一種自動(dòng)取料平臺(tái)及其運(yùn)料方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械運(yùn)輸領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)取料氣動(dòng)推送磁力機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動(dòng)磁力機(jī)械手不僅是機(jī)械工業(yè)為進(jìn)行輸送、配送的理想物料搬運(yùn)活動(dòng)，而且越來越多地應(yīng)用到汽車制造業(yè)、食品包裝和精密儀器上。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室或醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)物品的管理及分配，多數(shù)采用人工管理，不但繁瑣而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，特別是對(duì)那些較為精密的儀器、無菌操縱的藥品器械、實(shí)驗(yàn)過程中易損傷試驗(yàn)者的較為危險(xiǎn)的化學(xué)品，在獲取和存放這類物體時(shí)，急需要高效率的智能管理及存放的方式，但市場(chǎng)上大量的氣動(dòng)機(jī)械手大部分采用PLC控制，缺點(diǎn)是重復(fù)精度差，不滿足化學(xué)化工、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域現(xiàn)代智能化管理及分配的用戶需求。例如發(fā)明專利磁力吸附式機(jī)械手(CN201310550461.1)，抓取零件時(shí)，施加于零件上的壓力小，有利于保護(hù)零件，但并沒有解決對(duì)指定零件抓取和回放的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、新型彩色條形碼掃描推送磁力機(jī)械手及其運(yùn)料方法，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)，智能倉(cāng)庫(kù)和大學(xué)教學(xué)中。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的。一種自動(dòng)取料平臺(tái)，包括上平臺(tái)、下平臺(tái)、磁力機(jī)械手、物料柜、載物動(dòng)平臺(tái)、開關(guān)、控制器、條形碼掃描器，所述上平臺(tái)設(shè)置于下平臺(tái)的正上方，所述下平臺(tái)上設(shè)置有開關(guān)與物品框；所述上平臺(tái)的一端設(shè)有所述磁力機(jī)械手，其另一端設(shè)有所述物品架；所述載物動(dòng)平臺(tái)與所述下平臺(tái)相連，并設(shè)于所述物料柜所在的一端，所述條形碼掃描器設(shè)置在載物動(dòng)平臺(tái)上；所述磁力機(jī)械手包括左支架(1)、右支架、a帶輪、b帶輪、c帶輪、abcV帶、Ml電機(jī)、LI縱向絲桿、Ll_2縱向絲桿螺母、L2橫向絲桿、L2-2橫向絲桿螺母、L3縱向絲桿、L3-2縱向絲桿螺母、M2電機(jī)、減速機(jī)、Kl齒輪、K2齒輪、氣缸、電磁閥與電磁鐵，所述左支架(I)、右支架均固定設(shè)置在所述上平臺(tái)；所述a帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述左機(jī)架上，所述LI縱向絲桿一端安裝在a帶輪上，L1-2縱向絲桿螺母與LI縱向絲桿螺旋連接；所述b帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述右機(jī)架上，所述L3縱向絲桿一端安裝在b帶輪上，L3-2縱向絲桿螺母與L3縱向絲桿螺旋連接；所述Ml電機(jī)固定安裝在所述上平臺(tái)，所述c帶輪安裝在Ml電機(jī)上，abcV帶繞在a帶輪、b帶輪和c帶輪上山2橫向絲桿一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在L1-2縱向絲桿螺母上，其另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在L3-2縱向絲桿螺母上，所述L2橫向絲桿上螺旋連接有L2-2橫向絲桿螺母；所述M2電機(jī)固定在所述L3-2縱向絲桿螺母上，所述M2電機(jī)通過減速箱與Kl齒輪連接，所述Kl齒輪與K2齒輪嚙合，所述K2齒輪與L2橫向絲桿連接；所述L2-2橫向絲桿螺母上還固定安裝有氣缸，所述氣缸與電磁閥連接，所述氣缸的活塞桿一端固定設(shè)置有電磁鐵。
[0005]進(jìn)一步地，所述載物動(dòng)平臺(tái)包括底板、第一支架、第二支架、M4電機(jī)、m帶輪、η帶輪、mnV帶、L5橫向絲桿、L5-2橫向絲桿螺母、向心球軸承、M3電機(jī)、Ql齒輪、Q2齒輪、L4縱向絲桿、L4-2縱向絲桿螺母、載物臺(tái)，所述第一支架、第二支架與M4電機(jī)均固定安裝在所述底板上；所述第二支架上安裝有m帶輪，所述M4電機(jī)上安裝有η帶輪，所述mnV帶繞在m帶輪和η帶輪中；所述L5橫向絲桿一端連接在第一支架上，其另一端連接在m帶輪上，所述L5橫向絲桿上還螺旋連接有L5-2橫向絲桿螺母；所述L5-2橫向絲桿螺母通過向心球軸承分別安裝有M3電機(jī)與L4縱向絲桿；所述M3電機(jī)的電機(jī)軸上安裝有Ql齒輪，所述L4縱向絲桿上連接有Q2齒輪，所述Ql齒輪與Q2齒輪相互嚙合；所述L4縱向絲桿上螺旋連接有L4-2橫向絲桿螺母，所述L4-2橫向絲桿螺母上固定安裝有載物臺(tái)。
[0006]進(jìn)一步地，所述物品框側(cè)面覆蓋有金屬片，所述物品框正面貼有彩色條形碼，物料放置于物品框內(nèi)。
[0007]進(jìn)一步地，所述物料柜上設(shè)有M行N列的矩陣方格；裝有物料的物品框可放置于所述矩陣方格中；所述物品框上的彩色條形碼對(duì)應(yīng)于指定的矩陣方格。
[0008]進(jìn)一步地，所述開關(guān)上設(shè)有多個(gè)行程開關(guān)，其中各行程開關(guān)均可觸發(fā)信號(hào)自動(dòng)同時(shí)啟動(dòng)Ml電機(jī)、M2電機(jī)、M3電機(jī)與M4電機(jī)，控制所述磁力機(jī)械手和載物動(dòng)平臺(tái)沿指定路徑運(yùn)行；所述開關(guān)上還設(shè)有電子開關(guān)，所述電子開關(guān)用于控制所述條形碼掃描器。
[0009]本發(fā)明還包括一種應(yīng)用自動(dòng)取料平臺(tái)的取物方法，包括以下步驟:
[0010]S1.按下開關(guān)中的一個(gè)行程開關(guān)，開關(guān)觸發(fā)取料信號(hào)；
[0011]S2.所述控制器讀入取料信號(hào)，并將該取料信號(hào)轉(zhuǎn)為電機(jī)的脈沖數(shù)信號(hào)K(x, y, z)，其中，X為水平左右移動(dòng)的脈沖數(shù)，y為磁力機(jī)械手的氣缸活塞桿伸縮運(yùn)動(dòng)的脈沖數(shù)，z為垂直上下移動(dòng)的脈沖數(shù)，脈沖信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而使磁力機(jī)械手與載物動(dòng)平臺(tái)精確定位到物料所擺放的空間位置；
[0012]S3.所述控制器控制Ml電機(jī)與M2電機(jī)正轉(zhuǎn)，此時(shí)Ml電機(jī)與M2電機(jī)帶動(dòng)磁力機(jī)械手運(yùn)動(dòng)至指定物料框所在物料柜上的矩陣方格，所述電磁鐵通電，所述磁力機(jī)械手上的電磁鐵吸取物料框；
[0013]S4.所述控制器控制M3電機(jī)與M4電機(jī)正轉(zhuǎn)，所述M3電機(jī)與M4電機(jī)帶動(dòng)載物動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)至指定物品框所在物料柜上的矩陣方格；
[0014]S5.所述氣缸進(jìn)氣，氣缸活塞桿伸出并且將指定物品框推送到載物動(dòng)平臺(tái)的載物臺(tái)上，此時(shí)電磁鐵斷電；
[0015]S6.所述氣缸排氣，氣缸的活塞桿縮回，同時(shí)Ml電機(jī)、M2電機(jī)反轉(zhuǎn)，所述磁力機(jī)械手復(fù)位至原點(diǎn)；
[0016]S7.M3電機(jī)、M4電機(jī)反轉(zhuǎn)，所述M3與M4電機(jī)帶動(dòng)載物動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)至初始位置。
[0017]本發(fā)明還包括一種應(yīng)用自動(dòng)取料平臺(tái)的返物方法，包括以下步驟:
[0018]Al.按下所述開關(guān)的條形碼掃描電子開關(guān)，該條形掃碼器中的顏色傳感器掃描物品框上的彩色條形碼；
[0019]A2.所述控制器讀入條形碼信號(hào)，并將該條形碼信號(hào)轉(zhuǎn)為電機(jī)的脈沖數(shù)信號(hào)K(x, y, z)，其中，X為水平左右移動(dòng)的脈沖數(shù)，y為磁力機(jī)械手的氣缸活塞桿伸縮運(yùn)動(dòng)的脈沖數(shù)，z為垂直上下移動(dòng)的脈沖數(shù)，脈沖信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而使磁力機(jī)械手與載物動(dòng)平臺(tái)精確定位到物料所擺放的空間位置；
[0020]A3.所述控制器控制M3電機(jī)與M4電機(jī)正轉(zhuǎn)，所述M3電機(jī)與M4電機(jī)帶動(dòng)載物動(dòng)平臺(tái)上的物品框運(yùn)動(dòng)至物料柜上的指定矩陣方格位置；[0021 ] A4.所述控制器控制Ml電機(jī)與M2電機(jī)正轉(zhuǎn)，所述Ml電機(jī)與M2電機(jī)帶動(dòng)磁力機(jī)械手運(yùn)動(dòng)至物料柜上的指定矩陣方格；
[0022]A5.所述氣缸進(jìn)氣，氣缸活塞桿伸出至載物動(dòng)平臺(tái)的載物臺(tái)，此時(shí)電磁鐵通電，所述磁力機(jī)械手上的電磁鐵吸取載物平臺(tái)上的物料框；
[0023]A6.所述氣缸氣缸排氣，氣缸活塞桿臂縮回，磁力機(jī)械手將物品框帶回至物料柜上的對(duì)應(yīng)矩陣方格，此時(shí)電磁鐵斷電；
[0024]A7.所述Ml電機(jī)與M2電機(jī)反轉(zhuǎn)，所述磁力機(jī)械手復(fù)位至原點(diǎn)；所述M3電機(jī)、M4電機(jī)反轉(zhuǎn)，所述載物動(dòng)平臺(tái)復(fù)位至初始位置。
[0025]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果為:(I)本發(fā)明涉及的一種條形碼掃描磁力機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且能夠通過智能化控制實(shí)現(xiàn)物料的取料與返料的自動(dòng)化；(2)采用縱向絲桿與螺母精密配合的傳動(dòng)方式，誤差小、傳動(dòng)平穩(wěn)；(3)通過引入附加物-彩色條形碼鐵框，從而實(shí)現(xiàn)了無磁性物料的傳送，同時(shí)使系統(tǒng)的可控性得到了加強(qiáng)；(4)本發(fā)明所涉及的取物與返物方法具備很高的通用性，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)4.0的智能倉(cāng)庫(kù)疾或醫(yī)學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，具有良好的應(yīng)用前景及很大的市