一种刻印机自动上下料装置及其控制方法.pdf

本发明提出了一种刻印机自动上下料装置及其控制方法，通过第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机的工作分别带动横移杆、升降杆和抓取装置的来回移动，实现抓取装置在三维方向内移动，将工件抓取并放置在刻印机的工作台上，整个操作通过摄像装置获取工件位置，并通过控制器建模操控各个电机工作实现精确的位移。本发明的装置抓取工件后将其放到流水线工作台，即完成单个工作循环，而且在抓取过程中通过摄像装置拍摄工件角度和位置，通过控制器处理并控制各装置的运作，实现自动化的目的。

1.  一种刻印机自动上下料装置，其特征在于，包括框架（1）、平移导轨（2）、横移导轨（5）、升降导轨（9）、第一滑块（11）、第二滑块（12）、第三滑块（13）、第一步进电机（3）、第二步进电机（6）、第三步进电机（8）和抓取装置（10），所述框架（1）下方设置工作台（14），所述框架上平行设置两根平行的平移导轨（2），所述平移导轨（2）上分别固定第一滑块（11），第一滑块（11）上分别固定横移杆（4）的两端，所述平移导轨（2）的一端设有第一步进电机（3），另一端固定滚轮，所述第一步进电机（3）通过皮带连接滚轮，所述横移杆（4）固定在皮带上；所述横移杆（4）上安装横移导轨（5），所述横移导轨（5）上固定第二滑块（12），所述横移导轨（5）的一端设有第二步进电机（6），另一端固定滚轮，所述第二步进电机（6）通过皮带连接滚轮且皮带上固定升降杆（7），所述升降杆（7）固定在第二滑块（12）上；所述升降杆（7）上安装升降导轨（9），所述升降导轨（9）上固定第三滑块（13），所述升降导轨（9）的一端设有第三步进电机（8），另一端固定滚轮，所述第三步进电机（8）通过皮带连接滚轮且皮带上固定抓取装置（10），所述抓取装置（10）固定在第三滑块（13）上；所述横移杆（4）上设有摄像装置，所述摄像装置连接控制器，所述控制器分别通过电路连接所述抓取装置（10）、第一步进电机（3）、第二步进电机（6）和第三步进电机（8）。

2.  如权利要求1所述的一种刻印机自动上下料装置，其特征在于，所述控制器根据摄像装置拍摄物料的图像并建立坐标模型，根据坐标模型参数计算并调整第一步进电机（3）、第二步进电机（6）和第三步进电机（8）的转速和转向，并将控制抓取装置（10）抓取物料进行三维移动放置在工作台上。

3.  如权利要求1所述的一种刻印机自动上下料装置，其特征在于，所述抓取装置（10）上设有旋转机构以调整抓取的物料的角度。

4.  如权利要求1所述的一种刻印机自动上下料装置，其特征在于，所述框架（1）下方固定小车定位装置（15）。

5.  如权利要求1-4任一项所述的一种刻印机自动上下料装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、物料小车置于小车定位装置（15）上，检测工作台是否就绪，物料小车是否就位，摄像装置拍摄物料的图像，识别物料小车内工件并进行图像位置编码，控制器根据编码信号建立坐标模型；
b、根据编码信号建立的坐标模型，控制器控制抓取装置（10）抓取当前图像中位置码最大的工件，控制各步进电机的工作，并将工件移动至工作台（14）上方，同时识别工件角度变差并调整至需要方向；
c、根据坐标模型判断工件位置、角度是否符合要求，即在预定的坐标位置，若否，则调整至既定位置；若是，则控制抓取装置（10）放下工件，完成一次上、下料；
d、完成下料后，检查物料小车内是否还有工件，若是，重复步骤b；若否，则发出召唤下一辆物料小车的指令，若没有收到停止工作的指令，则循环开始步骤a，否则停止。

一种刻印机自动上下料装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种刻印机自动上下料装置及其控制方法。
背景技术
目前空调压缩机的定子的刻印工序中，主要靠人力从小推车上搬运至生产线上，定子重量较大，工人劳动强度大、效率低，一旦失手极可能导致工件损坏和人员受伤。而且工件被搬上生产线上后将马上被刻字，对工件的摆放位置和方向有严格要求，人工摆放时经常有误，导致产品报废。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种刻印机自动上下料装置及其控制方法，可以通过抓取装置抓取需要刻印的工件，并根据摄像装置的视角调整抓取到的工件的角度，自动放置到工作台上进行刻印，免去人工操作的不便。
本发明具体是通过以下技术方案来实现的：
一种刻印机自动上下料装置，包括框架、平移导轨、横移导轨、升降导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机和抓取装置，所述框架下方设置工作台，所述框架上平行设置两根平行的平移导轨，所述平移导轨上分别固定第一滑块，第一滑块上分别固定横移杆的两端，所述平移导轨的一端设有第一步进电机，另一端固定滚轮，所述第一步进电机通过皮带连接滚轮，所述横移杆固定在皮带上；所述横移杆上安装横移导轨，所述横移导轨上固定第二滑块，所述横移导轨的一端设有第二步进电机，另一端固定滚轮，所述第二步进电机通过皮带连接滚轮且皮带上固定升降杆，所述升降杆固定在第二滑块上；所述升降杆上安装升降导轨，所述升降导轨上固定第三滑块，所述升降导轨的一端设有第三步进电机，另一端固定滚轮，所述第三步进电机通过皮带连接滚轮且皮带上固定抓取装置，所述抓取装置固定在第三滑块上；所述横移杆上设有摄像装置，所述摄像装置连接控制器，所述控制器分别通过电路连接所述抓取装置、第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机。
进一步地，所述控制器根据摄像装置拍摄物料的图像并建立坐标模型，根据坐标模型参数计算并调整第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机的转速和转向，并将控制抓取装置抓取物料进行三维移动放置在工作台上；
进一步地，所述抓取装置上设有旋转机构以调整抓取的物料的角度；
进一步地，所述框架下方固定小车定位装置。
一种刻印机自动上下料装置的控制方法，包括以下步骤：
a、物料小车置于小车定位装置上，检测工作台是否就绪，物料小车是否就位，摄像装置拍摄物料的图像，识别物料小车内工件并进行图像位置编码，控制器根据编码信号建立坐标模型；
b、根据编码信号建立的坐标模型，控制器控制抓取装置抓取当前图像中位置码最大的工件，控制各步进电机的工作，并将工件移动至工作台上方，同时识别工件角度变差并调整至需要方向；
c、根据坐标模型判断工件位置、角度是否符合要求，即在预定的坐标位置，若否，则调整至既定位置；若是，则控制抓取装置放下工件，完成一次上、下料；
d、完成下料后，检查物料小车内是否还有工件，若是，重复步骤b；若否，则发出召唤下一辆物料小车的指令，若没有收到停止工作的指令，则循环开始步骤a，否则停止。
本发明产生的有益效果为：本发明的装置抓取工件后将其放到流水线工作台，即完成单个工作循环，而且在抓取过程中通过摄像装置拍摄工件角度和位置，通过控制器处理并控制各装置的运作，实现自动化的目的。
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获得其他的附图。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明升降杆的结构示意图；
图4为本发明的控制流程图。
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做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。
如图1~3所示，一种刻印机自动上下料装置，包括框架1、平移导轨2、横移导轨5、升降导轨9、第一滑块11、第二滑块12、第三滑块13、第一步进电机3、第二步进电机6、第三步进电机8和抓取装置10，所述框架下方设置工作台，所述框架上平行设置两根平行的平移导轨2，所述平移导轨2上分别固定第一滑块11，第一滑块11上分别固定横移杆4的两端，所述平移导轨2的一端设有第一步进电机3，另一端固定滚轮，所述第一步进电机3通过皮带连接滚轮，所述横移杆4固定在皮带上。第一步进电机3工作，通过皮带带动横移杆4来回移动，同时第一滑块11处于平移导轨2上，保证横移杆4在移动过程不会发生位移。
横移杆4上安装横移导轨5，所述横移导轨5上固定第二滑块12，所述横移导轨5的一端设有第二步进电机6，另一端固定滚轮，所述第二步进电机6通过皮带连接滚轮且皮带上固定升降杆7，所述升降杆7固定在第二滑块12上。与横移杆的工作原理相同，升降杆7在横移导轨5上发生来回方向的位移。
升降杆7上安装升降导轨9，所述升降导轨9上固定第三滑块13，所述升降导轨9的一端设有第三步进电机8，另一端固定滚轮，所述第三步进电机8通过皮带连接滚轮且皮带上固定抓取装置10，所述抓取装置10固定在第三滑块13上。同理，抓取装置10在升降导轨9上发生上下方向的位移。
本发明中横移杆4上设有摄像装置，所述摄像装置连接控制器，所述控制器分别通过电路连接所述抓取装置10、第一步进电机3、第二步进电机6和第三步进电机8。所述控制器根据摄像装置框架1底下的空间，拍摄物料的图像并建立坐标模型，根据坐标模型参数计算并调整第一步进电机3、第二步进电机6和第三步进电机8的转速和转向，并将控制抓取装置10抓取物料进行三维移动放置在工作台上。为了配合摄像装置拍摄的图片与小车每次放置位置的不变，框架1下方固定小车定位装置15，每次运输到框架下的小车都放置在同样的位置，控制器可以通过依次编程即可完成多次、多车的抓取。
本实施例中，由于印刻对工件的方向需要严格控制，抓取装置10上设有旋转机构以调整抓取的物料的角度，该方案只需要在将抓取装置10安装在旋转机构上，旋转机构连接控制器即可实现操作。该方案在很多领域都有涉及，这里不再进行详细阐述。
如图4所示，一种刻印机自动上下料装置的控制方法，包括以下步骤：
a、物料小车置于小车定位装置15上，检测工作台是否就绪，物料小车是否就位，摄像装置拍摄物料的图像，识别物料小车内工件并进行图像位置编码，控制器根据编码信号建立坐标模型；
b、根据编码信号建立的坐标模型，控制器控制抓取装置10抓取当前图像中位置码最大的工件，控制各步进电机的工作，并将工件移动至工作台14上方，同时识别工件角度变差并调整至需要方向；
c、根据坐标模型判断工件位置、角度是否符合要求，即在预定的坐标位置，若否，则调整至既定位置；若是，则控制抓取装置10放下工件，完成一次上、下料；
d、完成下料后，检查物料小车内是否还有工件，若是，重复步骤b；若否，则发出召唤下一辆物料小车的指令，若没有收到停止工作的指令，则循环开始步骤a，否则停止。
本发明的控制方法中实时检测设备危险或故障信号，当检测到危险或故障信号即时停止，整个控制过程主要通过摄像装置的图像，分别识别工件位置并建立编码信号设定坐标模型，整个工件的位置移动都通过坐标模型的移动进行调整。调整过程中控制器控制各步进电机等部件进行工作，可以通过抓取装置抓取需要刻印的工件，并根据摄像装置的视角调整抓取到的工件的角度，自动放置到工作台上进行刻印，免去人工操作的不便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。