本实用新型涉及一种磁铁送料抓取装置，尤其涉及一种双工位弧形磁铁送料抓取装置。
背景技术：
现在的产业线上，通常圆形或方形规则磁铁采用自动化装配的方式，但是弧形磁铁由于形状不规则、安装精度高、体积小以及抓取困难等特点，因此目前在电子产品的微型弧形磁铁的组装中，大部分采用的是人工装配的生产模式，普遍存在效率低、良率不高以及产品检测困难等问题。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种能够提高弧形磁铁装配效率和精度的磁铁送料抓取装置。
对此，本实用新型提供一种双工位弧形磁铁送料抓取装置，包括：双弹夹式送料模块、xy轴运动单元、z轴抓取单元、下视觉模块和上视觉模块，所述双弹夹式送料模块设置于所述xy轴运动单元和所述z轴抓取单元的下方，所述下视觉模块和上视觉模块分别设置于所述双弹夹式送料模块靠近所述z轴抓取单元一端的上方和下方，所述双弹夹式送料模块包括推拉式安装底板、推料机构、弹夹支架、磁铁弹夹模块、弹夹固定模块和磁铁分料机构，所述推料机构设置于所述推拉式安装底板上，所述磁铁弹夹模块通过所述弹夹支架设置于所述推料机构上，所述磁铁弹夹模块的一端通过所述弹夹固定模块与所述磁铁分料机构相连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述推料机构包括光电感应器、磁铁推杆、缓冲弹簧和第一直线导轨，所述光电感应器和磁铁推杆分别设置于所述第一直线导轨上，所述缓冲弹簧设置于所述磁铁推杆和第一直线导轨之间。
本实用新型的进一步改进在于，所述磁铁弹夹模块包括激光感应器和两条用于容纳磁铁的磁铁弹夹，所述激光感应器设置于所述磁铁弹夹上，两条所述磁铁弹夹并列设置于所述弹夹支架上。
本实用新型的进一步改进在于，所述磁铁分料机构包括丝杆电机组合、磁铁弹夹、磁铁压块和顶升轴，所述顶升轴设置于所述丝杆电机组合的上方，所述磁铁弹夹通过所述磁铁压块与所述顶升轴相连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述xy轴运动单元包括固定底座、y轴直线模组、第二直线导轨、x轴安装板、z轴安装板、x轴直线模组和拖链模块，所述y轴直线模组设置于所述固定底座上，所述x轴直线模组通过第二直线导轨和x轴安装板设置于所述y轴直线模组上，所述z轴抓取单元通过所述z轴安装板设置于所述x轴直线模组上，所述拖链模块设置于所述x轴安装板上。
本实用新型的进一步改进在于，所述z轴抓取单元包括步进电机、同步带主动轮、同步带从动轮、滑动缓冲模块、旋转电机、真空吸嘴和r轴感应器，所述步进电机通过所述同步带主动轮和同步带从动轮连接至所述滑动缓冲模块，所述滑动缓冲模块通过旋转电机连接至所述真空吸嘴，所述r轴感应器设置于所述真空吸嘴旁。
本实用新型的进一步改进在于，所述z轴抓取单元的数量为两个，所述两个z轴抓取单元并列设置，且所述真空吸嘴的位置与所述双弹夹式送料模块的抓取位置对应设置。
本实用新型的进一步改进在于，所述滑动缓冲模块包括拉伸弹簧、活动销、压缩弹簧和第三直线导轨，所述拉伸弹簧和压缩弹簧分别设置于所述活动销上，所述活动销通过所述第三直线导轨连接至所述旋转电机。
本实用新型的进一步改进在于，所述下视觉模块包括工业相机、第一镜头、光源固定板、相机光源、光源调节板、视觉安装座和手动滑台，所述工业相机通过所述第一镜头和光源固定板连接至所述相机光源，所述工业相机穿过所述光源调节板连接至所述手动滑台，所述视觉安装座设置于所述手动滑台上。
本实用新型的进一步改进在于，所述上视觉模块包括光源、第二镜头、相机、相机安装板、连接板和光源安装板，所述光源通过所述第二镜头连接至所述相机，所述相机通过相机安装板设置于所述光源安装板上，所述光源与所述连接板相连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：所述双弹夹式送料模块采用双弹夹的设计能够保证机构实现不停机换料，提高了其生产效率，并通过该双弹夹式送料模块的结构设计，使得所述弧形磁铁得以实现产业化送料和抓取；相应的，优选采用包括两个独立的z轴抓取单元，每次均可实现双工位两个弧形磁铁的抓取和组装，有效提高了装配速度；在此基础上，还采用下视觉模块和上视觉模块，并增加r轴旋转电机，在自动化生产线上实现磁铁高精度定位与外观检测，还能够为磁铁自身位置的调整提供基础，进而保证了产品的良率，因此，本例能够有效降低对产品来料位置的精度要求，并提高了弧形磁铁的装配效率和控制精度，还有效地降低了产品的不良率。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的整体结构示意图；
图2是本实用新型一种实施例的爆炸结构示意图；
图3是本实用新型一种实施例的双弹夹式送料模块的结构示意图；
图4是本实用新型一种实施例的双弹夹式送料模块的爆炸结构示意图；
图5是本实用新型一种实施例的推料机构的局部放大结构示意图；
图6是本实用新型一种实施例的磁铁弹夹模块的放大结构示意图；
图7是本实用新型一种实施例的磁铁分料机构的放大结构示意图；
图8是本实用新型一种实施例的xy轴运动单元的结构示意图；
图9是本实用新型一种实施例的xy轴运动单元的爆炸结构示意图；
图10是本实用新型一种实施例的z轴抓取单元的结构示意图；
图11是本实用新型一种实施例的z轴抓取单元的爆炸结构示意图；
图12是本实用新型一种实施例的滑动缓冲模块的结构示意图；
图13是本实用新型一种实施例中z轴抓取单元的电机同步模组结构示意图；
图14是本实用新型一种实施例的下视觉模块的结构示意图；
图15是本实用新型一种实施例的下视觉模块的爆炸结构示意图；
图16是本实用新型一种实施例的上视觉模块的结构示意图；
图17是本实用新型一种实施例的上视觉模块的爆炸结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1至图17所示，本实用新型提供一种双工位弧形磁铁送料抓取装置，包括：双弹夹式送料模块1、xy轴运动单元2、z轴抓取单元3、下视觉模块4和上视觉模块5，如图1和图2所示，所述双弹夹式送料模块1设置于所述xy轴运动单元2和所述z轴抓取单元3的下方，优选的，所述双弹夹式送料模块1通过所述xy轴运动单元2与所述z轴抓取单元3相连接，所述下视觉模块4和上视觉模块5分别设置于所述双弹夹式送料模块1靠近所述z轴抓取单元3一端的上方和下方，如图3和图4所示，所述双弹夹式送料模块1包括推拉式安装底板11、推料机构12、弹夹支架13、磁铁弹夹模块14、弹夹固定模块15和磁铁分料机构16，所述推料机构12设置于所述推拉式安装底板11上，所述磁铁弹夹模块14通过所述弹夹支架13设置于所述推料机构12上，所述磁铁弹夹模块14的一端通过所述弹夹固定模块15与所述磁铁分料机构16相连接。在实际工作中，所述推料机构12把所述磁铁弹夹模块14内的磁铁142向前送料至所述磁铁分料机构16，所述磁铁分料机构16将其切分成单个的磁铁142，并将单个的磁铁142顶升至所述xy轴运动单元2的抓取位置。
更为具体的，如图5所示，本例所述推料机构12包括光电感应器121、磁铁推杆122、缓冲弹簧123和第一直线导轨124，所述光电感应器121和磁铁推杆122分别设置于所述第一直线导轨124上，所述缓冲弹簧123设置于所述磁铁推杆122和第一直线导轨124之间。所述光电感应器121为光电开关，通过光电感应实现开关控制；所述磁铁推杆122在接触到磁铁142的时候会压缩缓冲弹簧123以实现其保护作用，所述第一直线导轨124用于实现导轨作用下的直线运动，本例在所述磁铁推杆122接触磁铁142后会压缩所述缓冲弹簧123向后运动，实现对磁铁142的保护，同时所述光电感应器121断开，输出所述磁铁推杆122与磁铁142相接触的信号，保证所述推料机构12的推料运动稳定性和可靠性。
如图4和图6所示，本例所述磁铁弹夹模块14包括激光感应器141和两条用于容纳磁铁142的磁铁弹夹143，所述激光感应器141设置于所述磁铁弹夹143上，两条所述磁铁弹夹143并列设置于所述弹夹支架13上，用于实现磁铁142的装夹和检测，当所述磁铁弹夹143内有料时，所述激光感应器141会检测到磁铁142；当所述磁铁弹夹143内磁铁142将要耗尽时，所述激光感应器141感应不到图6所示的磁铁弹夹143内的磁铁142，发出缺料报警，提示操作员上料。
如图7所示，本例所述磁铁分料机构16包括丝杆电机组合161、磁铁弹夹162、磁铁压块163和顶升轴164，所述顶升轴164设置于所述丝杆电机组合161的上方，所述磁铁弹夹162通过所述磁铁压块163与所述顶升轴164相连接。所述磁铁分料机构16是本例的设计重点之一，所述丝杆电机组合161可以通过丝杆实现上下运动，进而实现z轴的上下运动控制，所述磁铁弹夹162为用于在磁铁分料机构16中装在磁铁142的弹夹，在实际工作中，所述丝杆电机组合161中的丝杆推动所述顶升轴164上升，所述顶升轴164也称推料轴，该顶升轴164与磁铁压块163产生剪切力将所述磁铁弹夹162内的磁铁142分开，并继续将磁铁142顶升至抓取工位，进而同时实现了磁铁142的分料和顶升动作。
值得一提的是，本例所述磁铁压块163优选为弧形压块，即所述弧形压块的靠近所述顶升轴164这一侧的形状为与所述弧形磁铁(磁铁142)相匹配的弧形边缘，进而使得磁铁142运动到所述顶升轴164上方的时候，可以通过顶升轴164与磁铁压块163产生的剪切力将所述磁铁弹夹162内的磁铁142分开，所述顶升轴164继续上升就能够磁铁142顶升至抓取工位。
本例所述推拉式安装底板11用于方便换料过程的安装底板，用于安装所述推料机构12；所述推料机构12以包括所述第一直线导轨124的直线模组为动力，提高送料的精准度，同时所述推料机构12优选设置有包括了所述缓冲弹簧123的弹簧缓冲装置，进而在所述磁铁推杆122接触所述磁铁142后会压缩所述缓冲弹簧123向后运动，实现对所述磁铁142的保护，同时所述光电感应器121断开，输出所述磁铁推杆122与磁铁142的接触信号，推料运动可进行，所述弹夹支架13为用于实现弹夹支撑的支架。
本例所述双弹夹式送料模块1用于磁铁142上料，该磁铁142指的是弧形磁铁，所述xy轴运动单元2用于实现抓取单元在xy方向上的运动控制，所述z轴抓取单元用于抓取和装配磁铁142，所述下视觉模块4用于实现磁铁142的抓取和组装时的精准定位，所述上视觉模块5用于实现磁铁142的外观检测，防止抓取不良品或错误型号的产品。
在实际工作中，所述磁铁弹夹模块14内磁铁142由所述推料机构12把弹夹内的磁铁142由所述推料机构12的缓冲弹簧123向前送料至磁铁压块163，然后由顶升装置推杆164切分成单个的磁铁142并顶升到抓取位置；然后，所述xy运动单元2移动到抓取位置，所述z轴抓取单元3内电机同步带模块的步进电机31驱动同步带主动轮32转动，使滑动缓冲模块34带着真空吸嘴36实现吸嘴运动，运动到磁铁142的抓取位置，实现磁铁142的吸取，所述磁铁142由xy轴运动单元2和z轴抓取单元3移动到拍照位，由所述上视觉模块5拍照进行外观和类型的检测，磁铁142的合格品继续装配，否则丢弃并重新抓取，所述下视觉模块4对产品的安装位置进行拍照，获取位置信息，并通过旋转电机35调整磁铁142在r轴的角度，其过程如下：工业相机41获取磁铁142的位置后与计算机存储标准安装位置进行比对，通过控制电机旋转一定角度来补偿二者的差值，进而将磁铁142调整到正确安装位置；r轴指的是磁铁142绕z轴的旋转轴，即磁铁142在垂直于z轴平面上相对于一条基准线的旋转角；最后磁铁142由xy轴运动单元2和z轴抓取单元3共同运动到所述下视觉模块4所获取的安装位，完成磁铁142的精确装配过程。
如图8和图9所示，本例所述xy轴运动单元2包括固定底座21、用于实现机构y方向上运动的y轴直线模组22、用于实现导向并提高机构承载能力的第二直线导轨23、x轴安装板24、z轴安装板25、用于实现机构在x方向运动的x轴直线模组26和用于实现线缆的保护及固定作用的拖链模块27，所述y轴直线模组22设置于所述固定底座21上，所述x轴直线模组26通过第二直线导轨23和x轴安装板24设置于所述y轴直线模组22上，所述z轴抓取单元3通过所述z轴安装板25设置于所述x轴直线模组26上，所述拖链模块27设置于所述x轴安装板24上。如图8所示，所述固定底座21的底部还设置有加强筋28，便于增加产品的稳定性和可靠性。
如图10、图11和图13所示，本例所述z轴抓取单元3包括步进电机31、同步带主动轮32、同步带从动轮33、滑动缓冲模块34、用于实现磁铁142的位置调整的旋转电机35、真空吸嘴36和r轴感应器37，所述步进电机31通过所述同步带主动轮32和同步带从动轮33连接至所述滑动缓冲模块34，所述滑动缓冲模块34通过旋转电机35连接至所述真空吸嘴36，所述r轴感应器37设置于所述真空吸嘴36旁。所述步进电机31、同步带主动轮32、同步带从动轮33组成电机同步模组，通过电机带轮和同步带组合实现抓取单元在z方向的往复运动；所述真空吸嘴36利用负压实现磁铁142的抓取和定位，所述r轴感应器37用于实现真空吸嘴36的回零运动，从而提高装配精度。
如图10所示，本例所述z轴抓取单元3的数量为两个，也就是说，所述z轴抓取单元3为双工位z轴抓取单元，由两套独立抓取结构组成，所述两个z轴抓取单元3并列设置，且所述真空吸嘴36的位置与所述双弹夹式送料模块1的抓取位置对应设置。
如图12所示，本例所述滑动缓冲模块34包括拉伸弹簧341、活动销342、压缩弹簧343和第三直线导轨344，所述拉伸弹簧341和压缩弹簧343分别设置于所述活动销342上，所述活动销342通过所述第三直线导轨344连接至所述旋转电机35。本例所述滑动缓冲模块34利用直线导轨导向和弹簧缓冲，实现柔性抓取。
如图14和图15所示，本例所述下视觉模块4包括工业相机41、第一镜头42、光源固定板43、相机光源44、光源调节板45、视觉安装座46和手动滑台47，所述工业相机41通过所述第一镜头42和光源固定板43连接至所述相机光源44，所述工业相机41穿过所述光源调节板45连接至所述手动滑台47，所述视觉安装座46设置于所述手动滑台47上。所述工业相机41用于获取磁铁取料及安装位信息，所述手动滑台47用于实现工业相机41的高度调整，便于实现对磁铁142的高精度定位。
如图16和图17所示，本例所述上视觉模块5包括光源51、第二镜头52、相机53、相机安装板54、连接板55和光源安装板56，所述光源51通过所述第二镜头52连接至所述相机53，所述相机53通过相机安装板54设置于所述光源安装板56上，所述光源51与所述连接板55相连接。所述光源安装板56用于实现光源51的固定和高度调节，所述上视觉模块5通过对磁铁142拍照来判别该磁铁142的外观及类型，以进一步提高产品良率。
综上所述，本例所述双弹夹式送料模块1采用双弹夹的设计能够保证机构实现不停机换料，以提高生产效率，并通过该双弹夹式送料模块1的结构设计，使得所述弧形磁铁得以实现产业化送料和抓取；相应的，优选采用包括两个独立的z轴抓取单元3，每次均可实现双工位两个弧形磁铁的抓取和组装，进而提高了装配速度；在此基础上，还采用下视觉模块4和上视觉模块5，并增加r轴旋转电机，在自动化生产线上实现磁铁高精度定位与外观检测，还能够为磁铁自身位置的调整提供基础，因此，本例很好地保证了产品的良率，降低了对产品来料位置的精度要求，有效地提高了弧形磁铁的装配效率和控制精度，还有效地降低了产品的不良率。
此外，本例还同时增加了滑动缓冲模块34等构件，并将盖板设计成快拆型，以保护产品，延长其使用寿命，同时也方便卡料后的处理。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
1.一种双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，包括：双弹夹式送料模块（1）、xy轴运动单元（2）、z轴抓取单元（3）、下视觉模块（4）和上视觉模块（5），所述双弹夹式送料模块（1）设置于所述xy轴运动单元（2）和所述z轴抓取单元（3）的下方，所述下视觉模块（4）和上视觉模块（5）分别设置于所述双弹夹式送料模块（1）靠近所述z轴抓取单元（3）一端的上方和下方，所述双弹夹式送料模块（1）包括推拉式安装底板（11）、推料机构（12）、弹夹支架（13）、磁铁弹夹模块（14）、弹夹固定模块（15）和磁铁分料机构（16），所述推料机构（12）设置于所述推拉式安装底板（11）上，所述磁铁弹夹模块（14）通过所述弹夹支架（13）设置于所述推料机构（12）上，所述磁铁弹夹模块（14）的一端通过所述弹夹固定模块（15）与所述磁铁分料机构（16）相连接。
2.根据权利要求1所述的双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，所述推料机构（12）包括光电感应器（121）、磁铁推杆（122）、缓冲弹簧（123）和第一直线导轨（124），所述光电感应器（121）和磁铁推杆（122）分别设置于所述第一直线导轨（124）上，所述缓冲弹簧（123）设置于所述磁铁推杆（122）和第一直线导轨（124）之间。
3.根据权利要求1所述的双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，所述磁铁弹夹模块（14）包括激光感应器（141）和两条用于容纳磁铁（142）的磁铁弹夹（143），所述激光感应器（141）设置于所述磁铁弹夹（143）上，两条所述磁铁弹夹（143）并列设置于所述弹夹支架（13）上。
4.根据权利要求1所述的双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，所述磁铁分料机构（16）包括丝杆电机组合（161）、磁铁弹夹（162）、磁铁压块（163）和顶升轴（164），所述顶升轴（164）设置于所述丝杆电机组合（161）的上方，所述磁铁弹夹（162）通过所述磁铁压块（163）与所述顶升轴（164）相连接。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，所述xy轴运动单元（2）包括固定底座（21）、y轴直线模组（22）、第二直线导轨（23）、x轴安装板（24）、z轴安装板（25）、x轴直线模组（26）和拖链模块（27），所述y轴直线模组（22）设置于所述固定底座（21）上，所述x轴直线模组（26）通过第二直线导轨（23）和x轴安装板（24）设置于所述y轴直线模组（22）上，所述z轴抓取单元（3）通过所述z轴安装板（25）设置于所述x轴直线模组（26）上，所述拖链模块（27）设置于所述x轴安装板（24）上。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，所述z轴抓取单元（3）包括步进电机（31）、同步带主动轮（32）、同步带从动轮（33）、滑动缓冲模块（34）、旋转电机（35）、真空吸嘴（36）和r轴感应器（37），所述步进电机（31）通过所述同步带主动轮（32）和同步带从动轮（33）连接至所述滑动缓冲模块（34），所述滑动缓冲模块（34）通过旋转电机（35）连接至所述真空吸嘴（36），所述r轴感应器（37）设置于所述真空吸嘴（36）旁。
7.根据权利要求6所述的双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，所述z轴抓取单元（3）的数量为两个，所述两个z轴抓取单元（3）并列设置，且所述真空吸嘴（36）的位置与所述双弹夹式送料模块（1）的抓取位置对应设置。
8.根据权利要求6所述的双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，所述滑动缓冲模块（34）包括拉伸弹簧（341）、活动销（342）、压缩弹簧（343）和第三直线导轨（344），所述拉伸弹簧（341）和压缩弹簧（343）分别设置于所述活动销（342）上，所述活动销（342）通过所述第三直线导轨（344）连接至所述旋转电机（35）。
9.根据权利要求1至4任意一项所述的双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，所述下视觉模块（4）包括工业相机（41）、第一镜头（42）、光源固定板（43）、相机光源（44）、光源调节板（45）、视觉安装座（46）和手动滑台（47），所述工业相机（41）通过所述第一镜头（42）和光源固定板（43）连接至所述相机光源（44），所述工业相机（41）穿过所述光源调节板（45）连接至所述手动滑台（47），所述视觉安装座（46）设置于所述手动滑台（47）上。
10.根据权利要求1至4任意一项所述的双工位弧形磁铁送料抓取装置，其特征在于，所述上视觉模块（5）包括光源（51）、第二镜头（52）、相机（53）、相机安装板（54）、连接板（55）和光源安装板（56），所述光源（51）通过所述第二镜头（52）连接至所述相机（53），所述相机（53）通过相机安装板（54）设置于所述光源安装板（56）上，所述光源（51）与所述连接板（55）相连接。
技术总结