一种物料翻转装置及自动机器人系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动机器人技术领域，尤其涉及一种物料翻转装置及自动机器人系统。


背景技术：

2.空调外机控制器pcb板上具有较多电子元器件，控制器pcb板生产时需人工进行插装电子器件，增加人力成本。
3.随着工业自动化的到来，考虑用一种代替人工插装大电容器件自动机械结构。


技术实现要素：

4.为本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种物料翻转装置及自动机器人系统。
5.本实用新型第一方面提供一种物料翻转装置，包括：倾斜台，具有倾斜面，所述倾斜面包括入料侧和排料侧，所述入料侧高于所述排料侧，在所述排料侧设置有排料口，物料能够从所述入料侧在所述倾斜面上通过自身重力滑落至所述排料口；翻转部件，所述翻转部件包括进料口、出料口以及设置于所述翻转部件内且连通所述进料口和所述出料口之间的翻转滑道，所述进料口与所述排料口对接，用于承接从所述倾斜面的所述排料口排出的物料，所述翻转滑道呈扭曲状，物料通过自身重力从所述进料口经扭曲状的所述翻转滑道翻转后滑落至所述出料口。
6.在一些实施例中，所述翻转滑道呈180度扭曲状，物料从进入所述进料口的正置状态经由180度扭曲状的所述翻转滑道滑落至所述出料口变为倒置状态。
7.在一些实施例中，所述翻转滑道的横截面形状与物料的外形相适配。
8.在一些实施例中，还包括：定位滑槽，所述定位滑槽包括相连通的线性倾斜滑槽段和线性水平滑槽段，所述线性倾斜滑槽段的一端与所述翻转部件的所述出料口连通，所述线性倾斜槽段的另一端与所述线性水平槽段连通，从所述翻转部件的所述出料口排出的物料始终以倒置状态经所述线性倾斜滑槽段滑落至所述线性水平滑槽段的末端。
9.在一些实施例中，所述定位滑槽包括相连通的第一容纳槽和第二容纳槽，所述第一容纳槽位于所述第二容纳槽的下方，所述第一容纳槽用于容纳电容器的插针，所述第二容纳槽用于容纳电容器的主体。
10.在一些实施例中，所述倾斜台的倾斜面设置有相对的第一限位侧板和第二限位侧板，所述第一限位侧板和所述第二限位侧板均从所述入料侧向所述排料侧延伸；在所述倾斜台的倾斜面上设置有导向斜块，所述导向斜块包括相对的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端分别向所述第一限位侧板和所述第二限位侧板方向延伸，且所述第一端高于所述第二端，其中，所述第二端与所述第二限位侧板之间具有间隙，所述间隙形成所述排料口。
11.在一些实施例中，还包括：上料台，位于所述倾斜台的上游，且与所述倾斜台对接；
顶升机构，与所述上料台连接，用于驱动所述上料台相对于所述倾斜台转动，并由水平状态变为倾斜状态，以使物料在重力作用下沿着倾斜状态的所述上料台滑落至所述倾斜台。
12.本实用新型第二方面还提供一种自动机器人系统，包括：如上任一实施例所述的物料翻转装置，所述物料翻转装置用于翻转第一物料；输料装置，用于输送第二物料至安装工位；机械手，用于拾取翻转后的所述第一物料，并将翻转后的所述第一物料传送至所述安装工位，将所述第一物料安装于所述第二物料。
13.在一些实施例中，还包括：多层物料箱，所述多层物料箱包括多层容纳空间，用于存放物料盘，所述物料盘上放置有一个或多个第三物料；传送机构，所述传送机构的进料端位于所述多层物料箱的出料侧，所述传送机构带动所述物料箱朝向或者远离所述多层物料箱的方向往复移动，用于接收来自所述多层物料箱中载有第三物料的物料盘，并将载有第三物料的物料盘传送至待拾取位，以及用于将空载的物料盘传送返回至多层物料箱对应的容纳空间中；升降机构，支撑所述多层物料箱，并驱动所述多层物料箱升降，以使多层容纳空间的每层分别与所述传送机构进料端对应；推送机构，用于将所述多层物料箱中的物料盘推送至所述传送机构；所述机械手还用于拾取所述物料盘上的所述第三物料，并将所述第三物料传送至所述安装工位，将所述第三物料安装于所述第二物料。
14.在一些实施例中，在所述传送机构的进料端两侧分别设置有导向部件，每个所述导向部件包括相连接的直线导向部和弧形导向部，位于所述传送机构的进料端两侧的所述弧形导向部朝向所述多层物料箱且远离彼此的方向延伸。
15.在一些实施例中，还包括：图像传感器，用于识别所述机械手拾取的所述第一物料和/或第三物料的姿态信息；控制器，与所述图像传感器和所述机械手连接，用于接收所述图像传感器传送的所述第一物料和/或第三物料的姿态信息，并根据所述姿态信息控制所述机械手将所述第一物料和/或第三物料传送至所述安装工位，将所述第一物料安装于所述第二物料。
16.在一些实施例中，所述第一物料包括具有插针的电容器，所述第三物料包括扼流线圈，所述第二物料包括具有插孔的印刷电路板。
17.采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
18.本实用新型通过倾斜台配合翻转部件内部扭曲状的翻转滑道，利用物料自身重力从倾斜台滑落至翻转滑道内，并在翻转滑道内部实现自动翻转，减少人工参与，降低翻转出错率，提高产品质量，提升效率，降低人力成本。
19.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。
附图说明
20.附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：
21.图1是根据本实用新型一示例性实施例示出的自动机械人系统结构立体图；
22.图2是根据本实用新型一示例性实施例示出的自动机械人系统结构另一视角立体
图；
23.图3是根据本实用新型一示例性实施例示出的自动机械人系统结构又一视角立体图；
24.图4是根据本实用新型一示例性实施例示出的自动机械人系统结构俯视图；
25.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“接触”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.如图1至图4所示，本实用新型第一方面提供一种物料翻转装置，包括上料台10、倾斜台20及翻转部件30。
29.上料台10用于放置物料10。物料10可以是pcb板上的电子元器件，例如电容。
30.倾斜台20与上料台10对接，倾斜台20具有朝向下方且低于上料台10 的倾斜面，倾斜面包括入料侧和排料侧，入料侧为上游，排料侧为下游，入料侧高于排料侧。在排料侧设置有排料口22，物料能够从入料侧在倾斜面上通过自身重力滑落至排料口22。
31.在一个示例中，倾斜台20的倾斜面设置有相对的第一限位侧板23和第二限位侧板24，第一限位侧板23和第二限位侧板24均从入料侧向出料侧延伸；在倾斜台20的倾斜面上设置有导向斜块21，导向斜块21包括相对的第一端和第二端，第一端和第二端分别向第一限位侧板23和第二限位侧板24 方向延伸，且第一端高于第二端，例如第一端靠近第一限位侧板23且靠近入料侧，第二端靠近第二限位侧板24且靠近出料侧。其中，第二端与第二限位侧板24之间具有间隙，该间隙形成排料口22，用于供物料通过。
32.翻转部件30与倾斜台20对接，翻转部件30朝向下方倾斜且低于倾斜台 20，翻转部件30低于倾斜台20并不是狭义的翻转部件30整个结构低于倾斜台20，而使翻转部件30位于倾斜台20的下游，物料经由翻转部件30向较低的位置滑落。翻转部件30包括进料口31、出料口32以及连通进料口31 和出料口32之间的翻转滑道，翻转滑道在翻转部件30内部形成，进料口31 用于承接从排料口22排出的物料，翻转滑道呈扭曲状，用于翻转物料，物料通过自身重力从进料口31在翻转滑道内滑动并翻转后滑动至出料口。
33.优选的，翻转滑道的横截面形状与物料的外形相适配。以便顺利准确的从翻转滑道内实现翻转运动。
34.本实用新型通过倾斜台20配合翻转部件30内部扭曲状的翻转滑道，利用物料自身重力从倾斜台20滑落至翻转滑道内，并在翻转滑道内部实现自动翻转，翻转效率高，减少人
工参与，降低人力成本。
35.在一些实施例中，翻转滑道可以呈麻花状，呈现180扭曲状，物料从进入进料口的正置状态经由180度扭曲状的翻转滑道滑落至出料口变为倒置状态。
36.作为物料的一种示例，电容a具有正置状态及倒置状态，其中，正置状态是指：电容主体在下、电容插针(焊脚)在上的状态；倒置状态是指：电容主体在上、电容插针(焊脚)在下的状态。电容从进入进料口时为正置状态，即电容主体朝下，插针朝上，经由180度扭曲状的翻转滑道滑落至出料口处时变为倒置状态，即电容主体朝上，插针朝下。
37.在一些实施例中，物料翻转装置还包括：定位滑槽40，定位滑槽40包括相连通的线性倾斜滑槽段41和线性水平滑槽段42，线性倾斜滑槽段41的一端与翻转部件30的出料口连通，线性倾斜滑槽段41的另一端与线性水平滑槽段42连通。从翻转部件30的出料口32排出的物料始终以倒置状态经线性倾斜槽滑41落至线性水平滑槽段的末端。
38.通过线性倾斜滑槽段41作为物料的缓冲，线性水平滑槽段42将物料保持在从翻转部件30的出料口32倒置的状态，为后续物料的抓取、安装提供可靠性。
39.在一示例中，为适应电容器的翻转操作，定位滑槽包括相连通的第一容纳槽和第二容纳槽，第一容纳槽位于第二容纳槽的下方，第一容纳槽用于容纳电容器的插针，第二容纳槽用于容纳电容器的主体。第一容纳槽和第二容纳槽分别对电容器的主体和插针进行限位，从而将物料保持在从翻转部件30 的出料口32倒置的状态，进一步提升可靠性。
40.在一些实施例中，为实现自动化上料、翻转操作。物料翻转装置还包括：
41.顶升机构，与上料台连接，用于驱动上料台10相对于倾斜台20转动，并由水平状态变为倾斜状态，以使物料在重力作用下沿着倾斜状态的上料台 10滑落至倾斜台20。顶升机构例如可以是气缸、丝杠螺母机构、齿轮传动机构等。
42.综上所述，本实用新型的物料翻转装置，在使用过程中，可以将多个物料例如电容器a呈正置状态放置在水平上料台10上，顶升机构启动顶升上料台10，使上料台10转动呈倾斜状态，例如与倾斜台20倾斜角度一致，呈正置状态的多个电容器通过自身重力从倾斜状态的上料台10滑落至倾斜台20，多个电容器滑落至倾斜台20的倾斜面上，并通过倾斜面上的限位斜块21限位后沿着限位斜块21的延伸方向排布，排布在靠近排料口22的电容器a受到远离排料口22的电容器a挤压和自身重力进入到翻转部件30内的翻转滑道中，在翻转滑道内滑动过程中进行翻转，翻转后的电容器经出料口排出，此时出料口处的电容器a变为倒置状态，再经过定位滑槽40滑落至待拾取位，等待后续拾取、安装操作。
43.本实用新型还提供一种自动机器人系统，包括物料翻转装置、输料装置 50及机械手60，其中，物料翻转装为如上文任一实施例提到的物料翻转装置，用于翻转第一物料，第一物料可以是上文提到的电容器。
44.输料装置50用于输送第二物料c至安装工位。第二物料可以是电路板 (pcb)。输料装置50例如可以是传动带。
45.机械手60用于拾取翻转后的第一物料，并将翻转后的第一物料传送至安装工位，将第一物料安装于第二物料。
46.当倒置的电容器翻转并到打待拾取位后，机械手60转动至待拾取位置，将倒置的电容器进行拾取，并将拾取的电容器移动至安装工位，将电容器的插针安装到电路板上对应的插针孔上。
47.在一些实施例中，自动机器人系统，还包括：多层物料箱70、升降机构 80及传送机构90。
48.多层物料箱70用于存放物料盘，物料盘上放置有一个或多个第三物料 b,第三物料例如可以是扼流线圈。多层物料箱70包括上下分布的多层空间，可以在每一层空间中放置物料盘。
49.升降机构，支撑多层物料箱70，并驱动多层物料箱升降。升降机构例如可以是气缸、丝杠螺母机构、齿轮传动机构等。
50.传送机构90位于多层物料箱70的出料口侧，传送机构90能够往复运动，用于接收来自多层物料箱70中放置有第三物料b的物料盘，并将放置有第三物料的物料盘传送至待拾取位，以及用于将空载的物料盘传送返回至对应的多层物料箱中。传送机构90例如可以是带传送机构。
51.推送机构用于将多层物料箱70中的物料盘推送至传送机构90。机械手 60还用于拾取物料盘上的第三物料b，并将第三物料b传送至安装工位，将第三物料b安装于第二物料c。
52.升降机构80驱动多层物料箱70升降，可以使多层物料箱的第一层对应传送机构90，推送机构将载有扼流线圈的物料盘推送至传送机构90上，通过传送机构90传送至待拾取工位，待机械手30拾取物料盘的扼流线圈后，传送机构90将空载的物料盘传送返回至多层物料箱中的第一层中。然后升降机构80继续上升，使多层物料箱的第二层对应传送机构90，推送机构将载有扼流线圈的物料盘推送至传送机构90上，通过传送机构90传送至待拾取工位，待机械手30拾取物料盘的扼流线圈后，传送机构90将空载的物料盘传送返回至多层物料箱中的第二层中，如此反复直到多层物料箱中的物料盘均为空载，升降机构80下降到初始最低位置，等待上料。
53.在一示例中，在传送机构90的进料端两侧分别设置有导向部件，每个导向部件包括相连接的直线导向部91和弧形导向部92，位于传送机构的进料端两侧的弧形导向部92朝向多层料箱方向且远离彼此的方向延伸。传送机构的进料端两侧相对的弧形导向部92靠近多层物料箱70的口较大，确保物料盘能够顺利进入到传送机构90中。
54.在一些实施例中，为实现自动安装的精准性，自动机器人系统还包括：图像传感器，用于识别机械手拾取的第一物料和/或第三物料的姿态信息；控制器，与图像传感器和机械手连接，用于接收图像传感器传送的所述第一物料和/或第三物料的姿态信息，并根据姿态信息控制所述机械手将第一物料和 /或第三物料传送至安装工位，将第一物料安装于第二物料。图像传感器可以是视觉相机。
55.进一步可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
56.进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的
情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
57.进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。
58.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变形、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
59.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利范围来限制。