距离等于相邻两个分料槽6之间的距离。举例说明，相邻两个分料槽6之间的间距为10cm时，电机8在一个运动周期内的，带动分料板5行进的距离为10cm，使得一个分料槽6接收到待分料4后，电机8的输出轴运转一个运动周期，带动分料板5运动，使得下一个相邻的分料槽6与供料轨道2连通，即分料槽6与供料轨道2对齐，便于分料槽6接收从供料轨道2滑落的待分料4。
40.在一种可选方式中，到位检测模块10包括设置在分料槽6内的到位检测传感器，到位检测传感器用于获取待分料4在分料槽6内的到位信号。到位检测传感器的数量与分料槽6相匹配且一一对应。具体实施时，到位检测传感器可以采用光电传感器、压力传感器等能检测到待分料4的设备，此处只是举例说明，不作具体限定。
41.在另一种可选方式中，到位检测模块10包括设置在分料槽6所具有的槽口边缘的图像获取设备，图像获取设备用于获取待分料4在分料槽6内的到位信号。图像获取设备可以为ccd相机或一般的相机，用于获取分料槽6的图片，生成到位信号。
42.具体实施时，供料器1将无序离散待分料4通过供料轨道2有序排列输出。初始，分
料板5上的位于端部的分料槽6与供料轨道2连通，在供料器1与供料轨道2的振动作用下，位于供料轨道2前端的第一个待分料4滑落至分料槽 6内，位于该分料槽6的到位检测传感器或图像获取设备获得待分料4的到位信号，到位信号由通信模块11发送至处理模块12，处理模块12在接收到待分料 4的到位信号后，处理模块12生成控制信号并将控制信号发送至通信模块11，通信模块11将接收到的控制信号发送至分料装置所具有的电机8，用于控制电机8输出轴的转动一个运动周期，在一个运动周期内，电机8通过传送单元带动和滑块7带动分料板5移动一定距离，且分料板5移动的距离与两个相邻分料槽6之间的距离相等，使得下一个相邻的分料槽6与供料轨道2连通，此时在供料器1与供料轨道2的振动作用下，将初始位于供料轨道2内的第二个待分料4输送至该分料槽6内，位于该分料槽6的到位检测传感器或图像获取设备获得待分料4的到位信号，以此类推，当分料板5上所有的分料槽6都有待分料4时，由其它装置将分料板5上的所有待分料4全部取走，处理器生成电机8输出轴反转的控制信号，且电机8输出轴反转的运动周期与分料槽6的数量及分料槽6之间的距离相关，使得分料板5回到初始位置，至此，完成一个动作流程。
43.本发明实施例还提供一种分料设备，包括上述技术方案所述的分料装置以及用于控制分料装置的控制系统。本发明实施例提供的分料设备的有益效果与上述技术方案所述分料装置以及用于控制分料装置的控制系统有益效果相同，此处不做赘述。
44.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
45.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。