一种带安全防护功能的不停机组装设备的制作方法

本发明涉及片材组装，具体涉及一种带安全防护功能的不停机组装设备。

背景技术：

1、在消费电子、新能源电池、印刷包装等工业领域，保护膜、胶膜、缓冲片等片材类部件的贴合、覆膜、组装工序已普遍采用自动化设备完成。为隔离设备内部运动机构、保障现场操作人员安全，此类自动化设备通常在外部设置封闭式安全围栏，将设备作业区围合形成独立空间，并在围栏侧壁对应位置开设补料、清废、不合格品回收等操作开口，各开口处配置可启闭的防护门结构。

2、现有片材自动化组装设备在实际使用中仍存在以下不足：其一，供料补料环节难以兼顾安全性与连续性。现有供料工位多采用单仓单门结构，补料换车时需开启侧部防护门，此时供料仓与围栏外部直接连通，存在人员误闯入、异物落入设备内部的安全风险；若要保证防护完整性则必须停机补料，直接中断生产节拍，导致设备稼动率偏低，无法适配高速连续生产的需求。部分多仓供料方案仅设置侧部防护门，供料仓顶部与设备中心作业区全程贯通，开门补料时顶部无隔离防护，仍存在安全漏洞，无法实现换料全过程的封闭防护。

3、其二，离型纸废料清理环节无法实现不停机安全作业。片材组装过程中需先剥离片材表面的离型纸，剥离后的废料通常直接落入下方的回收容器内。现有回收结构的仓体顶部与撕膜工位直接连通，清理废料时需停机打开围栏侧门方可抽出回收容器，不仅中断撕膜工序、降低生产效率，且开门状态下人员可直接接触上方运动的撕膜机构，存在较大安全隐患。少数增设中间隔断的回收方案，仅能实现上下空间的物理分隔，无法在隔断关闭状态下承接暂存持续产生的废料，清废期间撕膜工序仍需暂停，无法真正实现不停机清废。

4、其三，不合格品回收环节防护可靠性不足。现有不合格品回收工位的操作开口普遍尺寸偏大，回收容器取放过程中开口长期处于敞开状态，人员肢体易伸入设备内部，安全防护等级低。部分加装防护门的方案需人工手动启闭或额外配置动力驱动，操作繁琐；且回收容器抽出后，开口无法自动保持封闭状态，防护存在空档期。

5、综上，现有片材组装设备在供料补料、废料清理、不合格品回收等人机交互环节，普遍存在安全防护与连续生产无法兼顾的技术缺陷，难以同时满足高生产效率与高安全等级的使用需求。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种带安全防护功能的不停机组装设备，旨在解决现有片材组装设备人机交互环节需停机操作、生产连续性差，且安全防护等级不足的技术问题，在保障作业安全的前提下实现全工序不停机连续生产。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种带安全防护功能的不停机组装设备，包括围栏，所述围栏在周向上不同位置分别设有至少两个小车进出口、离型纸回收口、不合格品回收口及两个避让口；

3、每个所述小车进出口处设有第一防护门，所述第一防护门可打开和关闭对应小车进出口；每个所述小车进出口的围栏内侧区域为供料区，所述供料区用于停放片材搬运小车，所述片材搬运小车用于承载片材且可经打开的小车进出口进出供料区；所述供料区的上方设有第一顶棚，所述第一顶棚可在遮挡状态与避让状态间切换，以遮挡或避让对应供料区的上方；

4、所述离型纸回收口的围栏内侧区域为离型纸回收区，所述离型纸回收区用于放置离型纸回收机构，所述离型纸回收机构用于容纳离型纸且可经所述离型纸回收口进出所述离型纸回收区；所述离型纸回收区的上方设有第二顶棚，所述第二顶棚可在遮挡状态与避让状态间切换，以遮挡或避让所述离型纸回收区的上方；所述第二顶棚的上方设有离型纸撕除机构，所述离型纸撕除机构用于撕除片材底部的离型纸；

5、所述围栏内部的中心区域设有检测区，所述检测区安装有视觉检测机构，所述视觉检测机构用于检测片材的离型纸剥离状态；

6、所述不合格品回收口被配置为限制肢体进出所述围栏，所述不合格品回收口的围栏内侧区域为不合格品回收区，所述不合格品回收区用于放置不合格品回收机构，所述不合格品回收机构用于容纳不合格品且可经所述不合格品回收口进出所述不合格品回收区；

7、所述两个避让口相对设置，二者之间的区域为组装区，所述组装区内设有产品输送线的组装段，所述产品输送线用于承载和输送待组装产品，且可经两个避让口延伸至围栏外部；

8、所述围栏内部的中心区域还设有搬运区，所述搬运区安装有机械臂，所述机械臂的末端安装有抓取机构，二者相互配合，用于从所述片材搬运小车上取出片材，并将片材转移至所述离型纸撕除机构的撕膜工位、所述视觉检测机构的检测工位、所述不合格品回收机构内及所述产品输送线的组装段上。

9、可选地，所述第一防护门为卷帘门；所述第一顶棚为滑移式顶棚，在同步带驱动机构的驱动下水平平移，择一遮挡于对应供料区的上方；所述第二顶棚为绕水平轴线旋转的平开式顶棚，在齿轮齿条驱动机构的驱动下往复摆动，以遮挡或避让所述离型纸回收区的上方。

10、可选地，所述片材搬运小车为agv小车；所述离型纸回收机构和所述不合格品回收机构均为手推车；

11、可选地，所述离型纸撕除机构包括沿直线方向依次排列的多个撕膜夹爪，多个所述撕膜夹爪用于夹持离型纸的长边，且各撕膜夹爪均通过气缸驱动开合。

12、可选地，所述不合格品回收口为窄型开口；所述不合格品回收机构沿自身移动方向延伸设置，片材以长边朝下的倾斜姿态容置于所述不合格品回收机构内。

13、可选地，所述机械臂为六轴机械臂；所述抓取机构为真空吸盘。

14、可选地，所述供料区内还设有第一定位检测组件，包括用于夹紧片材搬运小车移动方向两侧的第一夹持件、用于抵接片材搬运小车移动方向前端的限位柱、用于夹紧片材搬运小车移动方向前端翻边的第二夹持件及用于检测片材搬运小车内的片材余量的第一物料传感器；

15、所述离型纸回收区内还设有第二定位检测组件，包括用于夹紧离型纸回收机构移动方向前端翻边的第三夹持件和用于检测离型纸回收机构内的离型纸是否满料的第二物料传感器；

16、所述不合格品回收区内还设有第三定位检测组件，包括用于夹紧不合格品回收机构移动方向前端翻边的第四夹持件和用于检测所述不合格品回收机构中是否存放有不合格品的第三物料传感器；

17、所述第一夹持件、第二夹持件、第三夹持件、第四夹持件均通过气缸驱动；

18、所述第一物料传感器、所述第二物料传感器及所述第三物料传感器均采用光纤对射传感器。

19、可选地，所述不合格品回收口还设有可开启和封闭所述不合格品回收口的第二防护门；所述第二防护门为弹性复位门，常态下保持封闭状态，不合格品回收机构向内推入时可被顶开，向外抽出后自动复位封闭。

20、可选地，所述机械臂的末端还安装有视觉定位机构，所述视觉定位机构用于对片材及待组装产品进行位置识别与定位，引导所述机械臂完成精准取料与贴合组装。

21、可选地，所述机械臂的末端还安装有兜底机构，所述兜底机构在连杆驱动机构的带动下动作，用于在片材转运过程中承托片材底部，放料时释放片材。

22、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

23、（1）全工序连续作业，生产稼动率大幅提升。通过多供料区轮换补料、第二顶棚承接暂存离型纸废料、ng 品回收机构抽拉式更换的结构设计，使供料补料、废料清理、不合格品回收三个人机交互环节均无需中断核心生产工序，实现撕膜、检测、组装全流程不停机运行，有效提升设备整体稼动率，满足高速连续生产的使用需求。

24、（2）侧顶双重隔离防护，安全等级显著提高。供料区配置侧部第一防护门与顶部可切换的第一顶棚，离型纸回收区配置顶部第二顶棚，ng 品回收区配置窄型回收口与自动复位的第二防护门；所有人机交互工位均形成侧部与顶部的双重物理隔离，开门作业时顶部始终保持封闭状态，彻底杜绝人员误闯入、肢体误触运动部件的安全隐患，全程无防护空档期，符合高等级安全生产规范。

25、（3）模块化定位检测集成，运行稳定运维成本低。供料区、离型纸回收区、ng 品回收区均采用集成式定位检测组件，统一采用气缸驱动夹持件实现定位锁紧，响应速度快、锁紧力稳定，适配高频启停的自动化工况；物料检测均采用光纤对射传感器，不受物料材质、颜色及现场粉尘、光线干扰，检测精度高、抗干扰性强；统一的模块化设计便于后期维护更换，有效降低运维成本。

26、（4）双重固定转运结构，产品组装良率高。机械臂末端采用真空吸盘吸附与兜底机构承托相结合的双重固定结构，配合随动视觉定位机构实时校正位置，可有效抵消高速转运产生的加减速惯性，避免片材滑落、翘边变形，大幅提升大尺寸薄型片材的转运稳定性与贴合定位精度，保障产品组装良率。

27、（5）环形布局结构紧凑，空间利用率高。各功能工位沿围栏侧壁环形布置，中心区域集成检测与搬运功能，单台机械臂即可覆盖全工序流转，整体结构紧凑，空间占用小；各工位独立作业、互不干扰，便于单独检修与故障排查。