上料机上料方法及上料机与流程

1.本技术涉及自动上料技术领域，特别是涉及一种上料机上料方法及上料机。


背景技术：

2.现有上料机中，通常采用机械手对tray盘(托盘)上陈列的产品进行夹取，以实现产品上料流转。然而吸杆及吸杆上的用以吸取tray盘的吸嘴对机械手在tray盘取料时活动范围存在干涉，使得机械手只能夹取中间几列的产品，两侧的产品无法通过机械手实际的点位夹取，从而降低上料机的上料效率并无法满足大批量生产需求。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种上料机上料方法及上料机，旨在解决现有技术存在的机械手的活动范围受到干涉的问题。
4.第一方面，本技术提供一种上料机上料方法，应用于上料机的产品上料，所述上料机包括机械手、滑台、与所述机械手和所述滑台连接的控制器，所述滑台放置有多行多列的所述产品，所述滑台能够相对所述机械手移动；
5.将所述滑台所放置的所述产品行号依次标记为由n至m的连续整数，其中标准行的行号x为n至m中的一行，以所述标准行所在的初始位置为基准位置，上料机上料方法包括以下步骤：
6.判断待取行的行号是否为x；
7.若是，所述机械手夹取位于所述待取行的产品，并将所述产品转移；
8.若否，所述滑台滑动至所述待取行与所述基准位置重合，并更改所述待取行的行号为x；
9.循环上述步骤至位于所述滑台的产品全部转移；
10.其中，接收待取行的行号接收顺序为由n至m。
11.在任意实施方式中，步骤：若是，所述机械手夹取位于标准行的产品，并将所述产品转移，包括以下步骤：
12.接收所述待取行的行号；
13.令所述待取行的行号等于x；
14.所述机械手移动至所述基准位置；
15.所述机械手依次夹取位于所述待取行的各列所述产品，并依次将所述产品转移。
16.在任意实施方式中，步骤：所述机械手依次夹取位于所述待取行的各列所述产品，并依次将所述产品转移中，包括以下步骤：
17.所述控制器通过视觉系统判定所述待取行的各列所述产品有无；
18.若有，则通过视觉系统获得所述待取行的各列所述产品信息；
19.所述控制器控制所述机械手依次移动至所述产品的列，并对所述产品逐个夹取和转移；
20.若无，则结束步骤。
21.在任意实施方式中，步骤通过视觉系统获得所述待取行的各列所述产品信息中，包括以下步骤：
22.所述机械手通过视觉系统对所述待取行整行拍照，获得所述产品的照片信息；
23.所述控制器根据所述照片信息分析各列所述产品的位置偏差。
24.在任意实施方式中，步骤：所述控制器控制所述机械手依次移动至所述产品的列，并对所述产品逐个夹取和转移中，包括以下步骤：
25.所述控制器控制所述机械手移动至所述产品的列；
26.控制所述机械手适配对应列所述产品的位置偏差；
27.对所述产品夹取和转移；
28.循环上述步骤至所述标准行的产品全部转移。
29.在任意实施方式中，所述视觉系统固定连接于所述机械手。
30.在任意实施方式中，步骤：所述滑台滑动至所述待取行与所述基准位置重合，并令所述待取行的行号等于x中，包括以下步骤：
31.根据所述基准位置、待取行和标准行的行号差、每行产品之间的行间距，计算目标移动位置；
32.所述滑台移动至所述目标移动位置，所述待取行与所述基准位置重合。
33.在任意实施方式中，所述目标移动位置为所述待取行和所述标准行的行号差与行间距的乘积与所述基准位置之和。
34.在任意实施方式中，所述标准行对应n行或m行。
35.第二方面，本技术提供一种上料机，采用上述任一实施方式中的所述上料机上料方法将位于载具内的产品上料，所述上料机包括；
36.机体；
37.机械手，所述机械手连接于机体，用于夹取并转移产品；
38.举升平台，用于放置载具和产品，所述举升平台连接于所述机体且位于所述机械手的一侧，所述举升平台能够上下移动；
39.一组投入吸杆，所述投入吸杆连接于机体且位于所述举升平台的上方，所述投入吸杆能够吸取或放置载具和产品；
40.下降平台，用于放置载具，所述下降平台连接于所述机体且位于所述机械手的一侧，所述下降平台能够上下移动；
41.一组排出吸杆，所述排出吸杆连接于机体且位于所述下降平台上方，所述排出吸杆与所述投入吸杆同一高度设置，所述排出吸杆能够吸取或放置载具；
42.滑台，所述滑台用于放置载具和产品，所述滑台在所述投入吸杆和所述排出吸杆之间往复移动，以在所述投入吸杆和所述排出吸杆之间转移载具和产品；
43.控制器，所述控制器连接所述机械手和所述滑台。
附图说明
44.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
45.为了更清楚地说明本技术实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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技术的一些实施方式，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获得其他的附图。
46.图1是本技术一实施方式所示的上料机的结构示意图；
47.图2是本技术一实施方式所示的上料方法的逻辑框图；
48.图3是图2中部分步骤的逻辑框图。
49.附图标记说明：
50.100、上料机；110、机械手；120、滑台；130、举升平台；140、下降平台；150、视觉相机；160、投入吸杆；170、排出吸杆；180、投入吸杆吸嘴；190、排出吸杆吸嘴。
具体实施方式
51.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施方式的限制。
52.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
53.在本技术实施方式的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
54.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。
55.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至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
56.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，除非另有明确的限定。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技术中的具体含义。
57.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
58.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也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
59.下面结合附图，说明本技术的较佳实施方式。
60.请参阅图1，为本技术任一实施方式所应用的上料机100，用于将位于载具内的产品上料。在本实施方式中，载具为tray盘，产品放置于tray盘，且tray盘内设有多行多列的产品，tray盘放置于滑台120。
61.上料机100包括机体、机械手110、滑台120、与机械手110和滑台120连接的控制器(图中未示出)。其中，机械手110连接于机体，用于夹取并转移产品。机械手110优选为六轴机械手110。在本实施方式中，滑台120内放置有一个tray盘。
62.如图1所示，上料机100还包括举升平台130、投入吸杆160、下降平台140、排出吸杆170。其中，举升平台130用于放置产品和载具，举升平台130连接于机体且位于机械手110的一侧，举升平台130能够上下移动以靠近或远离投入吸杆160。投入吸杆160和排出吸杆170成组设置，每组包括两个，两个投入吸杆160或排出吸杆170对称设置。投入吸杆160连接于机体且位于举升平台130的上方，投入吸杆160能够吸取位于举升平台130的tray盘和产品，并将tray盘和产品放置于滑台120。下降平台140用于放置tray盘，下降平台140连接于机体且位于机械手110的一侧，优选地，下降平台140位于举升平台130和机械手110之间，下降平台140能够上下移动以靠近或远离排出吸杆170。排出吸杆170连接于机体且位于下降平台140的上方，排出吸杆170与投入吸杆160同一高度设置，排出吸杆170能够吸取位于滑台120的tray盘，并将tray盘放置在下降平台140。滑台120用于放置tray盘和产品，滑台120在投入吸杆160和排出吸杆170之间往复移动，以在投入吸杆160和排出吸杆170之间转移tray盘和产品。
63.设备运行时，举升平台130先将tray盘举升至一定高度，由投入吸杆160移动至取料位吸取tray盘，吸取动作完成后，投入吸杆160上升至安全位置，此时滑台120则移动至投入吸杆160下方位，投入吸杆160向下移动至放料位，将tray盘放至在滑台120上，再回到安全位置。滑台120沿由举升平台130至下降平台140的方向移动，移动至下降平台140上方。机械手110抓取产品，直至tray盘内产品完全取完。排出吸杆170吸取tray盘，滑台120沿由下降平台140至举升平台130的方向移动，移动至举升平台130上方，等待接取下一个tray盘，在滑台120移动至举升平台130上方之前，投入吸杆160已经将下一tray盘吸取移动到安全位置，此时该tray盘置于滑台120上方。下降平台140上升至接料位接取排出吸杆170上的tray盘，之后下降平台140往下运动脱离tray盘感知传感器后停下，等待接取下一个tray盘。
64.在上述过程中，如图1所示，投入吸杆160四周均安装有投入吸杆160吸嘴(未示出)，投入吸杆160吸嘴用于吸取举升平台130上的tray盘，排出吸杆170的四周均安装有排
出吸杆170吸嘴(未示出)，排出吸杆170吸嘴用于吸取下降平台140上的tray盘。投入吸杆160吸嘴和排出吸杆170吸嘴不具有伸缩性，使得机械手110在tray盘取料时活动范围受限，只能夹取中间几列的产品，两侧的产品无法通过机械手110实际的点位夹取，排出吸杆170吸嘴与机械手110之间的干涉无法满足大批量生产需求。
65.如图1所示，在本实施方式中，tray盘中产品的行列设置方式为：列与滑台120运行方向同向，行与滑台120运行方向垂直。
66.将滑台120所放置的产品行号(在本实施方式中，也可以是tray盘中产品的行号)依次标记为由n至m的连续整数，其中标准行的行号为x，标准行x为n至m中的一行。标准行所在的初始位置为机械手110进行上料的基准位置，如图1所示，机械手110夹取产品时从两个排出吸杆170之间夹取，当滑台120的标准行对应机械手110时，机械手110夹取该行产品时，机械手110与排出吸杆170不存在干涉。
67.如图2所示，为本技术一实施方式展示的一种上料机100上料方法的流程图，用于将产品上料，上料机100上料方法包括以下步骤：s10：判断待取行的行号是否为x；s20：若是，机械手110夹取位于待取行的产品，并将产品转移；s30：若否，滑台120滑动至待取行与基准位置重合，并更改待取行的行号为x；循环上述步骤至位于滑台120的产品全部转移。其中，待取行的行号由n至m依次输入，即在上料过程中，机械手110由n至m依次夹取，由第一行至最后一行依次夹取。
68.s10：判断待取行的行号是否为x。
69.标准行(行号为x)为n行至m行中的任一行。优选地，标准行对应n行或m行，即对应第一行或最后一行。在本实施方式中，标准行对应第一行，即对应n行，x等于n。如图1所示，此时机械手110对应第一行，此时第一行相对排出吸杆170接近中间的位置，机械手110夹取该行产品时不存在干涉。
70.s20：若是，机械手110夹取位于待取行的产品，并将产品转移；
71.当待取行的行号为x，输入待取行的行号，机械手110夹取位于该待取行的产品。在本实施方式中，标准行为n行，则输入第一行(即行号为n)的行号时，此时待取行就是标准行，机械手110夹取位于标准行的产品，并将产品转移。
72.s30：若否，滑台120滑动至待取行与基准位置重合，并变更待取行的行号为于x。
73.当第一行(即行号为n)的产品取完后，输入行号变更为第二行(即行号为n 1)，滑台120移动至第二行(即行号为n 1)与原标准行(行号为x)的基准位置重合，使得第二行(即行号为n 1)的位置偏移至上一程序中第一行(即行号为n)的位置，即此时待取行(第二行，行号为n 1)与基准位置重合，并将待取行的行高变更为x行，以便步骤s10中行号判定结果为“是”，从而进行步骤s20，利用机械手110对该行产品夹取。之后依次输入第三行(即行号为n 2)、第四行(即行号为n 3)、
……
，直至输入最后一行(即行号为m)。在过程中，第三行(即行号为n 2)的位置偏移至上一程序中第二行(即行号为n 1)的位置，后面列依次递推，直至最后一行(即行号为m)移动至标准行(行号为x)的基准位置。
74.在上述过程中，滑台120逐行移动，依次使得n行至m行位于标准行(行号为x)的基准位置，并利用机械手110对位于待取行的产品进行夹取，从而实现机械手110n至m依次夹取，由第一行至最后一行依次夹取。
75.上述方案中，仅需设定产品的行号、标准行的行号和行间距，就通过滑台120逐行
移动实现机械手110对产品逐行夹取，不需要增加如每行产品的偏移位等额外点位。上述方案中即使换一种规格的tray盘，即tray盘内部行列规格不同，例如5*6规格或3*8规格，都只需要校准标准行，就可以根据行号和行间距自动算出下一次偏移的点位，节约上料程序校准时间。而且该上料方法对于机械手110程序也减轻了工作量，机械手110只需要示教标准行的点位，就可以完成整个tray盘的取料流程，而现有技术中滑台120向左或向右移动，机械手110均需要新增码垛点位。
76.根据本技术的一些实施方式，可选地，步骤：s20：若是，机械手110夹取位于待取行的产品，并将产品转移中，包括以下步骤：
77.s21：机械手110移动至基准位置。
78.由于机械手110仅夹取位于基准位置的所在行的产品，则在机械手110夹取产品步骤中，机械手除转移产品动作外，始终保持位于基准位置。
79.s22：机械手110依次夹取位于待取行的各列产品，并依次将产品转移。
80.当机械手110夹取产品时，需要将旋转轴旋转至夹爪保持与tray盘列方向平行的方式，进入吸杆范围内，并移动至产品上方。机械手110去抓取点位，夹取产品。当该行产品取完后，机械手110会移动至该行的第一列所在位置，等待滑台120移动到位后，重复以上动作。
81.请参阅图3，根据本技术的一些实施方式，可选地，步骤：s21：机械手110到达基准位置，包括以下步骤：s211：接收待取行的行号；s212：令待取行的行号等于x；s213：机械手110移动至基准位置。
82.由于每取完一列滑台120会自动滑动一定的距离，以使待取行位于标准行的基准位置，进而保证每一次的取料都能满足机械手110前端夹爪自由活动。由于tray盘的相对位置已经发生变化，如果没有对接收的行列号做处理，取料时可能使得机械手110与其他部件发生碰撞，或者机械手110所在行没有产品。所以机械手110取料时，会将接收的行号变更为x，以保证每一次取料时，机械手110均位于基准位置。
83.请参阅图3，根据本技术的一些实施方式，可选地，步骤：s22：机械手110依次夹取位于待取行的各列产品，并依次将产品转移中，包括以下步骤：s221：控制器通过视觉系统判定待取行的各列产品有无；若有，s2221：则通过视觉系统获得待取行的各列产品信息；s2222：控制器控制机械手110依次移动至产品的列，并对产品逐个夹取和转移；s223：若无，则结束步骤。
84.s2221：则通过视觉系统获得待取行的各列产品信息。
85.在如图1所示的实施方式中，视觉系统为视觉相机150，其通过拍摄产品的照片获得产品信息。
86.机械手110从tray盘夹取产品时，每个产品摆放的位置略有偏差，单纯地通过提前示教的点位无法保证机械手110每次都能夹取产品。且采取点位示教时，更换tray盘需要再次进行点位示教，多次点位示教，浪费时间和人力，在生产上无法保证产量。上述方案中通过安装视觉系统，获得产品在tray盘上的分布图像，通过与之前设置的标准点比较，计算得出每个产品的位置偏差，再将偏差通过控制器与机械手110交互，使得机械手110获得产品的精确位置，从而使得机械手110精确取料。
87.如图1所示，根据本技术的一些实施方式，可选地，视觉系统固定连接于机械手
110。相较于在tray盘上方安装大视野相机容易与机械手110的移动轨迹形成干涉，且tray盘内产品比较密集，在tray盘安装相机时对图像算法精确计算对相机和控制器的要求较高。在机械手110安装视觉相机150，视觉相机150与机械手110同步移动，避免了安装大视野相机对机械手110轨迹造成的干涉，且能够更加靠近tray盘，降低图像算法精确计算的难度。
88.请参阅图3，根据本技术的一些实施方式，可选地，步骤：s2221：通过视觉系统获得待取行的各列产品信息中，包括以下步骤：s22211：机械手110通过视觉系统对待取行整行拍照，获得产品的照片信息；s22212：控制器根据照片信息分析各列产品的位置偏差。
89.机械手110取料过程中需要机械手110到达指定的行列号位置后，先通过视觉系统(如图1所示的视觉相机150)确认有无产品，若有产品则机械手110向下取料，然后进行下一步流程动作。
90.现有技术中对于tray盘内的产品，机械手110每列产品都会重复拍照、确认、取料。上述方案中通过优化机械手110拍照取料流程，先对同一行产品整行拍照，然后根据拍照后的结果，有针对性的抓取产品。
91.s22211：机械手110通过视觉系统对待取行整行拍照，获得产品的照片信息。
92.在一些实施方式中，机械手110以该行第一列为基础列，通过机械手110每次移动一位列数，拍照确定tray盘中该行产品有无以及位置偏差值。在本实施方式中，可以定义一组一维数组arraylist[]，数组主要存储两个方面数据，一个是布尔量的产品有无，用0表示产品无，用1表示产品有，另外一个是产品位置偏差值x,y、r方向的偏差值。arraylist[]数组的索引号与该行产品的列号一一对应，即arraylist[0]表示该行第一列产品，其余产品以此类推。
[0093]
s22212：控制器根据照片信息分析各列产品的位置偏差。
[0094]
而以arraylist[0]为例，每次拍照后，会将产品是否存在、产品位置偏差信息分别存入对应的存储区中，同时将这些信息通过以plc为例的控制器转发给机械手110。当所有产品拍照完成后，机械手110根据接收到的arraylist[0]中的信息作出相应动作。
[0095]
这样对于同一行的产品机械手110连续拍照并获取信息，而在本行产品进行取料的过程中不再调用拍照流程，节省了与控制器的交互时间，以及机械手110部分动作时间，从而提高了上料效率，避免重复动作造成时间的浪费而影响生产效率。
[0096]
请参阅图3，根据本技术的一些实施方式，可选地，步骤：s2222：控制器控制机械手110依次移动至产品的列，并对产品逐个夹取和转移中，包括以下步骤：
[0097]
s22221：控制器控制机械手110移动至产品的列；即根据arraylist[]数组的索引号，移动至arraylist[1]的列。
[0098]
s22222：控制机械手110适配对应列产品的位置偏差，根据arraylist[]中所对应的产品位置偏差值x,y、r方向的偏差值，进行偏移，以对应产品的精确位置，便于对产品精确夹取。
[0099]
s22223：对产品夹取和转移。
[0100]
循环上述步骤至待取行的产品全部转移。当该列产品取完后，机械手110会移动至待取行的第一列，等待滑台120移动到位后，重复以上动作。
[0101]
根据本技术的一些实施方式，可选地，步骤：s30：滑台120滑动至待取行与基准位
置重合，并令待取行的行号等于x中，包括以下步骤：
[0102]
s31：计算目标移动位置。目标移动位置为待取行和标准行之间的间距与标准行的位置之和。其中，标准行的位置为基准位置，且产品每行的行间距为固定值，因此，待取行和标准行之间的间距可以根据行号差和行间距的乘积计算得出，并将该乘积与标准行的基准位置相加获得目标移动位置。
[0103]
s32：滑台120移动至目标移动位置，待取行与基准位置重合。将滑台120移动至目标移动位置，就可以使得待取行与基准位置重合。
[0104]
最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施方式技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施方式中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。