自动化嵌件放置设备

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，特别涉及一种自动化嵌件放置设备。

背景技术

汽车内饰注塑产品上经常会镶有各种嵌件，其中包括一些异型的金属嵌件或者外形规则、平整的非金属嵌件。注塑前，需要将嵌件预先安装于注塑模具上对应的位置，再进行合模注塑。因此嵌件的装配效率和精确性直接影响了注塑成型产品的生产效率和质量稳定性。

目前，注塑行业内大多采用传统的嵌件安装方式，即人工挂放，由人工将嵌件放入注塑模具中，安装效率和质量往往取决于操作人员对于注塑模具的熟悉程度以及操作技能的高低和熟练程度，因此具有产品一致性差、稳定性差的问题。并且人工挂放需要操作人员频繁地进出注塑机区域，存在一定的安全风险且效率低下。因此现有的放嵌件的生产方式具有安全系数低、嵌件安装精确度低以及效率低下的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种自动化嵌件放置设备，旨在提高一种安全系数高、安装精准度高以及高效的自动化嵌件放置设备。

为实现上述目的，本发明提出的自动化嵌件放置设备，包括：

机架；

机器人抓手机构，所述机器人抓手机构包括机械手和抓手模组，所述抓手模组包括安装架、第一上料组件、第二上料组件和下料组件，所述机械手设于所述机架，所述安装架的一端与所述机械手连接，另一端的端面连接所述下料组件，所述安装架的两侧侧面分别连接所述第一上料组件和所述第二上料组件，所述第一上料组件和所述第二上料组件用于嵌件的取料和放料，所述下料组件用于产品的取出；

视觉检测模块，所述视觉检测模块设于所述机架，所述视觉检测模块包括第一检测组件和第二检测组件，所述第一检测组件用于检测嵌件位于所述抓手模组的位置，所述第二检测组件用于检测模具位置；及

电控模块，所述电控模块电连接所述机器人抓手机构和所述视觉检测模块，所述电控模块用于收集所述第一检测组件和所述第二检测组件的位置数值并驱动所述机器人抓手机构进行位置调整。

可选地，所述第一检测组件和所述第二检测组件均包括支架、相机和光源，所述支架的一端连接于所述机架，另一端连接所述相机，所述光源连接于所述支架，设于所述相机的一侧。

可选地，所述第一上料组件包括第一驱动件和第一吸盘组件，所述第一驱动件的一端连接于所述安装架，另一端连接所述第一吸盘组件，所述第一驱动件驱动所述第一吸盘组件靠近或者远离所述安装架，所述第一吸盘组件用于吸附嵌件。

可选地，所述第二上料组件包括第二驱动件和第二吸盘组件，所述第二驱动件的一端连接于所述安装架，另一端连接所述第二吸盘组件，所述第二驱动件驱动所述第二吸盘组件靠近或者远离所述安装架，所述第二吸盘组件用于吸附嵌件。

可选地，所述第一吸盘组件包括第一安装板和多个吸盘，所述第一安装板的一侧面连接所述第一驱动件，多个所述吸盘沿所述第一安装板的另一侧面沿其延伸方向间隔设置；

和，所述第二吸盘组件包括第二安装板和多个吸盘，所述第二安装板的一侧面连接所述第二驱动件，多个所述吸盘沿所述第二安装板的另一侧面沿其延伸方向间隔设置。

可选地，所述下料组件包括第三驱动件和夹爪，所述第三驱动件的一端连接于所述安装架，另一端驱动连接于所述夹爪的两个夹持件，以驱动两个所述夹持件相互靠近或者远离。

可选地，所述抓手模组还包括连接杆，所述连接杆连接于所述安装架的另一端，并与所述安装架垂直设置；

所述第一上料组件、所述第二上料组件和所述下料组件的数量均为至少两个，至少两个所述第一上料组件和所述第二上料组件间隔连接于所述连接杆的两侧侧面，至少两个所述下料组件间隔连接于所述连接杆远离所述安装架的一侧表面。

可选地，所述抓手模组还包括料柄夹持组件，所述料柄夹持组件设于所述连接杆远离所述安装架的一侧表面，并位于多个所述下料组件之间，所述料柄夹持组件用于产品料柄的夹持。

可选地，所述自动化嵌件放置设备还包括上料机构，所述上料机构设于所述机架，并设于所述机器人抓手机构的一侧，所述上料机构包括箱体、多个嵌件顶升组件和多个上料料仓，所述嵌件顶升组件与所述电控模块电连接，所述上料料仓设于所述箱体上方，所述嵌件顶升组件设于所述箱体内，一所述嵌件顶升组件与一所述上料料仓对应设置，以驱动并顶出所述上料料仓内的嵌件。

可选地，所述自动化嵌件放置设备还包括流水线模块，所述流水线模块包括流水线主体和第三检测组件，所述流水线主体设于所述机架，并设于所述机器人抓手机构的一侧，所述第三检测组件和所述流水线主体均与所述电控模块电连接，所述第三检测组件设于流水线主体的一侧，所述流水线主体用于收集产品，所述第三检测组件用于检测所述流水线主体内是否放置有产品。

本发明技术方案通过位于自动化嵌件放置设备设置机器人抓手机构、视觉检测模块和电控模块，抓手模组包括安装架、第一上料组件、第二上料组件和下料组件，安装架的一端与机械手连接，另一端的端面连接下料组件，两侧侧面分别连接第一上料组件和第二上料组件，第一上料组件和第二上料组件用于嵌件的取料和放料，下料组件用于产品的取出，进而可以实现一个抓手同时具有取放嵌件和取放产品的功能。视觉检测模块设于机架，视觉检测模块包括第一检测组件和第二检测组件，第一检测组件用于检测嵌件位于抓手模组上的位置，第二检测组件用于检测模具位置，首先通过第一检测组件检测抓手模组上嵌件的位置，再通过第二检测组件检测模具的位置，由于电控模块电连接机器人抓手机构和视觉检测模块，电控模块可以得出嵌件位于抓手模组上的偏移量，以及模具开合模后的偏移量，根据两个数据与电控模块的内部设定的位置信息进行对比，再控制机器人抓手机构中的机械手的移动，对于抓手模组的进行偏移，以实现抓手模组对嵌件的定位作用和调整作用，保证了嵌件放置于模具内的位置精确度，提高了放置效率，实现了自动化放置嵌件的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明自动化嵌件放置设备一实施例的结构示意图；

图2为本发明自动化嵌件放置设备中抓手模组一实施例的结构示意图；

图3为图2中抓手模组另一视角的结构示意图；

图4为图2中抓手模组又一视角的结构示意图；

图5为本发明自动化嵌件放置设备中第一检测组件的结构示意图；

图6为本发明自动化嵌件放置设备中第二检测组件的结构示意图；

图7为本发明自动化嵌件放置设备中上料机构的结构示意图；

图8为图7中上料机构的正视图；

图9为本发明自动化嵌件放置设备中流水线模块的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种自动化嵌件放置设备1。

在本发明实施例中，如图1至图9所示，该自动化嵌件放置设备1包括机架10、机器人抓手机构20、视觉检测模块30以及电控模块40；机器人抓手机构20包括机械手20a和抓手模组20b，抓手模组20b包括安装架21、第一上料组件22、第二上料组件23和下料组件24，机械手20a设于机架10，安装架21的一端与机械手20a连接，另一端的端面连接下料组件24，安装架21的两侧侧面分别连接第一上料组件22和第二上料组件23，第一上料组件22和第二上料组件23用于嵌件的取料和放料，下料组件24用于产品的取出；视觉检测模块30设于机架10，视觉检测模块30包括第一检测组件31和第二检测组件33，第一检测组件31用于检测嵌件位于抓手模组20b的位置，第二检测组件33用于检测模具位置；电控模块40电连接机器人抓手机构20和视觉检测模块30，电控模块40用于收集第一检测组件31和第二检测组件33的位置数值并驱动机器人抓手机构20进行位置调整。

机架10包括架体和防护栏，架体用于其他机构的支撑和容纳槽作用，防护栏围设于架体外周缘，防护栏包括多个连接柱围合形成的框体以及连接至框体内的防护网，防护栏可以起到防止内部注塑机工作或者流水线工作时的废料飞溅出架体外的作用，也可以避免注塑过程中外部人为干扰的情况，起到了设备内部和外部隔绝的效果。

机器人抓手机构20包括机械手20a和抓手模组20b，机械手20a也可以用机器人进行代替，安装至机器人的末端。抓手模组20b包括安装架21、第一上料组件22、第二上料组件23和下料组件24。当安装架21与机械手20a安装时，安装架21可以为连接法兰，连接法兰可以起到连接机械臂和末端执行器的作用，保证机器人手腕的稳定性和可靠性，在重载、剧烈振动等情况下增强机械臂的抗震性，并且具有安装拆卸方便、耐磨耐腐蚀耐高温的特点。抓手模组20b还包括第一上料组件22、第二上料组件23和下料组件24，第一上料组件22和第二上料组件23分别连接至安装架21的两侧侧面，下料组件24则连接至安装架21远离机械手20a的一端端面。如此设置，第一上料组件22、第二上料组件23和下料组件24分别连接至安装架21上、下和末端的三个表面，第一上料组件22和第二上料组件23可以用于嵌件的取料和放料，下料组件24用于产品的取出，配合机械手20a可以进行产品的放置出料至流水线的效果。在本实施例中，第一上料组件22可以对于L型嵌件进行上料和放料，第二上料组件23则可以对于平面型的嵌件进行上料和放料，位于其他实施例中，第一上料组件22和第二上料组件23也可以对于异型的金属嵌件或者外形规则、平整的非金属嵌件进行上料和放料，在此不作限定，可以根据实际情况进行第一上料组件22和第二上料组件23的调整。

视觉检测模块30包括第一检测组件31和第二检测组件33，视觉检测模块30设于机架10。在本实施例中，第一检测组件31设置于机器人抓手机构20和注塑装置之间，用于机器人抓手机构20抓取嵌件后的拍照检测，第二检测组件33设置于注塑装置的上方，用于注塑装置模块开合模后的拍照检测。如此设置，第一检测组件31可以检测嵌件位于抓手模组20b上的位置，第二检测组件33可以检测模具位置，首先通过第一检测组件31检测抓手模组20b上嵌件的位置，再通过第二检测组件33检测模具的位置，由于电控模块40电连接机器人抓手机构20和视觉检测模块30，电控模块40可以得出嵌件位于抓手模组20b上的偏移量，以及模具开合模后的偏移量，根据两个数据与电控模块40的内部设定的位置信息(相机313内部的位置模板)进行对比，再控制机器人抓手机构20中的机械手20a的移动，对于抓手模组20b的进行偏移，以实现抓手模组20b对嵌件的定位作用和调整作用，使得嵌件与模具内部对齐，保证了嵌件放置于模具内的位置精确度，提高了放置效率，实现了自动化放置嵌件的效果。

本发明技术方案通过位于自动化嵌件放置设备1设置机器人抓手机构20、视觉检测模块30和电控模块40，抓手模组20b包括安装架21、第一上料组件22、第二上料组件23和下料组件24，安装架21的一端与机械手20a连接，另一端的端面连接下料组件24，两侧侧面分别连接第一上料组件22和第二上料组件23，第一上料组件22和第二上料组件23用于嵌件的取料和放料，下料组件24用于产品的取出，进而可以实现一个抓手同时具有取放嵌件和取放产品的功能。视觉检测模块30设于机架10，视觉检测模块30包括第一检测组件31和第二检测组件33，第一检测组件31用于检测嵌件位于抓手模组20b上的位置，第二检测组件33用于检测模具位置，首先通过第一检测组件31检测抓手模组20b上嵌件的位置，再通过第二检测组件33检测模具的位置，由于电控模块40电连接机器人抓手机构20和视觉检测模块30，电控模块40可以得出嵌件位于抓手模组20b上的偏移量，以及模具开合模后的偏移量，根据两个数据与电控模块40的内部设定的位置信息进行对比，再控制机器人抓手机构20中的机械手20a的移动，对于抓手模组20b的进行偏移，以实现抓手模组20b对嵌件的定位作用和调整作用，保证了嵌件放置于模具内的位置精确度，提高了放置效率，实现了自动化放置嵌件的效果。

在本发明一实施例中，如图5、图6所示，第一检测组件31和第二检测组件33均包括支架311、相机313和光源315，支架311的一端连接于机架10，另一端连接相机313，光源315连接于支架311，设于相机313的一侧。

第一检测组件31和第二检测组件33均包括支架311、相机313和光源315，支架311可以对于相机313和光源315的位置进行支撑和固定，相机313和光源315均与电控模块40电连接，相机313可以提供图像，光源315可以为相机313的拍摄提供灯光，提高了拍摄环境的亮度。光源315可以为LED灯、灯珠等。

进一步地，第一检测组件31还包括有沿X轴和Y轴方向设置的活动杆和导轨，导轨设置于支架311上，活动杆的端部与导轨滑动连接，相机313则通过活动块与活动杆滑动连接，以实现相机313沿活动杆位于X轴方向上移动，活动杆带动相机313位于Y轴方向上移动，实现了相机313的位置调节。一方面可以移动第一检测组件31位于注塑机上方的相机313，方便注塑机的模具拆装，另一方面可以实现相机313的拍摄位置的调节。进一步地，第一检测组件31的滑动移动方式还可以为驱动件和丝杆的配合或者齿轮齿条的配合等。

在本发明一实施例中，如图2至图4所示，第一上料组件22包括第一驱动件221和第一吸盘组件223，第一驱动件221的一端连接于安装架21，另一端连接第一吸盘组件223，第一驱动件221驱动第一吸盘组件223靠近或者远离安装架21，第一吸盘组件223用于吸附嵌件。

第一驱动件221可以为气缸、油缸等，第一驱动件221连接于安装架21的一侧面，第一驱动件221的驱动端驱动连接第一吸盘组件223，进而可以驱动第一吸盘组件223沿靠近或者远离安装架21的方向移动，实现第一吸盘组件223的移动。

在本发明一实施例中，如图2至图4所示，第二上料组件23包括第二驱动件231和第二吸盘组件233，第二驱动件231的一端连接于安装架21，另一端连接第二吸盘组件233，第二驱动件231驱动第二吸盘组件233靠近或者远离安装架21，第二吸盘组件233用于吸附嵌件。

第二驱动件231可以为气缸、油缸等，第二驱动件231连接于安装架21的一侧面，第二驱动件231的驱动端驱动连接第二吸盘组件233，进而可以驱动第二吸盘组件233沿靠近或者远离安装架21的方向移动，实现第二吸盘组件233的移动。

在本发明一实施例中，如图2至图4所示，第一吸盘组件223包括第一安装板和多个吸盘，第一安装板的一侧面连接第一驱动件221，多个吸盘沿第一安装板的另一侧面沿其延伸方向间隔设置；

和，第二吸盘组件233包括第二安装板和多个吸盘，第二安装板的一侧面连接第二驱动件231，多个吸盘沿第二安装板的另一侧面沿其延伸方向间隔设置。

在本实施例中，第一吸盘组件223包括第一安装板和多个吸盘，第一安装板的一侧面连接第一驱动件221，多个吸盘沿第一安装板的另一侧面沿其延伸方向间隔设置，多个吸盘间隔设置，多个吸盘同时运作可以实现对于嵌件的不同位置进行吸附，保证第一吸盘组件223的取料效果。

在本实施例中，第二吸盘组件233包括第二安装板和多个吸盘，第二安装板的一侧面连接第二驱动件231，多个吸盘沿第二安装板的另一侧面沿其延伸方向间隔设置，多个吸盘间隔设置，多个吸盘同时运作可以实现对于嵌件的不同位置进行吸附，保证第二吸盘组件233的取料效果。

进一步地，多个吸盘之间还可以设置有分歧块，保持了多个吸盘之间的间隔距离，保证了多个吸盘之间互不干扰，保证了各个吸盘的吸附效果。

在本发明一实施例中，如图2至图4所示，下料组件24包括第三驱动件241和夹爪243，第三驱动件241的一端连接于安装架21，另一端驱动连接于夹爪243的两个夹持件，以驱动两个夹持件相互靠近或者远离。

在本实施例中，第三驱动件241可以为气缸、油缸等，第三驱动件241连接于安装架21的另一端端面，第三驱动件241的驱动端驱动连接夹爪243，进而可以驱动夹爪243的两个夹持件相互靠近或者远离，实现夹爪243的夹持和松开的效果，达到对于产品的夹持作用。

在本发明一实施例中，如图2至图4所示，抓手模组20b还包括连接杆25，连接杆25连接于安装架21的另一端，并与安装架21垂直设置；

第一上料组件22、第二上料组件23和下料组件24的数量均为至少两个，至少两个第一上料组件22和第二上料组件23间隔连接于连接杆25的两侧侧面，至少两个下料组件24间隔连接于连接杆25远离安装架21的一侧表面。

在本实施例中，连接杆25的设置延长了安装架21位于其垂直方向上的长度，可以实现至少两个第一上料组件22、至少两个第二上料组件23和至少两个下料组件24的设置。在本实施例中，注塑机内为一出二模具，因此第一上料组件22、第二上料组件23和下料组件24各为两个，实现嵌件与模具一对一安装。在其他实施例中，可以根据模具的实际情况，进行第一上料组件22、第二上料组件23和下料组件24数量与模具的配对，提高了抓手模组20b的适配性。并且连接杆25的长度也可以根据实际情况，进行一定程度的增长或者缩短。

进一步地，抓手模组20b的主要是以型材和铝件搭建框架，实现了整体的轻巧和实用的效果。

在本发明一实施例中，如图2至图4所示，抓手模组20b还包括料柄夹持组件26，料柄夹持组件26设于连接杆25远离安装架21的一侧表面，并位于多个下料组件24之间，料柄夹持组件26用于产品料柄的夹持。

抓手模组20b还包括料柄夹持组件26，料柄夹持组件26设于连接杆25远离安装架21的一侧表面，并位于多个下料组件24之间，料柄夹持组件26用于产品料柄的夹持。料柄夹持组件26的设置，可以位于取产品的过程中对于料柄进行夹持，配合水口夹具可以将其夹出扔至废料箱，实现料柄的回收。

进一步地，位于连接杆25上还设置有料柄导向钣金，料柄导向钣金上设置有导向孔，用于料柄的穿设和位置固定，进而便于水口夹具可以将料柄夹出，实现料柄的有效夹取和回收。

在本发明一实施例中，如图6所示，自动化嵌件放置设备1还包括上料机构50，上料机构50设于机架10，并设于机器人抓手机构20的一侧，上料机构50包括箱体51、多个嵌件顶升组件53和多个上料料仓55，嵌件顶升组件53与电控模块40电连接，上料料仓55设于箱体51上方，嵌件顶升组件53设于箱体51内，一嵌件顶升组件53与一上料料仓55对应设置，以驱动并顶出上料料仓55内的嵌件。

上料料仓55内排布有多个嵌件，多个嵌件顶升组件53和多个上料料仓55，嵌件顶升组件53与电控模块40电连接，上料料仓55设于箱体51上方，嵌件顶升组件53设于箱体51内。上料料仓55设置有多根连接柱，多根连接柱间隔设置，多根连接柱之间围合形成有放置嵌件的空间，多个嵌件可以沿连接柱的方向叠放。在本实施例中，多根连接柱沿竖直方向延伸设置，进而多个嵌件沿竖直方向叠放设置，嵌件顶升组件53设于嵌件放置的空间的下方，进而推动最下方的嵌件可以推动整体多个嵌件同时向上移动，实现嵌件顶出，抓手模组20b可以位于上方对于顶出的嵌件进行取料。进一步地，多个嵌件顶升组件53和多个上料料仓55的设置，一嵌件顶升组件53与一上料料仓55对应设置，以驱动并顶出上料料仓55内的嵌件，配合抓手模组20b可以实现嵌件自动化上料和取料的效果。在本实施例中，上料料仓55的数量为四个，其中两个上料料仓55用于放置平面型的嵌件，两个上料料仓55用于放置L型的嵌件，可以实现两个平面型的嵌件的同步出料，以及两个L型的嵌件的同步出料。

在本发明一实施例中，如图7所示，自动化嵌件放置设备1还包括流水线模块60，流水线模块60包括流水线主体61和第三检测组件63，流水线主体61设于机架10，并设于机器人抓手机构20的一侧，第三检测组件63和流水线主体61均与电控模块40电连接，第三检测组件63设于流水线主体61的一侧，流水线主体61用于收集产品，第三检测组件63用于检测流水线主体61内是否放置有产品。

在本实施例中，第三检测组件63为对射光电传感器，机器人将产品移至剪浇口位进行剪浇口，并且将料柄放置废料框，随后机器人将产品放置流水线主体61上，放置完成后两侧对射光电检测产品是否在位，检测在位后流水线流动，产品流至末端，实现产品的自动化出料。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。