一种工作单元移载装置和一种多工作单元搬料设备

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，特别涉及一种工作单元移载装置和一种多工作单元搬料设备。

背景技术

在连线生产过程中，物料经常需要在多个并列设置的物料源之间进行物料交换。例如，在板材生产过程中，不同品类信息的板料通过一条来料线进行来料输送，来料线与两条加工生产线对接的时候，来料线上不同品类的板材需要分别搬运到并列设置的两条加工生产线上。

传统的单机械手搬料设备能够对物料进行搬运，但是单个机械手的搬运效率不高，无法满足多个工位的物料搬运节拍需求。现有技术中出现有双机械手搬料设备，通过两个同列设置的机械手对并列物料源进行物料搬运，这相对于单机械手的搬料设备，一定程度上提升了搬运效率。但是，由于这种双机械手的运动轨迹基本在同一直线上，所以它们经常需要互相避让等待，灵活性低，对于工作时搬运路径有所重叠或是交错的场合，物料搬运效率提升并不明显。

发明内容

本发明目的在于提供一种工作单元移载装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种工作单元移载装置，包括：平移轨道、第一工作单元、第二工作单元、第一连接机构和第二连接机构；

所述第一连接机构和第二连接机构均与所述平移轨道沿前后方向滑移连接；所述平移轨道设置有第一平移驱动构件和第二平移驱动构件，所述第一平移驱动构件用于驱动所述第一连接机构沿所述平移轨道前后移动，所述第二平移驱动构件用于驱动所述第二连接机构沿所述平移轨道前后移动；所述第一连接机构与所述第一工作单元传动连接、并使所述第一工作单元相对所述平移轨道上下移动，所述第二连接机构与所述第二工作单元传动连接、并使所述第二工作单元相对所述平移轨道上下移动；

所述第一连接机构具有可供所述第二连接机构和第二工作单元沿前后方向穿过的避让空间。

本发明所提供的工作单元移载装置，至少具有如下的有益效果：所述平移轨道能够为所述第一连接机构和第二连接机构提供支撑和连接基础。所述第一平移驱动构件能够带动所述第一连接机构前后移动，所述第一连接机构能够带动所述第一工作单元上下移动，通过所述第一平移驱动构件和第一连接机构配合能够带动所述第一工作单元相对所述平移轨道移动。同样地，所述第二连接机构和所述第二平移驱动构件能够带动所述第二工作单元相对所述平移轨道进行移动。所述第一工作单元和第二工作单元在移动过程中需要前后交错时，所述第二连接机构和第二工作单元能够从所述避让空间中穿过，避免两个工作单元前后方向移动时相互等待。本发明的工作单元移载装置，所述第一工作单元和第二工作单元能够前后相互交错移动，灵活性强，能够适用于复杂的加工动作要求，大大减少了第一工作单元和第二工作单元相互等待所造成的时间浪费，提高了设备效率。

值得说明的是，所述第一连接机构以及第二连接机构，与所述平移轨道的前后滑移连接，不应理解为狭义的、特定的前后方向，所述平移轨道可以是弧形、弯曲、倾斜等多种形态。两个连接机构在平移轨道上的前后滑移，应宏观地理解为在两个连接机构相对平移轨道的移动路径上的移动方向。而所述第一工作单元和第二工作单元相对平移轨道的上下移动，可以理解为沿垂直于两个连接机构的移动路径方向靠近或远离所述平移轨道。垂直于前后方向的投影面，指的是垂直于两个连接机构的移动路径的一个平面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一工作单元和第二工作单元在垂直于前后方向的投影面上沿左右方向相互居中对齐，所述第二工作单元设于所述第二连接机构的下端，所述第一工作单元设于所述第一连接机构的下端，所述避让空间设于所述第一工作单元的上方。

通过上述技术方案，居中对齐的第一工作单元和第二工作单元能够与同列设置的多个物料源相对应，所述第一工作单元和第二工作单元分别设于所述第一连接机构和第二连接机构的下端，所述第二工作单元和第二连接机构能够从第一工作单元上方的避让空间穿过，实现两个工作单元的前后交错。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一连接机构包括第一平移件、第一升降件和第一升降驱动构件；所述第一平移件沿前后方向滑移安装于所述平移轨道，所述第一平移驱动构件设有与所述第一平移件传动连接、并使所述第一平移件相对所述平移轨道前后移动的第一平移驱动端，所述第一升降件与所述第一平移件沿上下方向滑移连接，所述第一升降驱动构件设有与所述第一升降件传动连接、并使所述第一升降件相对所述第一平移件上下移动的第一升降驱动端。

通过上述技术方案，所述第一平移驱动构件能够带动所述第一平移件沿平移轨道前后移动，所述第一升降驱动构件能够带动所述第一升降件相对所述第一平移件上下移动。安装于所述第一升降件的第一工作单元，能够通过第一平移驱动构件和第一升降驱动构件的配合驱动而相对所述平移轨道移动，实现其工作功能。

所述第一升降件可以采用以下的技术方案：所述第一升降件呈L形，所述第一升降件具有升降连接部和安装部，所述升降连接部沿上下方向延伸并与所述第一平移件连接，所述安装部设于所述升降连接部的下端并沿左右方向延伸，所述第一工作单元设置于所述安装部。

通过上述技术方案，呈L形的第一升降件占用空间较少，上下延伸的升降连接部能够相对所述第一平移件上下滑动，使得设置于所述安装部的第一工作单元能够相对第一平移件上下移动。所述升降连接部和安装部能够形成所述避让空间的两侧边缘，避让出所述第一工作单元的上方空间，实现第一工作单元和第二工作单元的相互交错移动。

所述第一升降件还可以采用以下的另一种技术方案：所述第一平移件设于所述第一升降件的上方，所述第一工作单元设置于所述第一升降件的中部，所述第一升降件的左右两端均设有朝上延伸的第一连接部，两个所述第一连接部分别与所述第一平移件的左右两侧沿上下方向滑移连接，所述避让空间设于所述第一平移件和第一连接件围成的空间内。

通过上述技术方案，所述第一升降件呈“凵”形，所述第一升降件与第一平移件能够围成一个方框形状，所述避让空间具有确定的边界。所述第一升降件的两个第一连接部同时与所述第一平移件连接，使得第一升降件受力均匀，从而让第一工作单元的移动更为平稳，负载能力也更强。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一升降件设有呈上下设置的上限位部和下限位部，所述第一平移件设有分别与所述上限位部和下限位部对应的上限位端和下限位端。

通过上述技术方案，所述上限位部、下限位部、上限位端和下限位端能够限制所述第一升降件相对第一平移件的上下移动范围，避免失压失电、操作失误或设备故障等情况导致物料或设备损毁。当所述第一升降件往上移动到极限位置时，设于下侧的下限位部与下限位端相抵紧；当所述第一升降件往下移动到极限位置时，所述上限位部与上限位端相抵紧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二连接机构包括第二平移件、第二升降件和第二升降驱动构件，所述第二平移件沿前后方向滑移安装于所述平移轨道，所述第二平移驱动构件设有与所述第二平移件传动连接、并使所述第二平移件相对所述平移轨道前后移动的第二平移驱动端，所述第二升降件与所述第二平移件沿上下方向滑移连接，所述第二升降驱动构件设有与所述第二升降件传动连接、并使所述第二升降件相对所述第二平移件上下移动的第二升降驱动端。

通过上述技术方案，所述第二平移驱动构件能够带动所述第二平移件沿平移轨道前后移动，所述第二升降驱动构件能够带动所述第二升降件相对所述第二平移件上下移动。安装于所述第二升降件的第二工作单元，能够通过第二平移驱动构件和第二升降驱动构件的相互配合驱动而相对所述平移轨道移动，实现其工作功能。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二升降件包括升降连接件和升降架体，所述第二平移件、升降连接件和升降架体相互沿上下方向滑移连接，所述第二升降驱动端与所述升降连接件连接，所述第二工作单元安装于所述升降架体，所述升降连接件设置有同步传动构件，所述同步传动构件具有第一传动端和第二传动端，所述第一传动端和第二传动端能够相对所述升降连接件沿上下方向相向同步靠近或背向同步远离，所述第一传动端和第二传动端分别与所述第二平移件和升降架体传动连接。

通过上述技术方案，所述第二平移件、升降连接件和升降架体相互层叠滑移连接，形成可伸缩的连接结构，所述同步传动构件通过相向同步靠近或相背同步远离的第一传动端和第二传动端分别与第二平移件和升降架体连接，使得第二平移件和升降连接件的相对运动和升降连接件和升降架体的相对运动能够保持一致，实现同步伸缩。可伸缩结构的第二连接机构能够适应较小的避让空间，灵活性更强。

本发明还提供了一种多工作单元搬料设备，包括：上述的工作单元移载装置、多个设置于所述平移轨道下方的物料源，多个所述物料源沿前后方向排列设置，所述第一工作单元和第二工作单元均用于取放物料。

本发明所提供的多工作单元搬料设备，至少具有如下的有益效果：所述第一工作单元和第二工作单元能够取放物料并移动，实现物料在所述物料源之间的搬运。搬运过程中第一工作单元和第二工作单元能够前后交错，灵活性强，大大提高了搬运效率。以两个物料源之间的物料搬运为例，第一工作单元和第二工作单元能够交替进行取放料动作：所述第一工作单元在一个物料源上进行取料时，所述第二工作单元能够在另一个物料源上进行放料，反之亦然；第一工作单元和第二工作单元在两个物料源之间移动时相互交错，能够保持相同节拍交替进行物料搬运，大大提高了搬料效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一工作单元和第二工作单元分别安装于所述第一连接机构和第二连接机构的下端，所述第一工作单元和第二工作单元均设有朝下设置的真空吸附件，所述第一工作单元和第二工作单元分别与所述第一连接机构和第二连接机构沿上下方向弹性连接。

通过上述技术方案，第一工作单元和第二工作单元能够通过真空吸附来对物料进行搬运，所述第一工作单元和第二工作单元均沿上下方向弹性安装，在取放物料时能够压紧物料上侧，确保真空吸附件能够有效吸附。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明所提供的工作单元移载装置，其一实施例的立体示意图；

图2是本发明所提供的工作单元移载装置，其一实施例的侧视图；

图3是本发明所提供的工作单元移载装置，其一实施例的后视图；

图4是本发明所提供的第一连接机构和第一工作单元，其一实施例的立体示意图；

图5是本发明所提供的第二连接机构和第二工作单元，其一实施例的立体示意图；

图6是本发明所提供的多工作单元搬料设备，其一实施例的立体示意图；

图7是本发明所提供的多工作单元搬料设备，其一实施例的立体示意图。

图中：100、平移轨道；110、第一平移驱动构件；120、第二平移驱动构件；200、第一工作单元；300、第二工作单元；400、第一连接机构；410、第一平移件；411、上限位端；412、下限位端；420、第一升降件；421、第一连接部；422、上限位部；423、下限位部；430、第一升降驱动构件；500、第二连接机构；510、第二平移件；520、第二升降件；521、升降连接件；522、升降架体；530、第二升降驱动构件；540、同步传动构件；541、第一传动端；542、第二传动端；600、物料源。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、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。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图7，本发明的多工作单元搬料设备作出如下实施例：

一种多工作单元搬料设备，包括：工作单元移载装置和多个沿前后方向排列设置的物料源600。

所述工作单元移载装置包括：平移轨道100、第一工作单元200、第二工作单元300、第一连接机构400和第二连接机构500。

所述平移轨道100设于所述物料源600的上方，所述平移轨道100沿前后方向延伸。

所述第一连接机构400和第二连接机构500均与所述平移轨道100沿前后方向滑移连接。所述平移轨道100设置有第一平移驱动构件110和第二平移驱动构件120。所述第一平移驱动构件110用于驱动所述第一连接机构400沿所述平移轨道100前后移动，所述第二平移驱动构件120用于驱动所述第二连接机构500沿所述平移轨道100前后移动。

所述第一连接机构400与所述第一工作单元200传动连接、并使所述第一工作单元200相对所述平移轨道100上下移动，所述第二连接机构500与所述第二工作单元300传动连接、并使所述第二工作单元300相对所述平移轨道100上下移动。所述第一连接机构400具有可供所述第二连接机构500和第二工作单元300沿前后方向穿过的避让空间。

所述第一连接机构400包括第一平移件410、第一升降件420和第一升降驱动构件430。所述第一平移件410沿前后方向滑移安装于所述平移轨道100，所述第一平移驱动构件110设有与所述第一平移件410传动连接、并使所述第一平移件410相对所述平移轨道100前后移动的第一平移驱动端。

所述第一升降件420与所述第一平移件410沿上下方向滑移连接，所述第一升降驱动构件430设有与所述第一升降件420传动连接、并使所述第一升降件420相对所述第一平移件410上下移动的第一升降驱动端。

所述第一升降件420设有呈上下设置的上限位部422和下限位部423，所述第一平移件410设有分别与所述上限位部422和下限位部423对应的上限位端411和下限位端412。

所述上限位端411和下限位端412均设置于所述上限位部422和下限位部423之间。所述上限位端411与上限位部422上下对齐，所述下限位端412与下限位部423上下对齐。在本实施例中，所述上限位端411和下限位端412分别设于所述第一平移件410的上下两端。在其他一些实施例中，所述上限位端411和下限位端412可以是安装于所述第一平移件410的一个工件的上下两侧端面。在另外一些实施例中，所述上限位部422和下限位部423可以设置于所述上限位端411和下限位端412之间。

所述第二连接机构500包括第二平移件510、第二升降件520和第二升降驱动构件530。

所述第二平移件510沿前后方向滑移安装于所述平移轨道100，所述第二平移驱动构件120设有与所述第二平移件510传动连接、并使所述第二平移件510相对所述平移轨道100前后移动的第二平移驱动端。

所述第二升降件520与所述第二平移件510沿上下方向滑移连接，所述第二升降驱动构件530设有与所述第二升降件520传动连接、并使所述第二升降件520相对所述第二平移件510上下移动的第二升降驱动端。

为减小第二连接机构500在上下方向上的尺寸，所述第二升降件520可采层叠的伸缩结构。所述第二升降件520包括升降连接件521和升降架体522。所述第二平移件510、升降连接件521和升降架体522相互沿上下方向滑移连接。所述第二升降驱动端与所述升降连接件521连接，所述第二工作单元300安装于所述升降架体522。

所述升降连接件521设置有同步传动构件540。所述同步传动构件540具有第一传动端541和第二传动端542。所述第一传动端541和第二传动端542能够相对所述升降连接件521沿上下方向相向同步靠近或背向同步远离。所述第一传动端541和第二传动端542分别与所述第二平移件510和升降架体522传动连接。

为在并列设置的多个物料源600之间进行物料交换，在本实施例中，所述第一工作单元200和第二工作单元300在垂直于前后方向的投影面上沿左右方向相互对齐。所述第二工作单元300设于所述第二连接机构500的下端，所述第一工作单元200设于所述第一连接机构400的下端，所述避让空间设于所述第一工作单元200的上方。

在本实施例中，所述第一工作单元200和第二工作单元300均为朝下设置的真空吸附件。所述第一工作单元200和第二工作单元300分别与所述第一连接机构400和第二连接机构500沿上下方向弹性连接。真空吸附件，具体可以选择为海绵真空吸盘，也可以根据物料种类选择其他类型的真空吸盘。在其他一些实施例中，所述第一工作单元200和第二工作单元300可以是抓取夹持形式的机械手爪结构。在另外一些实施例中，所述第一工作单元200和第二工作单元300可以采用不同的结构，所述第一工作单元200或第二工作单元300可以用于实现移印、打标、喷涂、翻料等多种功能，并不限定于物料搬运。

在本实施例中，所述物料源600的上方架设有龙门架构件，所述龙门架构件包括横梁和立架。多个所述立架前后排列设置，所述横梁沿前后方向延伸并与所述多个立架的上端固定连接。所述平移轨道100设于所述横梁。龙门架构件能够避让出平移轨道100下方的空间，方便物料源600的设置。在其他一些实施例中，所述平移轨道100可以根据设备实际场地条件，采用吊顶或其他方式进行固定。

在本实施例中，所述第一平移驱动构件110采用带传动的方式。所述第一平移驱动构件110包括呈前后设置的两个同步带轮、绕两个所述同步带轮设置并与两个所述同步带轮传动连接的同步皮带、以及固定安装于平移轨道并与其中一个同步带轮驱动连接的第一平移驱动单元。两个所述同步带轮分别转动安装于所述平移轨道100的前后两端，所述第一平移驱动单元带动同步带轮转动时，通过同步传动使得所述同步皮带沿前后方向移动，从而带动所述第一连接机构400移动。

在一些实施例中，所述第一平移驱动构件110包括两组所述同步带轮和同步皮带，两组所述同步带轮和同步皮带呈左右对称设置。左右对应的同步带轮之间通过传动轴相互同轴固定连接。

本实施例中的第一平移驱动单元采用伺服电机，在其他一些实施例中，所述第一平移驱动单元可为步进电机或气动马达等旋转驱动元件。在另外一些实施例中，所述第一平移驱动构件110还可以采用链传动、齿轮传动或蜗轮蜗杆传动等其他传动方式来带动所述第一连接机构400前后移动。

所述第二平移驱动构件120可参照上述所列的第一平移驱动构件110所涉及的各种距离。值得说明的是，所述第二平移驱动构件120可与所述第一平移驱动构件110设于同一高度。以采用带传动方式的第一平移驱动构件110和第二平移驱动构件120为例，两者的同步皮带能够在左右方向以及前后方向上错开设置。所述第二平移件510设于所述同步皮带的下侧带面的下方，所述第一平移件410可以设于所述同步皮带的上下两侧带面之间或上侧带面的上方。

在垂直于前后方向的投影面上，所述避让空间在左右方向上的宽度大于所述第二连接机构500和第二工作单元300在左右方向上的宽度。

所述避让空间的边缘由所述第一连接机构400的形状来确定。

在本实施例中，所述第一平移件410设于所述第一升降件420的上方。所述第一工作单元200设置于所述第一升降件420的中部，所述第一升降件420的左右两端均设有朝上延伸的第一连接部421，两个所述第一连接部421分别与所述第一平移件410的左右两端沿上下方向滑移连接，所述避让空间设于所述第一平移件410和第一连接件围成的方框形状的空间内。

在一些实施例中，所述第一升降件420呈L形。所述第一升降件420具有升降连接部和安装部，所述升降连接部沿上下方向延伸并与所述第一平移件410连接，所述安装部设于所述升降连接部的下端并朝右延伸。所述第一工作单元200设置于所述安装部。所述避让空间的左侧和下侧边缘由所述安装部和升降连接部形成。

在本实施例中，所述第一升降驱动构件430包括升降驱动单元、驱动齿轮和驱动齿条。所述驱动齿条沿上下方向延伸，所述升降驱动单元与所述驱动齿轮驱动连接。所述驱动齿轮和驱动齿条分别安装于所述第一平移件410和第一升降件420并相互啮合传动。所述第一升降件420的两个第一连接部421均设有所述驱动齿条，所述第一平移件410设有两个对应的驱动齿轮，两个所述驱动齿轮相互同轴固定连接。所述第二升降驱动构件530的结构可以参照所述第一升降驱动构件430来设置，通过齿轮齿条组件驱动所述第二升降件520相对所述第二平移件510移动。在其他一些实施例中，所述第一升降驱动构件430和第二升降驱动构件530可采用气缸、电动推杆、液压推杆又或者丝杆螺母驱动组件等直线驱动构件。

在本实施例中，所述同步传动构件540采用沿上下方向延伸的带传动结构。所述同步传动构件540包括传动带和两个传动带轮。两个所述传动带轮分别转动设置于所述升降连接件521的上下两端，所述传动带。在其他一些实施例中，所述同步传动构件540可以采用链轮链条传动结构。

在一些实施例中，所述同步传动构件540可以采用齿轮齿条传动结构。所述同步传动构件540包括传动齿轮和两条传动齿条。所述传动齿轮转动安装于所述升降连接件521。两条所述传动齿条均沿上下方向延伸并分别固定安装于所述第二平移件510和升降架体522，两条所述传动齿条分别设于所述传动齿轮的异端两侧并与所述传动齿轮啮合传动。

在一些实施例中，所述同步传动构件540可以采用两个动滑轮组件。两个所述动滑轮组件分别沿上下方向反向设置。所述动滑轮组件包括传动滑轮和传动柔索。所述传动滑轮转动安装于所述升降连接件521，所述传动柔索绕设于所述传动滑轮且所述传动柔索的两端分别与所述第二平移件510和升降架体522连接。

本实施例中，所述第二平移件510、升降连接件521和升降架体522相互层叠并滑移连接，构成多层可伸缩的连接结构，对于其他层数的可伸缩连接结构，应视作本发明的等同变型或替换。

此外，本发明的工作单元移载装置所作出的实施例，可参照上述所列的多工作单元搬料设备中涉及的工作单元移载装置的各种举例，此处不再进行各种举例说明。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。