一种机器人自动码垛机

技术领域

本发明涉及码垛机技术领域，尤其是一种机器人自动码垛机。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，电子产品在人们的生活中随处可见，与此同时电子产品的组装件需求量也与日剧增，自动化的生产成为必然的趋势，而3C电子、半导体、医疗等设备的电子组装件小巧精密，在传输码垛时需要精确的进行设备的搬运，否则极易损伤器件，并且现有的设备兼容性不强、噪音大、振动大且上料后的电子器件码垛效率低下。

因此，急需要一种兼容性强、噪音小、振动小、码垛上料准确且效率高的机器人自动码垛机。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种机器人自动码垛机，本发明采用的技术方案如下：

一种机器人自动码垛机，用于将电子器件码垛于料盘中，码垛机安装在机箱内，机箱左侧开设有料盘进料口和料盘出料口、右侧开设有电子器件进料口，包括设置机箱内的控制箱，在设置在机箱左侧、且左端置于机箱料盘进料口外的料盘进料装置，对应于料盘进料装置于机箱内侧部位顶端设置、用于定位料盘的料盘定位装置，对应于料盘定位装置设置、且设置于料盘定位装置下方的料盘出料升降装置，对应于料盘出料升降装置设置、且后端置于机箱料盘出料口外的料盘出料传输带，对应料盘定位装置设置、且一端置于机箱电子器件进料口外的进料传输带，对应进料传输带于机箱内侧部位末端设置的物料翻转装置，固定在机箱顶部、置于料盘定位装置和料盘进料装置上方的机械臂；

所述料盘进料装置包括前后贯穿、呈柱状的料盘收集车车架，设置在料盘收集车车架内部两侧任一侧的弹夹装置，前端套设在料盘收集车车架内部下方的料盘进料传输带，对应于料盘进料传输带后端设置、用于抬升料盘的料盘进料升降装置；

所述料盘定位装置包括俯瞰呈口字形的料盘工作平台，设置在料盘工作平台下方左右两侧的出料料盘红外传感器，一一对应于料盘工作平台内部矩形开口四周设置的数个料盘扶正定位装置，设置在料盘工作平台内部矩形开口左上角处的第一红外传感器，设置在料盘工作平台上部、且位于料盘扶正定位装置后侧左右各一的第二红外传感器；

所述料盘出料升降装置包括左视呈口字形的滑轨架，设置在滑轨架左端面左右两侧各一的滑轨，设置在滑轨架轴线中心位置的线性滑台模组，套设在滑轨架任一滑轨上的滑块，右端分别固定在滑块与线性滑台模组丝杆螺母上、且对应于料盘出料传输带设置的料盘架，固定在滑轨架右侧底部、且对应于线性滑台模组设置的出料电机，设置在滑轨架底部、且左右两端分别连接线性滑台模组底部与出料电机转子的传动模组；

所述进料传输带包括传送带本体，设置在传送带本体前端的第一进料传输带传感器，斜置于传送带本体中端的第二进料传输带传感器；

所述物料翻转装置包括分别相对设置在进料传输带末端两侧的翻转装置和横推装置；

所述机械臂包括底部固定在机箱顶部的六自由度机械臂，与六自由度机械臂底部连接的机械爪；

所述弹夹装置包括左视呈口字形的机架，分别设置在机架内部上下端、且轴面左右两侧固定有齿轮的第一转动轴和第二转动轴，对应于第一转动轴和第二转动轴轴面左右任一对齿轮设置的链条，固定在链条外侧、呈等距排列的数个料盘卡条，固定在机架底部、且转子与第二转动轴连接的弹夹装置电机；

所述料盘进料升降装置包括左视呈口字形的进料升降装置架，设置在进料升降装置架右侧顶部的进料红外传感器，设置在进料升降装置架内部两侧任一侧的进料升降滑轨，设置在进料升降装置架内、位于两进料升降滑轨之间的同步带轮模组，转子与同步带轮模组底部同步轮连接、且固定在的进料升降装置架底部的进料升降装置电机，固定在同步带轮模组同步带上、后部左右两侧分别套设在进料升降滑轨上、且对应于料盘进料传输带设置的料盘支撑架，设置在料盘支撑架上、且对应于料盘进料传输带设置的料盘支撑板；

所述料盘扶正定位装置包括固定在料盘工作平台上的气动滑块座，滑动套设在气动滑块座顶部的气动滑块，固定在气动滑块右侧的扶正板；

所述翻转装置包括与料盘工作平台平齐、且固定在机箱内部右侧的物料翻转装置安装台，固定在物料翻转装置安装台上、呈U形、且两竖板内侧开设滑槽的U形架，固定在U形架内部中心位置的气动推杆架，设置在气动推杆架中、底部固定在U形架上的第一气动推杆模组，底部与第一气动推杆模组推杆连接、且套设在气动推杆架中的第二气动推杆模组，呈H形、中部横板与第二气动推杆模组推杆连接、两侧竖板滑动套设在U形架内侧滑槽中、且两侧竖板上部开设有同轴心通孔的H形架，两端分别嵌套于H形架通孔中、且截面呈椭圆的翻转轴，转子与翻转轴连接、且固定在H形架左侧的翻转装置电机，固定在翻转轴右端、呈半圆形的挡板，槽口对应于挡板设置、固定在H形架右侧的槽型光电传感器，固定在翻转轴轴向任一平面上、且开设有滑槽的气动翻转夹座，左右对称套设在气动翻转夹座滑槽中、且俯瞰与气动翻转夹座构成U形状的两气动翻转夹支脚；

所述横推装置包括固定在物料翻转装置安装台上、呈T字形的横推机架，固定在横推机架顶部的横推气动滑块座，套设在横推气动滑块座内的滑杆，固定在滑杆外端的推块；

所述机械爪包括固定在六自由度机械臂底部、呈框架机构、且底部两侧设置滑轨的机械爪架，固定在机械爪架中空处、且转子上安装有齿轮的机械爪电机，顶部套设在机械爪架底部滑轨上、顶部齿条与机械爪电机齿轮啮合、且呈对称设置的两横向滑块，滑动套设在任一横向滑块内侧左右各一的气动纵向滑块座，固定在任一气动纵向滑块座的抓手；

所述气动滑块座、第一气动推杆模组、第二气动推杆模组、气动翻转夹座、横推气动滑块座和气动纵向滑块座与气泵接通；

所述控制箱与料盘进料装置、料盘定位装置、料盘出料升降装置、进料传输带、物料翻转装置、机械臂和料盘出料传输带电气接通。

进一步的，所述料盘进料升降装置还包括与进料升降装置架合围构成喇叭状的三块围板，与料盘工作平台平齐、呈U形状、固定在机箱内、且用于固定围板的进料升降装置工作台。

进一步的，所述料盘收集车车架外侧安装有安全光栅。

进一步的，所述料盘收集车车架底部四角安装有福马轮。

进一步的，所述机箱外周面上部为透明亚克力板。

进一步的，所述气动滑块座、第一气动推杆模组、第二气动推杆模组、气动翻转夹座、横推气动滑块座和气动纵向滑块座均安装有进气快速接头与出气快速接头。

进一步的，所述机箱外表面设有与控制箱电气接通的显示器。

进一步的，所述机箱左侧开设有料盘进料口和料盘出料口处设置有安全光栅。

进一步的，所述出料电机、进料升降装置电机与翻转装置电机转子处均设置有联轴器。

进一步的，所述料盘外边缘左上角呈圆角过渡。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明巧妙的设置了弹夹装置，实现料盘传输的自动化，增加了料盘进料的效率；

(2)本发明巧妙的设置了料盘定位装置，通过料盘扶正定位装置将料盘修正，经第一红外传感器检测料盘放置位置是否正确，提高了工作效率，减少了电子器件码垛时的损伤；

(3)本发明巧妙的设置了物料翻转装置，解决了电子器件码垛时，电子器件形位不正的问题；

(4)本发明巧妙的设置了横推装置，便于翻转装置将电子器件夹起；

(5)本发明巧妙的设置了挡板和槽型光电传感器，实现了精确控制翻转装置的转动角度；

(6)本发明巧妙的设置了第一气动推杆模组和第二气动推杆模组，便于调节H形架高度，对于不同的电子器件适用性更高；

(7)本发明巧妙的设置了六自由度机械臂，提高了电子器件码垛的灵活性；

(8)本发明巧妙的安设置了安全光栅，提高了生厂的安全性；

(9)本发明巧妙的设置了料盘出料升降装置，实现了多料盘输出，提高了生产效率；

(10)本发明巧妙的设置了机械爪，通过齿轮齿条调节机械爪横向宽度，气动纵向滑块座调节纵向长度，提高了机械爪的适应性以及灵活度；

(11)本发明巧妙的设置了第一进料传输带传感器和第二进料传输带传感器，便于对进料传输带上的电子器件进行监控；

(12)本发明巧妙的设置了围板，通过将围板与进料升降装置架合围成喇叭状，实现了初步对料盘进料时的位置修正；

(13)本发明巧妙的设置了进料红外传感器，实现了出料时料盘的准确码垛；

(14)本发明巧妙的设置了线性滑台模组和同步带轮模组，提高了料盘升降的平稳性和精准性；

(15)本发明巧妙的设置了福马轮，提高了料盘收集车架工作时的稳定性，同时又保证了料盘收集车的移动便捷性

(16)本发明巧妙的设置了第二红外传感器，便于精确控制料盘下移位置，保证后续料盘有足够空间；

(17)本发明巧妙的将翻转轴的截面设置为椭圆形，便于气动翻转夹座的安装固定；

(18)本发明巧妙的在出料电机、进料升降装置电机与翻转装置电机转子处均设置了联轴器，保证了动力传输的稳定性；

(19)本发明巧妙的将机箱外周面上部设置为透明亚克力板，便于观测码垛机内部运行状况；

(20)本发明巧妙的在气动滑块座、第一气动推杆模组、第二气动推杆模组、气动翻转夹座、横推气动滑块座和气动纵向滑块座上设置了进气快速接头与出气快速接头，便于上述器件与气泵之间的连接；

(21)本发明巧妙的在机箱外表面设置了与控制箱电气接通的显示器，便于监控码垛机运行状况；

(22)本发明巧妙的将料盘外边缘左上角设置为圆角过渡，便于第一红外传感器检测料盘是否摆放正确，保证了料盘摆放的正确性。

本发明结构简单、安全可靠、使用方便，在码垛机技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，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为本发明的结构示意图。

图2为本发明的内部结构示意图。

图3为本发明的料盘进料装置结构示意图。

图4为本发明的弹夹装置结构示意图。

图5为本发明的弹夹装置局部视图。

图6为本发明的料盘进料升降装置结构示意图。

图7为本发明的料盘进料升降装置局部视图。

图8为本发明的料盘定位及出料模组结构示意图。

图9为本发明的料盘定位装置结构示意图。

图10为本发明的料盘定位装置局部视图。

图11为本发明的料盘出料升降装置结构示意图。

图12为本发明的物料翻转装置结构示意图。

图13为本发明的翻转装置结构示意图。

图14为本发明的机械臂结构示意图。

图15为本发明的机械爪结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-机箱，2-料盘进料装置，3-料盘，4-料盘定位装置，5-料盘出料升降装置，6-进料传输带，7-物料翻转装置，8-机械臂，9-料盘出料传输带，10-控制箱，20-料盘收集车，21-料盘收集车车架，22-福马轮，23-安全光栅，24-弹夹装置，25-料盘进料升降装置，26-料盘进料传输带，41-料盘工作平台，42-第一红外传感器，43-料盘扶正定位装置，44-第二红外传感器，45-出料料盘红外传感器，51-料盘架，52-滑轨架，53-滑块，54-出料电机，55-传动模组，56-线性滑台模组，57-滑轨，61-第一进料传输带传感器，62-第二进料传输带传感器，63-传送带本体，71-翻转装置，72-横推装置，81-六自由度机械臂，82-机械爪，241-弹夹装置电机，242-机架，243-第一转动轴，244-链条，245-料盘卡条，246-第二转动轴，251-进料升降装置工作台，252-围板，253-料盘支撑板，254-进料升降装置电机，255-进料红外传感器，256-同步带轮模组，257-进料升降滑轨，258-料盘支撑架，259-进料升降装置架，431-气动滑块座，432-气动滑块，433-扶正板，711-物料翻转装置安装台，712-U形架，713-H形架，714-气动推杆架，715-翻转装置电机，716-第一气动推杆模组，717-第二气动推杆模组，718-槽型光电传感器，719-挡板，7110-翻转轴，7111-气动翻转夹座，7112-气动翻转夹支脚，721-横推机架，722-横推气动滑块座，723-滑杆，724-推块，821-机械爪架，822-机械爪电机，823-横向滑块，824-气动纵向滑块座，825-抓手。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1～15所示，本实施例提供了一种机器人自动码垛机，需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。另外，本实施例中所述“底部”、“顶部”、“四周边缘”、“中央”等方位性用语是基于附图来说明的，在本实施例中，所使用的六自由度机械臂81、摄福马轮22、第一红外传感器42、第二红外传感器44等为购买所得。

其中，如图1～2所示，一种机器人自动码垛机，用于将电子器件码垛于料盘3中，码垛机安装在机箱1内，机箱1左侧开设有料盘进料口和料盘出料口、右侧开设有电子器件进料口，其特征在于，包括设置机箱1内的控制箱10，在设置在机箱1左侧、且左端置于机箱1料盘进料口外的料盘进料装置2，对应于料盘进料装置2于机箱1内侧部位顶端设置、用于定位料盘3的料盘定位装置4，对应于料盘定位装置4设置、且设置于料盘定位装置4下方的料盘出料升降装置5，对应于料盘出料升降装置5设置、且后端置于机箱1料盘出料口外的料盘出料传输带9，对应料盘定位装置4设置、且一端置于机箱1电子器件进料口外的进料传输带6，对应进料传输带6于机箱1内侧部位末端设置的物料翻转装置7，固定在机箱1顶部、置于料盘定位装置4和料盘进料装置2上方的机械臂8；

如图3所示，所述料盘进料装置2包括前后贯穿、呈柱状的料盘收集车车架21，设置在料盘收集车车架21内部两侧任一侧的弹夹装置24，前端套设在料盘收集车车架21内部下方的料盘进料传输带26，对应于料盘进料传输带26后端设置、用于抬升料盘3的料盘进料升降装置25；

如图8～10所示，所述料盘定位装置4包括俯瞰呈口字形的料盘工作平台41，设置在料盘工作平台41下方左右两侧的出料料盘红外传感器45，一一对应于料盘工作平台41内部矩形开口四周设置的数个料盘扶正定位装置43，设置在料盘工作平台41内部矩形开口左上角处的第一红外传感器42，设置在料盘工作平台41上部、且位于料盘扶正定位装置43后侧左右各一的第二红外传感器44；

如图11所示，所述料盘出料升降装置5包括左视呈口字形的滑轨架52，设置在滑轨架52左端面左右两侧各一的滑轨57，设置在滑轨架52轴线中心位置的线性滑台模组56，套设在滑轨架52任一滑轨57上的滑块53，右端分别固定在滑块53与线性滑台模组56丝杆螺母上、且对应于料盘出料传输带9设置的料盘架51，固定在滑轨架52右侧底部、且对应于线性滑台模组56设置的出料电机54，设置在滑轨架52底部、且左右两端分别连接线性滑台模组56底部与出料电机54转子的传动模组55；

如图12所示，所述进料传输带6包括传送带本体63，设置在传送带本体63前端的第一进料传输带传感器61，斜置于传送带本体63中端的第二进料传输带传感器62；

如图12所示，所述物料翻转装置7包括分别相对设置在进料传输带6末端两侧的翻转装置71和横推装置72；

如图14所示，所述机械臂8包括底部固定在机箱1顶部的六自由度机械臂81，与六自由度机械臂81底部连接的机械爪82；

如图4～5所示，所述弹夹装置24包括左视呈口字形的机架242，分别设置在机架242内部上下端、且轴面左右两侧固定有齿轮的第一转动轴243和第二转动轴246，对应于第一转动轴243和第二转动轴246轴面左右任一对齿轮设置的链条244，固定在链条244外侧、呈等距排列的数个料盘卡条245，固定在机架242底部、且转子与第二转动轴246连接的弹夹装置电机241；

如图6～7所示，所述料盘进料升降装置25包括左视呈口字形的进料升降装置架259，设置在进料升降装置架259右侧顶部的进料红外传感器255，设置在进料升降装置架259内部两侧任一侧的进料升降滑轨257，设置在进料升降装置架259内、位于两进料升降滑轨257之间的同步带轮模组256，转子与同步带轮模组256底部同步轮连接、且固定在的进料升降装置架259底部的进料升降装置电机254，固定在同步带轮模组256同步带上、后部左右两侧分别套设在进料升降滑轨257上、且对应于料盘进料传输带26设置的料盘支撑架258，设置在料盘支撑架258上、且对应于料盘进料传输带26设置的料盘支撑板253；

如图10所示，所述料盘扶正定位装置43包括固定在料盘工作平台41上的气动滑块座431，滑动套设在气动滑块座431顶部的气动滑块432，固定在气动滑块432右侧的扶正板433；

如图11所示，所述翻转装置71包括与料盘工作平台41平齐、且固定在机箱1内部右侧的物料翻转装置安装台711，固定在物料翻转装置安装台711上、呈U形、且两竖板内侧开设滑槽的U形架712，固定在U形架712内部中心位置的气动推杆架714，设置在气动推杆架714中、底部固定在U形架712上的第一气动推杆模组716，底部与第一气动推杆模组716推杆连接、且套设在气动推杆架714中的第二气动推杆模组717，呈H形、中部横板与第二气动推杆模组717推杆连接、两侧竖板滑动套设在U形架712内侧滑槽中、且两侧竖板上部开设有同轴心通孔的H形架713，两端分别嵌套于H形架713通孔中、且截面呈椭圆的翻转轴7110，转子与翻转轴7110连接、且固定在H形架713左侧的翻转装置电机715，固定在翻转轴7110右端、呈半圆形的挡板719，槽口对应于挡板719设置、固定在H形架713右侧的槽型光电传感器718，固定在翻转轴7110轴向任一平面上、且开设有滑槽的气动翻转夹座7111，左右对称套设在气动翻转夹座7111滑槽中、且俯瞰与气动翻转夹座7111构成U形状的两气动翻转夹支脚7112；

如图12所示，所述横推装置72包括固定在物料翻转装置安装台711上、呈T字形的横推机架721，固定在横推机架721顶部的横推气动滑块座722，套设在横推气动滑块座722内的滑杆723，固定在滑杆723外端的推块724；

如图15所示，所述机械爪82包括固定在六自由度机械臂81底部、呈框架机构、且底部两侧设置滑轨的机械爪架821，固定在机械爪架821中空处、且转子上安装有齿轮的机械爪电机822，顶部套设在机械爪架821底部滑轨上、顶部齿条与机械爪电机822齿轮啮合、且呈对称设置的两横向滑块823，滑动套设在任一横向滑块823内侧左右各一的气动纵向滑块座824，固定在任一气动纵向滑块座824的抓手825；

所述气动滑块座431、第一气动推杆模组716、第二气动推杆模组717、气动翻转夹座7111、横推气动滑块座722和气动纵向滑块座824与气泵接通；

所述控制箱10与料盘进料装置2、料盘定位装置4、料盘出料升降装置5、进料传输带6、物料翻转装置7、机械臂8和料盘出料传输带9电气接通。

具体的，所述料盘进料升降装置25还包括与进料升降装置架259合围构成喇叭状的三块围板252，与料盘工作平台41平齐、呈U形状、固定在机箱1内、且用于固定围板252的进料升降装置工作台251。

所述料盘收集车车架21外侧安装有安全光栅23。

所述料盘收集车车架21底部四角安装有福马轮22。

所述机箱1外周面上部为透明亚克力板。

所述气动滑块座431、第一气动推杆模组716、第二气动推杆模组717、气动翻转夹座7111、横推气动滑块座722和气动纵向滑块座824均安装有进气快速接头与出气快速接头。

所述机箱1外表面设有与控制箱10电气接通的显示器。

所述机箱1左侧开设有料盘进料口和料盘出料口处设置有安全光栅23。

所述出料电机54、进料升降装置电机254与翻转装置电机715转子处均设置有联轴器。

所述料盘3外边缘左上角呈圆角过渡。

设备使用时，按以下流程进行工作：

第一步、将料盘3依次装入弹夹装置24的料盘卡条245中，启动料盘进料装置2，弹夹装置电机241启动，链条244在弹夹装置电机241的带动下向下移动，至距离料盘进料传输带26最近的料盘3置于料盘进料传输带26上，弹夹装置24停止运动，料盘进料传输带26启动向内输送料盘3至料盘进料升降装置25处停止动作，料盘进料升降装置25启动，通过进料升降装置电机254输出动力，将料盘抬升至进料升降装置工作台251处，此时进料红外传感器255检测到料盘3至工作位，料盘进料升降装置25停止运动，机械臂8移动至料盘3上方，机械爪82将料盘3抓起放置于料盘定位装置4处，料盘进料升降装置25复位；

第二步、料盘定位装置4上的料盘扶正定位装置43启动，将料盘3修正，第一红外传感器42检测料盘3是否摆正，当红外线与料盘3外边缘相切时，判断料盘摆正，否则机械臂8夹起料盘3旋转后重新放入料盘定位装置4，并重复上述检测过程直至料盘3摆正为止；

第三步、进料传输带6启动，将电子器件输送至物料翻转装置7处，此时第二进料传输带传感器62检测到电子器件进入到翻转装置71与横推装置72之间，横推装置72启动将电子器件推向翻转装置71，翻转装置71的气动翻转夹支脚7112向内收紧夹紧电子器件，此时第一气动推杆模组716与第二气动推杆模组717启动，向上推起H形架713至气动翻转夹支脚7112可旋转时停止，翻转装置电机715启动，电子器件旋转，当槽型光电传感器718未被挡板719遮挡时，转动停止，此时电子器件旋转至码垛位，机械臂8将电子器件夹持移动至料盘3中，同时物料翻转装置7复位；

第四步、重复第三步直至料盘3码垛装满，料盘扶正定位装置43复位，此时料盘出料升降装置5上的料盘架51向下移动至第二红外传感器44未被料盘3遮挡，此时下移处一个料盘3位，停止下移动；

第五步、重复第一步至第四步，直至料盘架51下降至料盘出料传输带9上，此时出料料盘红外传感器45未被料盘3遮挡，设备停止料盘3的进料和电子器件的码垛，料盘出料传输带9启动，码垛好电子器件的料盘3呈数个上下堆叠经料盘出料传输带9送至码垛机料盘出料口，此时安全光栅23被遮挡，检测到料盘3，报警提示搬运；

第六步、码垛好的料盘3搬运出码垛机后，料盘出料口的安全光栅23复位，设备再次启动，重复第一步至第五步，直至码垛完成。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。