中转取料装置及工件上料设备的制作方法

1.本实用新型涉及自动化上料技术领域，尤其涉及一种中转取料装置及工件上料设备。


背景技术：

2.目前的汽车生产线中常设置有自动化焊装线，在该部分生产线中，常采用机械手从料架上抓取工件的形式上料。
3.然而采用此种上料形式时，需要将工件放置于精确定位的料架后才能满足于机械手抓件的交互需求。机械手在上料时，需要每次在料架的不同位置取料，抓取效率低。而且在料架存放工件的四周需要留出足够多的空余空间供机械手伸入，影响了料架的载货量，降低了上料效率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供了一种中转取料装置及工件上料设备，用以解决现有技术中料架上的工件取料效率低及取料不方便的问题。
5.本技术提供一种中转取料装置，其设置于料架一侧，所述料架上排列设置有工件，中转取料装置包括第一移动组件、设置于所述第一滑座上的第二移动组件及设置于所述第二滑座上的取料组件。第一移动组件包括第一驱动件、沿第一方向设置的第一轨道件及滑动设置于所述第一轨道件的第一滑座，所述第一驱动件用于驱动所述第一滑座在所述第一轨道件上滑动。第二移动组件包括第二驱动件、沿第二方向设置的第二轨道件及滑动设置于所述第二轨道件的第二滑座，所述第二方向与所述第一方向交叉，所述第二驱动件用于驱动所述第二滑座在所述第二轨道件上滑动。取料组件包括取料轨道、取料件及取料驱动件，所述取料件滑动设置于所述取料轨道，所述取料件用于获取所述料架上的所述工件，所述取料驱动件的输出端与所述取料件连接，所述取料驱动件用于驱动所述取料件在所述取料轨道上滑动。
6.在一种可能的设计中，所述中转取料装置还包括旋转驱动件，所述旋转驱动件包括主体部及转动设置于所述主体部的旋转件，所述主体部与所述旋转件中的一者与所述第二滑座连接，另一者与所述取料组件连接，所述旋转驱动件用于驱动所述取料组件相对于所述第二滑座旋转。
7.在一种可能的设计中，所述取料组件还包括翻转组件，所述取料件通过所述翻转组件连接于所述取料轨道，所述翻转组件包括翻转主体、翻转件及翻转驱动件，所述翻转主体滑动设置于所述取料轨道，所述翻转件铰接于所述翻转主体，所述取料件安装于所述翻转件，所述翻转驱动件与所述翻转件连接，所述翻转驱动件用于驱动所述翻转件相对于所述翻转主体旋转。
8.在一种可能的设计中，所述取料组件还包括夹紧组件，所述夹紧组件包括夹紧件、夹紧驱动件及固定于所述翻转件上的夹紧固定件，所述夹紧件活动设置于所述夹紧固定件
上，所述夹紧驱动件与所述夹紧件连接，所述夹紧驱动件用于驱动所述夹紧件沿靠近或远离所述取料件的方向运动。
9.在一种可能的设计中，所述取料件包括柔性连接部及磁性吸取部，所述柔性连接部的一端连接于所述翻转件，所述柔性连接部的另一端与所述磁性吸取部连接，所述磁性吸取部用于吸取所述工件。
10.在一种可能的设计中，所述柔性连接部为弹簧。
11.在一种可能的设计中，所述取料组件上设置有距离检测件，所述距离检测件朝向所述料架设置，所述距离检测件用于检测所述料架上的所述工件与所述取料组件之间的距离。
12.在一种可能的设计中，所述第一移动组件还包括第一检测件，所述第一检测件朝向所述第一滑座设置，所述第一检测件用于检测所述第一滑座在所述第一轨道件上的位置；
13.所述第二移动组件还包括第二检测件，所述第二检测件朝向所述第二滑座设置，所述第二检测件用于检测所述第二滑座在所述第二轨道件上的位置。
14.在一种可能的设计中，所述第一移动组件还包括至少两个第一限位件，两个所述第一限位件分别设置于所述第一轨道件延伸方向上的两端，所述第一限位件用于与所述第一滑座抵接；
15.所述第二移动组件还包括至少两个第二限位件，两个所述第二限位件分别设置于所述第二轨道件延伸方向上的两端，所述第二限位件用于与所述第二滑座抵接。
16.本技术还提供一种工件上料设备，包括料架、上料机械手及上述任一项所述的中转取料装置，所述料架设置有成排放置的工件，所述中转取料装置设置于所述料架侧面，所述中转取料装置用于将所述工件从所述料架中取出，所述上料机械手设置于所述中转取料装置一侧，所述上料机械手用于将所述中转取料装置上的工件移送至加工处。
17.本技术提供的中转取料装置及工件上料设备至少具有以下优点：
18.中转取料装置的结构紧凑、空间利用率高，可在狭小受限空间内顺畅取料，而且中转取料装置的柔性化取料功能配合料架使用时可以将料架上各个位置的工件逐个取出，且能将取出的工件移送至同一位置供上料机械手取用，提高了上料效率，降低了料架及机械手的调试难度。
19.本技术实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例而了解。本技术实施例的目的和其他优点在说明书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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获得其它的附图。
21.图1为本技术实施例提供的工件上料设备的结构示意图；
22.图2为本技术实施例提供的中转取料装置的结构示意图；
23.图3为本技术实施例提供的中转取料装置的侧视图；
24.图4为本技术实施例提供的主视示意图。
25.附图标记：
26.100、中转取料装置；
27.200、工件上料设备；
28.300、料架；
29.400、工件；
30.1、第一移动组件；
31.11、第一驱动件；
32.12、第一轨道件；
33.121、第一方向；
34.13、第一滑座；
35.14、第一检测件；
36.15、第一限位件；
37.2、第二移动组件；
38.21、第二驱动件；
39.22、第二轨道件；
40.221、第二方向；
41.23、第二滑座；
42.24、第二检测件；
43.25、第二限位件；
44.3、取料组件；
45.31、取料轨道；
46.32、取料件；
47.321、柔性连接部；
48.322、磁性吸取部；
49.33、取料驱动件；
50.34、距离检测件；
51.4、旋转驱动件；
52.41、主体部；
53.42、旋转件；
54.5、翻转组件；
55.51、翻转主体；
56.52、翻转件；
57.53、翻转驱动件；
58.6、夹紧组件；
59.61、夹紧件；
60.62、夹紧驱动件；
61.63、夹紧固定件。
62.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
具体实施方式
63.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
64.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
65.应当理解，本文中使用的术语“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。
66.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“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它含义。
67.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
68.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
69.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
70.在本技术实施例的描述中，技术术语“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
71.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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；也可以是机械连接，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。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实施例中的具体含义。
72.目前的汽车生产线中常设置有自动化焊装线，在该部分生产线中，常采用机械手从料架上抓取工件的形式上料。此种上料形式，需要对工件进行精确定位后才能满足于机器人抓件的交互需求。为保证工件定位精准，常设置精确料架来放置待加工的工件，但是随
着汽车产品更新换代、车型与日俱增，精确料架同样存在一些痛点问题：
73.1、精确料架都是根据特定工件配合设计的，随着新车型导入不断增加，不同工件对应的精确料架占据了越来越多的存储空间。
74.2、精确料架单台造价贵，新车型导入成本不断增加。
75.3、精确料架的每一个零件定位位置都是一处抓件位，零件周边还需要留出机械手抓取的避位空间，故此精确料架装件数量少、装件运转效率低。
76.4、精确料架每个位置都是抓件位、抓件位多意味着每个位置都需要精心调试和后期维护，故此故障率也相对较高一些。
77.下面根据本技术实施例提供的中转取料装置的结构，对其具体实施例进行说明。
78.本技术提供一种中转取料装置100，其设置于料架300一侧，料架300上排列设置有工件400，中转取料装置100包括第一移动组件1、设置于第一滑座13上的第二移动组件2及设置于第二滑座23上的取料组件3。第一移动组件1包括第一驱动件11、沿第一方向121设置的第一轨道件12及滑动设置于第一轨道件12的第一滑座13，第一驱动件11用于驱动第一滑座13在第一轨道件12上滑动。第二移动组件2包括第二驱动件21、沿第二方向221设置的第二轨道件22及滑动设置于第二轨道件22的第二滑座23，第二方向221与第一方向121交叉，第二驱动件21用于驱动第二滑座23在第二轨道件22上滑动。取料组件3包括取料轨道31、取料件32及取料驱动件33，取料件32滑动设置于取料轨道31，取料件32用于获取料架300上的工件400，取料驱动件33的输出端与取料件32连接，取料驱动件33用于驱动取料件32在取料轨道31上滑动。
79.请参阅图1，料架300上设置有工件400，工件400在料架300上呈多排设置，工件400可以是各种类型的工件400，在本实施例中，工件400为汽车零件中的前侧板零件，放置于料架300上的前侧板零件大致相对于水平面竖直。
80.中转取料装置100中的第一移动组件1、第二移动组件2及取料组件3可以采用现有技术中的直线组件，直线组件可以为气动控制的伸缩缸、电机驱动的齿轮齿条机构、电机驱动的丝杠螺母机构中任意一种机构。
81.请参阅图2、图3及图4，以下对第一移动组件1、第二移动组件2及取料组件3的具体结构进行阐述：
82.第一移动组件1包括第一驱动件11、沿第一方向121设置的第一轨道件12及滑动设置于第一轨道件12的第一滑座13，第一轨道件12上具有轨道，轨道可以是常规的工字轨道结构，第一滑座13沿第一方向121滑动设置于第一轨道件12上，第一驱动件11为电机，电机的输出端设置有齿轮，齿轮与第一轨道件12上的齿条啮合，通过电机转动使得第一滑座13可在第一轨道件12上自由滑动。
83.第二移动组件2包括第二驱动件21、沿第二方向221设置的第二轨道件22及滑动设置于第二轨道件22的第二滑座23，第二轨道件22上具有轨道，轨道可以是常规的工字轨道结构，第二滑座23沿第二方向221滑动设置于第二轨道件22上，第二驱动件21为电机，电机的输出端设置有齿轮，齿轮与第二轨道件22上的齿条啮合，通过电机转动使得第二滑座23可在第二轨道件22上自由滑动。第二方向221与第一方向121交叉，优选地，第一方向121与第二方向221垂直。又因为第二移动组件2整体安装于第一滑座13上，如此，通过第一移动组件1与第二移动组件2的配合，可以将安装于第二滑座23上的取料组件3移送至第一方向121
与第二方向221所在平面的任意坐标位置，当调整中转取料装置100的姿态使得第一方向121与第二方向221所在平面与料架300的侧面平行时，取料组件3可以被移动至料架300上任意一组工件400的对应位置。
84.取料组件3包括取料轨道31、取料件32及取料驱动件33，在本实施例中，取料轨道31与取料驱动件33可以一体设置，例如可以采用直线气缸，在直线气缸的主体部41分上设置了轨道，直线气缸的输出端在轨道上滑动，取料件32安装于输出端。取料件32可以是任意能获取工件400的结构，当工件400为铁质材料时，取料件32可以是磁铁；当工件400具有较光滑表面时，取料件32可以采用吸盘；当工件400具有孔洞时，取料件32可以采用杆状结构。取料件32还可以根据工件400的特点灵活设置，本技术对其具体结构不做限制。
85.取料驱动件33能驱动取料件32沿取料轨道31运动，当取料轨道31的延伸方向与工件400的排列方向平行时，取料驱动件33可以驱动取料件32靠近工件400并由取料件32获取工件400，再驱动取料件32向远离料架300的方向运动从而将工件400从料架300上取出。随后配合第一移动组件1、第二移动组件2的动作即可将工件400移动至指定位置，以供上料机械手获取工件400。
86.综上，本方案中的中转取料装置100可以从料架300上逐次取出工件400并将其移动至指定位置，供上料机械手获取工件400。因为中转取料装置100相比上料机械手的结构紧凑，其可以在料架300的狭小空间内取料，而且中转取料装置100在取料后将工件400移动至指定位置，使得上料机械手可以从一定点位置获取工件400，而不是从料架300上的多个位置取料，降低了上料机械手的定位难度，提高了上料机械手的工作效率。除此之外，中转取料装置100可以配合多种料架300及多种工件400使用，提高了取料的柔性化程度，降低了生产成本。
87.在其中一个实施例中，中转取料装置100还包括旋转驱动件4，旋转驱动件4包括主体部41及转动设置于主体部41的旋转件42，主体部41与旋转件42中的一者与第二滑座23连接，另一者与取料组件3连接，旋转驱动件4用于驱动取料组件3相对于第二滑座23旋转。
88.请参阅图2及图3，旋转驱动件4可以是旋转气缸、步进电机或任意能产生相对旋转的装置或结构，以下给出一种实施例，旋转件42转动设置于主体部41上，主体部41中心设置有固定齿轮，旋转件42的外围固定设置有旋转伺服电机，旋转伺服电机的输出轴设置有与固定齿轮啮合的转动齿轮，当旋转伺服电机开启时，转动齿轮旋转以使其绕固定齿轮公转，从而带动旋转件42绕主体部41旋转。又因为主体部41与旋转件42中的一者与第二滑座23连接，另一者与取料组件3连接，所以旋转伺服电机转动时取料组件3相对于第二滑座23旋转，如此，通过转动实现了狭小受限空间内的工件400对获取，使得中转取料装置100的结构设计更为紧凑。还使得取料组件3在空间位置上具备更高的自由度，便于后续的上料机械手取件。
89.在其中一个实施例中，取料组件3还包括翻转组件5，取料件32通过翻转组件5连接于取料轨道31，翻转组件5包括翻转主体51、翻转件52及翻转驱动件53，翻转主体51滑动设置于取料轨道31，翻转件52铰接于翻转主体51，取料件32安装于翻转件52，翻转驱动件53与翻转件52连接，翻转驱动件53用于驱动翻转件52相对于翻转主体51旋转。
90.请参阅图2、图3及图4，翻转组件5使得取料件32具备翻转一定角度的能力，翻转组件5的具体翻转角度可以根据实际情况设置，本实施例中，翻转组件5的翻转角度为90
°
，其
主要用于将工件400由竖直状态翻转至水平状态以方便抓取。翻转主体51与取料轨道31滑动连接，其远离取料轨道31的一端设置有供翻转件52铰接的铰接结构，翻转件52可以具有多个伸出的条状结构，每个条状结构上可以设置取料件32。翻转驱动件53可以为伸缩气缸或者其他驱动结构，翻转驱动件53设置于翻转主体51，翻转驱动件53的输出端与翻转件52连接，如此，翻转驱动件53的输出端运动时即可带动翻转件52相对于翻转主体51转动，从而使得取料件32能同步翻转以带动工件400翻转至预定位置。
91.在其中一个实施例中，取料组件3还包括夹紧组件6，夹紧组件6包括夹紧件61、夹紧驱动件62及固定于翻转件52上的夹紧固定件63，夹紧件61活动设置于夹紧固定件63上，夹紧驱动件62与夹紧件61连接，夹紧驱动件62用于驱动夹紧件61沿靠近或远离取料件32的方向运动。
92.请参阅图2、图3及图4，为了提高工件400在取料件32上的稳定性，本实施例还设置了夹紧组件6，夹紧组件6能抵接于工件400，以使工件400被夹紧组件6及取料件32夹持。夹紧固定件63包括相互垂直设置的第一条状部分及第二条状部分，第一条状部分固定于翻转件52上，第二条状部分的端部设置有铰接结构。夹紧件61铰接于第二条状部分的端部，夹紧件61靠近取料件32的一端用于与工件400抵接，夹紧件61远离取料件32的一端与夹紧驱动件62连接，夹紧驱动件62可以是伸缩气缸，夹紧驱动件62通过驱动夹紧件61远离取料件32的一端上升而使夹紧件61靠近取料件32的一端下降，如此，夹紧件61与取料件32能将工件400稳固地的夹持其中。
93.在其中一个实施例中，取料件32包括柔性连接部321及磁性吸取部322，柔性连接部321的一端连接于翻转件52，柔性连接部321的另一端与磁性吸取部322连接，磁性吸取部322用于吸取工件400。
94.请参阅图4，磁性吸取部322可以是磁铁，柔性连接部321可以为弹簧、胶柱等弹性零件，其由弹性材料制成，其在外力作用下会发生形变，且在除去外力后又会恢复原状，在其中一个实施例中，柔性连接部321可以是螺旋弹簧，通过设置柔性连接部321可以避免磁性吸取部322与工件400发生硬接触，进而避免工件400被损坏。
95.在其中一个实施例中，取料组件3上设置有距离检测件34，距离检测件34朝向料架300设置，距离检测件34用于检测料架300上的工件400与取料组件3之间的距离。
96.请参阅图2及图3，距离检测件34可以是激光距离传感器或其他能检测距离的传感器，距离检测件34的距离设置位置可以是取料组件3朝向料架300的侧面，如此，当取料组件3对应于料架300某处的工件400时，距离检测件34能够检测该处工件400与取料组件3的距离，进而判断取料组件3为接触工件400所需要移动的距离。本实施例进一步提高了，中转取料装置100的智能化程度，使得其能根据实际情况判断移动距离以实现自动取料。
97.在其中一个实施例中，第一移动组件1还包括第一检测件14，第一检测件14朝向第一滑座13设置，第一检测件14用于检测第一滑座13在第一轨道件12上的位置；第二移动组件2还包括第二检测件24，第二检测件24朝向第二滑座23设置，第二检测件24用于检测第二滑座23在第二轨道件22上的位置。
98.请参阅图2，第一检测件14与第二检测件24可以是激光距离传感器或其他能检测距离的传感器，第一检测件14可以设置于第一轨道件12上，其向第一滑座13发射光线并根据反射光线来判断第一滑座13与第一检测件14之间的距离，进而测量第一滑座13在第一轨
道件12上的位置。同理，第二检测件24可以设置于第二轨道件22上，其向第二滑座23发射光线并根据反射光线来判断第二滑座23与第二检测件24之间的距离，进而测量第二滑座23在第二轨道件22上的位置。本实施例通过设置第一检测件14与第二检测件24来测量第一滑座13与第二滑座23的位置，进而精确得出第二滑座23上取料组件3的坐标值，从而提高中转取料装置100的智能化程度，使得其能根据实际情况判断移动距离以实现后续自动定位功能。
99.在其中一个实施例中，第一移动组件1还包括至少两个第一限位件15，两个第一限位件15分别设置于第一轨道件12延伸方向上的两端，第一限位件15用于与第一滑座13抵接；第二移动组件2还包括至少两个第二限位件25，两个第二限位件25分别设置于第二轨道件22延伸方向上的两端，第二限位件25用于与第二滑座23抵接。
100.请参阅图2，第一限位件15与第二限位件25可以通过常规固定零件安装于第一轨道件12及第二轨道件22上，第一限位件15能限制第一滑座13在第一轨道件12上运动轨迹的极限位置，第二限位件25能限制第二滑座23在第二轨道件22上运动轨迹的极限位置。本实施例通过硬限位提高了中转下料装置的安全性，防止第一滑座13与第二滑座23脱轨。
101.请参阅图1，本技术还提供一种工件400上料设备200，包括料架300、上料机械手(图中未示出)及上述任一项的中转取料装置100，料架300设置有成排放置的工件400，中转取料装置100设置于料架300侧面，中转取料装置100用于将工件400从料架300中取出，上料机械手设置于中转取料装置100一侧，上料机械手用于将中转取料装置100上的工件400移送至加工处。
102.中转取料装置100能从料架300中逐个将工件400取出并移动至预定位置，上料机械手能从预定位置不断抓取工件400，并将工件400移动至加工处，如此，工件400上料设备200的效率得到了提高且故障率也有所下降，提高了生产效益。
103.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。