本文格式為Word版，下載可任意編輯——自動(dòng)噴碼分揀機(jī)虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)

摘要：擬開(kāi)發(fā)一款用于液晶面板生產(chǎn)車(chē)間的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品噴碼、校驗(yàn)碼、產(chǎn)品按等級(jí)分揀的自動(dòng)打扮置。由于自動(dòng)噴碼分揀機(jī)的研制屬于非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)，無(wú)類(lèi)似設(shè)計(jì)和閱歷可以參考，難免引起一些無(wú)法預(yù)知的問(wèn)題，而利用SolidWorks軟件構(gòu)建三維模型，并且完成該裝置的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)，可以為后續(xù)物理樣機(jī)的制作供給理論依據(jù)和閱歷參考。

自動(dòng)噴碼；物料分揀；虛擬樣機(jī)；SolidWorks

1引言

隨著液晶面板在電視、手機(jī)、筆記本電腦、顯示器以及手持終端設(shè)備等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，近年來(lái)進(jìn)展迅猛，已受到人們的廣泛關(guān)注。目前在液晶面板生產(chǎn)過(guò)程中，物料分揀工序還是人工操作，因該工序的工作需要大量的人力和時(shí)間，從而導(dǎo)致生產(chǎn)周期長(zhǎng)、人力和生產(chǎn)本金高等問(wèn)題。為了進(jìn)一步提升企業(yè)的智能制造水平，本文采用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)了一款特意用于液晶面板生產(chǎn)車(chē)間的，能夠?qū)崿F(xiàn)液晶面板的自動(dòng)噴碼和分揀的新型裝置。

在該裝置的研制過(guò)程中，利用SolidWorks軟件構(gòu)建零件的三維模型，并組裝成虛擬樣機(jī)，可以明顯地表達(dá)零部件的裝配關(guān)系，給人以直觀的熟悉，為后續(xù)物理樣機(jī)的制作供給理論依據(jù)。

2總體布局設(shè)計(jì)和工作原理

2.1總體布局

根據(jù)液晶面板的生產(chǎn)工藝要求，經(jīng)過(guò)屢屢的理論分析、方案論證和測(cè)驗(yàn)驗(yàn)證，最終確立自動(dòng)噴碼分揀機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，整體布局如圖1所示。

該裝置主要由機(jī)架、產(chǎn)品傳輸與分揀系統(tǒng)、托盤(pán)循環(huán)系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成。整體布局采用對(duì)稱(chēng)式布置，兩組托盤(pán)的進(jìn)料口和成品出料口分別布置在兩側(cè)，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品按A級(jí)和B級(jí)出貨，制止不同等級(jí)的產(chǎn)品混淆，節(jié)省空間和制造本金，便于人員操作、維護(hù)和修理。

1-機(jī)架；2-產(chǎn)品傳輸與分揀系統(tǒng)；3-托盤(pán)循環(huán)系統(tǒng)；4-托盤(pán)進(jìn)料口；5-成品出料口；6-不合格品取料口

2.1.1產(chǎn)品傳輸與分揀系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由上料機(jī)器人、多組高精度工業(yè)相機(jī)、上料皮帶線、來(lái)料翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)品噴碼皮帶線、讀碼器、噴碼器、下料翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、下料機(jī)器人、下料皮帶線和不合格品皮帶線等組件構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品檢測(cè)、搬運(yùn)、物料號(hào)碼識(shí)別、產(chǎn)品正反面切換、噴碼、噴碼校驗(yàn)、噴碼品相檢驗(yàn)和按等級(jí)分揀等功能，該系統(tǒng)布局如圖2所示。

由于產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍要求為3.5s，產(chǎn)品的來(lái)料始終是反面朝上，但是位置不固定，而且產(chǎn)品外框與托盤(pán)型腔外框的間隙僅為±0.3mm，本文設(shè)計(jì)采用四軸機(jī)器人和工業(yè)相機(jī)搭建一套物料搬運(yùn)系統(tǒng)，工業(yè)相機(jī)用于拍攝來(lái)料產(chǎn)品的圖像，操縱系統(tǒng)對(duì)圖像的位置數(shù)據(jù)舉行分析和處理，轉(zhuǎn)換成為運(yùn)動(dòng)操縱系統(tǒng)的坐標(biāo)信息，再將這些坐標(biāo)信息傳輸?shù)綑C(jī)器人的操縱器中，操縱機(jī)器人實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)抓取、搬運(yùn)和分揀裝盤(pán)，使該裝置具有更高的生產(chǎn)柔性。

1-1#工業(yè)相機(jī)；2-上料皮帶線；3-上料機(jī)器人；4-來(lái)料翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；5-產(chǎn)品噴碼皮帶線；6-讀碼器；7-3#工業(yè)相機(jī)；8-下料翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；9-下料皮帶線；10-不合格品皮帶線；11-產(chǎn)品下料位置；12-下料機(jī)器人；13-噴碼器；14-2#工業(yè)相機(jī)

2.1.2托盤(pán)循環(huán)系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由空托盤(pán)進(jìn)料機(jī)構(gòu)、托盤(pán)阻擋機(jī)構(gòu)、空托盤(pán)進(jìn)料皮帶線、托盤(pán)歸正機(jī)構(gòu)、托盤(pán)升降機(jī)構(gòu)、單托盤(pán)移載機(jī)構(gòu)、單托盤(pán)運(yùn)輸皮帶線、單托盤(pán)歸正機(jī)構(gòu)、滿托盤(pán)退料皮帶線和滿托盤(pán)退料機(jī)構(gòu)等組成，用于實(shí)現(xiàn)空托盤(pán)上料、升降、單托盤(pán)分開(kāi)、單托盤(pán)運(yùn)輸定位、滿托盤(pán)疊放、滿托盤(pán)下料的循環(huán)周轉(zhuǎn)功能，為下料機(jī)器人擺放產(chǎn)品供應(yīng)空托盤(pán)，系統(tǒng)布局如圖3所示。

1-空托盤(pán)進(jìn)料機(jī)構(gòu)；2-托盤(pán)阻擋機(jī)構(gòu)；3-空托盤(pán)進(jìn)料皮帶線；4-托盤(pán)歸正機(jī)構(gòu)；5-托盤(pán)升降機(jī)構(gòu)；6-單托盤(pán)移載機(jī)構(gòu)；7-單托盤(pán)運(yùn)輸皮帶線；8-單托盤(pán)歸正機(jī)構(gòu)；9-滿托盤(pán)退料皮帶線；10-滿托盤(pán)退料機(jī)構(gòu)；11-托盤(pán)等待裝盤(pán)位置；12-空托盤(pán)等待上料位置；13-滿托盤(pán)等待下料位置

2.2工作原理

本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)噴碼分揀機(jī)的工作原理為：作業(yè)員確定當(dāng)日生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格后，在操作界面內(nèi)錄入產(chǎn)品信息，并將整摞的空托盤(pán)置于進(jìn)料口，托盤(pán)將自動(dòng)進(jìn)入裝置內(nèi)，托盤(pán)循環(huán)系統(tǒng)將自動(dòng)完成托盤(pán)的整摞運(yùn)輸、定位、提升、分單盤(pán)、單盤(pán)定位、單盤(pán)運(yùn)輸、產(chǎn)品擺盤(pán)和滿盤(pán)碼放等工作。

該裝置的產(chǎn)品抓取、搬運(yùn)和分揀的運(yùn)行模式分為如下兩種處境：

第一種處境：來(lái)料產(chǎn)品的物料號(hào)碼朝上，當(dāng)來(lái)料傳感器檢測(cè)到上游設(shè)備傳輸來(lái)的產(chǎn)品時(shí)，1#工業(yè)相機(jī)啟動(dòng)拍攝產(chǎn)品的位置，并識(shí)別產(chǎn)品的物料號(hào)碼上傳到操縱系統(tǒng)，下載條碼信息給噴碼機(jī)，同時(shí)由上料機(jī)器人抓取產(chǎn)品放在上料翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，經(jīng)過(guò)翻轉(zhuǎn)、噴碼、讀碼校驗(yàn)、噴碼品相校驗(yàn)等工序后，將產(chǎn)品傳輸至下料機(jī)器人下方的產(chǎn)品下料位置。此時(shí)，假設(shè)產(chǎn)品是反面朝上出貨，下料翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)從下料皮帶線上抓取產(chǎn)品，完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后，下料機(jī)器人從下料翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上抓取產(chǎn)品，然后按A級(jí)和B級(jí)分別擺放至兩側(cè)下料托盤(pán)；假設(shè)產(chǎn)品是正面朝上出貨，下料機(jī)器人直接從下料皮帶線上抓取產(chǎn)品，按A級(jí)和B級(jí)分別擺放至兩側(cè)下料托盤(pán)，結(jié)果將滿托盤(pán)碼放完成后出貨；不合格品由下料機(jī)器人直接抓取到不合格品皮帶線上。

其次種處境：來(lái)料產(chǎn)品的物料號(hào)碼朝下，當(dāng)來(lái)料傳感器檢測(cè)到上游設(shè)備傳輸來(lái)的產(chǎn)品時(shí)，1#工業(yè)相機(jī)啟動(dòng)拍攝產(chǎn)品的位置，再由上料機(jī)器人抓取產(chǎn)品放在上料翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后將產(chǎn)品放在噴碼皮帶線上，然后2#工業(yè)相機(jī)啟動(dòng)拍攝并識(shí)別產(chǎn)品的物料號(hào)碼上傳到操縱系統(tǒng)，下載條碼信息給噴碼機(jī)，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)噴碼、讀碼校驗(yàn)、噴碼品相校驗(yàn)等工序后，將產(chǎn)品傳輸至下料機(jī)器人下方的產(chǎn)品下料位置。后續(xù)下料機(jī)器人抓取產(chǎn)品的運(yùn)行模式與第一種處境一致，此處不再贅述。

2.3主要技術(shù)參數(shù)

本文設(shè)計(jì)的全自動(dòng)噴碼分揀機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

3虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程

3.1設(shè)計(jì)方法

SolidWorks軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)是以約束造型為核心，以尺寸驅(qū)動(dòng)為特征，允許設(shè)計(jì)者先舉行二維草圖設(shè)計(jì)，勾畫(huà)出