具体实施方式

全自动上下料及多工位小型件外观检测分拣设备，如图1所示，包括料盘上料机构1、产品上下料工位2、产品移栽机构3、产品二次定位工位4、产品检测载物台5、产品检测工位6、分拣换料工位7、OK品和NG品分拣机构8、NG品摆料工位9、OK品补料放置工位10、OK品整盘输出机构11。

所述料盘上料机构1用于将料盘输送至所述产品上下料工位2处，料盘中排列固定有待检测的产品；所述产品上下料工位2通过料盘定位来进行产品粗定位，以便于所述产品移栽机构3可以取放料盘中的产品，同时将完成整盘产品检测的料盘输送至与所述分拣换料工位7对接；所述产品移栽机构3用于在所述产品上下料工位2和产品二次定位工位4之间转移产品，将上下料工位上的产品移入产品二次定位工位4，以及将产品二次定位工位4上已完成检测的产品移入产品上下料工位2；所述产品二次定位工位4用于将移栽的产品进行精准定位，以便于产品可精准转移至所述产品检测载物台5上；所述产品检测载物台5用于取放产品二次定位工位4上的产品，以及将定位固定好的产品移动至所述产品检测工位6处并调整产品的角度以便于检测；所述产品检测工位6用于对产品进行检测。

所述分拣换料工位7设置在所述OK品整盘输出机构11的一端上，用于放置已完成检测、等待分拣(根据检测结果)的料盘，料盘中包含OK品和NG品两种产品，分拣换料工位7上设置有拨盘组件71，所述拨盘组件71用于当产品上下料工位2与分拣换料工位7对接时，将产品上下料工位2上已完成检测的料盘拨至分拣换料工位7上。

所述OK品和NG品分拣机构8用于将所述分拣换料工位7上料盘中的NG品(不合格品)分拣至NG品摆料工位9上的NG料盘中，以及当OK品补料放置工位上无料盘时，将分拣换料工位上剔除NG品之后的料盘(剔除NG品后料盘中只有OK品)整盘移取至K品补料放置工位上(当料盘整盘均为OK品时，无需剔除，整盘移取即可)，并将OK品补料放置工位10上料盘中的OK品(合格品)移入分拣换料工位7上料盘中因剔除NG品所留下的空位。

所述NG品摆料工位9上放置有若干NG料盘12(如图14)，用于NG产品的最终下料摆盘，OK品和NG品分拣机构8将分拣换料工位7上料盘中的NG品分拣至NG料盘中。

所述OK品补料放置工位10上设置有料盘排放位，用于放置有装有OK品的料盘，供OK品和NG品分拣机构8取料，以补充分拣换料工位7上料盘中因剔除NG品所留下的空位，使料盘填充满OK品。由于完成检测的料盘中NG品毕竟是少数，故只分拣剔除料盘中的NG品，剔除NG品的空位由装有OK品的料盘中的OK品补充，从而使整个料盘处于满盘的状态。

所述OK品整盘输出机构用于输送装满OK品的料盘，当分拣换料工位上的料盘全部填充满OK品(剔除NG品并补充OK品)时，OK品整盘输出机构将料盘向外输送，自动与后一工序或设备对接，或人工取料。

所述产品上下料工位2、分拣换料工位7、OK品补料放置工位10、NG品摆料工位9均摆放料盘，故均设置有定位固定料盘的料盘固定组件，避免移取产品时料盘移位。所述料盘固定组件均包括定位组件，定位组件具有相同的机构，以图4中产品上下料工位2上的定位组件22为例，定位组件22包括相对设置的两组卡块221和卡块驱动结构(图中未示出)，料盘12上具有与所述卡块221相适配的卡槽1201，两组所述卡块驱动结构分别驱动两组卡块221卡入所述卡槽1201中从而定位固定料盘12。各个固定组件上卡块的形状和结构相同，使得料盘12可在各工位间流转固定。卡块驱动结构主要在于压紧或放松卡块，可为气缸施压的形式。

本发明中，对产品的检测主要是外观检测，当然也可用于对产品其它性能的检测，根据实际在产品检测工位6处配备相应的检测设备。本实施例中，对外观的检测主要是通过视觉检测，即摄像，故检测所需的时间较短，而产品检测定位的时间稍长，故对产品的取放、定位设置两套，而产品检测工序配备一套设备；同样，NG品毕竟是少数，故只配备一组OK品和NG品分拣机构8对两组产品进行分拣。具体为(如图1所示)：所述料盘上料机构1、产品上下料工位2、产品移栽机构3、产品二次定位工位4、产品检测载物台5、分拣换料工位7、OK品整盘输出机构11均分别有左右对称设置的两组，所述产品检测工位6设置于左右两组产品检测载物台5的中间，交替对左右两组产品进行检测；所述OK品补料放置工位10和NG品摆料工位9位于两组所述分拣换料工位7的中间，OK品和NG品分拣机构8交替对左右两组产品进行分拣。

以上各个工位和机构均通过定位销和螺栓固定在大底板上，并根据各机构和工位之间的衔接关系进行定位，实现最终的产品上下料检测。下面对各机构和工位的结构、工作原理进一步阐述。

1.料盘上料机构

料盘上料机构1的作用在于上料、送料，可人工上料送料，可采用输送带类的上料形式，也可采用现有的可实现上述功能的结构或形式。为提高自动化程度，本实施例中，如图2，所述料盘上料机构1包括料盘缓存模组110和料盘推出模组120。

所述料盘缓存模组110用于存放盛有产品的料盘12，如图3，其包括升降驱动组件111和设置在所述升降驱动组件111上的上料缓存仓112，升降驱动组件111驱动上料缓存仓112上下移动，所述上料缓存仓112上设置有上下排列的若干料盘存放位(本实施例中每组设置有10个料盘存放位，可缓存10个料盘)，盛放产品的料盘12存放在所述料盘存放位上，料盘存放位上设置有传感器，感应是否存放有料盘，当料盘全部吸取走后，提醒补充料盘。为使产品在料盘中能够定位而不轻易移动，一般料盘中设置有规律排列的容置槽，产品放置于容置槽中。

所述料盘推出模组120用于将料盘缓存模组110上的料盘12依次推至所述产品上下料工位2处，如图2，其包括水平驱动组件121和与所述水平驱动组件121连接的推板122，水平驱动组件121驱动推板122将上料缓存仓112内的料盘推出上料缓存仓112，升降驱动组件111驱动上料缓存仓112上下移动从而使不同料盘存放位上的料盘12均能到达推板122处，并被推板122推动至产品上下料工位2。升降驱动组件111和水平驱动组件121可为现有可实现移动功能的结构或形式，可如本实施例图2所示的丝杆螺母结构，也可为气缸等形式，图2、图3中的丝杆螺母结构在此不赘述。

2.产品上下料工位

产品上下料工位2通过料盘固定组件22使料盘被定位固定，料盘定位固定后，由于产品按规律排列在料盘中，即可实现产品的粗定位，当产品检测完成后料盘被输送至与分拣换料工位7对接。产品上下料工位2即具有料盘定位和料盘移动功能即可。

本实施例中，如图4，产品上下料工位2包括托板21和第一Y轴料盘移动模组23，料盘放置于所述托板21上，料盘在托板21上定位固定，料盘固定组件22设置在托板21上，所述托板21设置在所述第一Y轴料盘移动模组23上，第一Y轴料盘移动模组23用于将定位固定好的待检测料盘沿Y轴方向输送至所述产品移栽机构3处供产品移栽机构3取放产品，方便产品移栽机构3取放料盘中的产品，以及将完成检测的料盘沿Y轴方向移动输送至与所述分拣换料工位7对接。

第一Y轴料盘移动模组23主要在于带动托板21平移，本实施例中，其主要由滑轨、电机等构件组成，可通过电机驱动丝杆的形式实现。

因产品上下料工位2上的料盘需承受多次产品吸取和整盘移动，为进一步固定定位，产品上下料工位2上的所述料盘固定组件22还包括真空吸附组件(图中未示出)，所述真空吸附组件设置于料盘的底部，用于从料盘的底部吸附固定料盘。

3.产品移栽机构

产品移栽机构3的功能在于取放产品，可采用现有的机械抓手，实现移取托盘中单个产品的功能。

本实施例中，如图5，产品移栽机构3包括产品取放抓手31、第一X轴产品移动模组33和第一Z轴升降模组32，所述产品取放抓手31用于吸取或抓取产品，产品取放抓手31安装在所述第一Z轴升降模组32上，所述第一Z轴升降模组32安装在所述第一X轴产品移动模组33上，产品取放抓手31在第一X轴产品移动模组33和第一Z轴升降模组32的驱动下将待检测产品由产品上下料工位2搬运至产品二次定位工位4，以及将产品二次定位工位4上已完成检测的产品搬运至产品上下料工位2。

第一X轴产品移动模组33和第一Z轴升降模组32主要在于驱动产品抓手平移和升降，均可采用现有的电机丝杆驱动结构，并配合设置滑轨进行定位移动，第一Z轴升降模组32也可采用气缸驱动的形式。

所述产品取放抓手31上设置有若干抓手311，可同时吸取或抓取若干产品。

抓手311可为现有的吸盘结构或夹取结构。作为其中一种实施方式，如图6、图7所示，若干所述抓手311为与容置槽41平行的两组吸盘311，每一组吸盘311的吸盘个数与要取放的产品数量一致，设置两组吸盘311是以便于产品移栽机构3来到产品上下料工位2或产品二次定位工位4时，一次性完成取放任务，当产品移栽机构3由产品上下料工位2来到产品二次定位工位4时，一组吸盘311吸取产品二次定位工位4上已完成检测的产品后，另一组吸盘311再将其上吸取的待检测产品放置在产品二次定位工位4上；当产品移栽机构3由产品二次定位工位4来到产品上下料工位2时，一组吸盘311将其上吸取的已完成检测的产品放置在产品上下料工位2上后，另一组再吸取产品上下料工位2上待检测的产品，这样产品移栽机构3每移动一次可同时执行吸取和放下两个任务，可减少产品移栽机构3在产品上下料工位2和产品二次定位工位4之间的来回次数，提高产品取放效率。

本实施例中，为适应料盘中产品之间的距离与产品二次定位工位4、产品检测工位6上产品之间的距离的差异，若干所述抓手311连接有变距结构，若干抓手311之间的距离可以通过变距结构在作业的过程中进行调节，当若干抓手311抓取料盘中的产品后，抓手311之间的距离变化(一般是距离变大)至与产品二次定位工位4上产品的间距相适配后，再将产品放置在产品二次定位工位4上进行精确定位，产品二次定位工位4上产品的间距与产品检测工位6上产品的间距相等。各抓手311之间的距离可根据产品的种类而进行调节，包括料盘上产品之间的距离和产品二次定位工位4上产品之间的距离。作为其中一种实施方式，如图6、图7所示，变距结构包括伸缩气缸312、滑轨313和若干滑块314，若干抓手311分别安装在若干滑块314上，最内侧的滑块314固定在所述滑轨313上，其余滑块314安装在所述滑轨313上并可沿滑轨313移动；各滑块314上均设置有勾连部3141，相邻两滑块314通过所述勾连部3141相互连接，若干滑块314通过所述勾连部3141前后依次相连，抓手311收缩时，勾连部3141收缩至相邻滑块314内，抓手311展开时，勾连部3141沿着相邻滑块314滑出，滑出至与相邻滑块314勾连时带动相邻滑块314滑动；所述伸缩气缸312与最外侧的滑块314相连以推动最外侧的滑块314沿着滑轨313移动，最外侧的滑块314带动其余滑块314依次滑动，从而调节抓手311之间的距离。本实施例中，两组抓手311中相对的两个抓手311共同安装在同一个滑块314上，如图7，每一组有4个抓手，两组共有8个抓手，每组同一位置的抓手311安装在同一个滑块314上，最右边的两个抓手311固定，伸缩气缸312推动最左边的两个抓手311移动，依次带动中间的抓手311相互展开或收缩。

4.产品二次定位工位

产品二次定位工位4在于对单个产品进行精准定位。本实施例中，如图8，所述产品二次定位工位4上间隔设置有若干与产品形状相适配的容置槽41，产品移栽机构3移取产品上下料工位2上的产品至容置槽41中，一个容置槽41中放置一个产品，产品通过容置槽41进行精准定位。

本实施例中，产品二次定位工位4具有平移功能和升降功能(对应图8中的平移结构42和升降结构43)，方便与产品检测载物台5、产品移栽机构3对接，避免产品检测载物台5取放产品时对产品的损伤。平移功能和升降功能均可通过气缸驱动来实现。

5.产品检测载物台

产品检测载物台5的功能在于移取产品和定位产品，本实施例中，如图10、图11，其包括产品治具51、水平移动组件52和翻转组件53，所述产品治具51用于放置并固定产品，每个产品治具51上固定一个产品，产品治具51的数量与产品二次定位工位4上所述容置槽41的数量相同，且位置相对；若干产品治具51设置在所述翻转组件53上，所述翻转组件53设置在所述水平移动组件52上，水平移动组件52驱动产品治具51移动至与产品二次定位工位4对接，产品治具51取放产品二次定位工位4上的产品，并驱动产品治具51将产品转移至产品检测工位6处，翻转组件53驱动产品治具51旋转，调整产品治具51上产品的角度，实现对产品各个角度的检测。产品治具51可拆卸，如产品治具51以螺接的形式固定在产品检测载物台5上，通过更换产品治具51以适应对不同产品的检测。水平移动组件52可通过电机驱动丝杆螺母结构来实现，翻转组件53可通过电机驱动旋转(如链轮、齿轮结构)来实现。

本发明可适用于多种小型件产品的检测，作为其中一种实施方式，如图9，所述产品为Type-C充电接口13，产品移栽机构3通过吸盘311吸取产品，如图10，产品治具51具有与Type-C充电接口13的插口相适配的形状，产品治具51通过插入Type-C充电接口13的插口中而将Type-C充电接口13固定在其上。Type-C充电接口13放置在产品二次定位工位4上的所述容置槽41中，如图8，容置槽41背向所述产品检测载物台5的一侧为封闭端411，容置槽41朝向所述产品检测载物台5的一侧为开口端412，Type-C充电接口13的一端抵靠在容置槽41的封闭端411上，所述产品治具51从容置槽41的开口端412插入Type-C充电接口13另一端的插口中，从而实现Type-C充电接口13在产品治具51上的定位固定。当需要从产品治具51上卸下已完成检测的产品时，产品治具51将已完成检测的产品放置于产品二次定位工位4上的容置槽41中后，产品移栽机构3通过吸盘311吸住产品表面，产品治具51后退，产品即脱离产品治具51并吸附在产品移栽机构3上，产品移栽机构3即完成吸取已完成检测产品的任务。上述结构和方法也同样适合于其它可通过产品治具51插入进行固定、吸盘311吸附表面进行吸取的结构的产品。

6.产品检测工位

产品检测工位6上设置检测装置，可实现对产品多种性能的检测，本发明中，主要是对产品外观的检测，主要通过摄像机进行视觉检测，故检测装置包括若干套相机及相机调节模组，相机调节模组与相机相连以驱动相机移动，以调节与待检测产品之间的距离，方便对产品的检测。相机的套数与产品检测载物台5上产品的数量相对应，一套相机对应一个产品。本实施例中，如图11，可一次性对四个产品同时进行检测，故设置有四套相机。相应地，产品检测载物台5上产品治具51的数量为四，产品二次定位工位4上容置槽41的数量也为四。

7.分拣换料工位

完成检测的料盘放置于分拣换料工位7上等待OK品和NG品分拣机构8分拣。首先由分拣换料工位7上的拨盘组件71将产品上下料工位2上已完成检测的料盘拨至分拣换料工位7上，当分拣完成后，由OK品整盘输出机构11输出装满OK品的料盘。如图4，拨盘组件71可由拨杆711、Y轴驱动结构713和Z轴驱动结构712组成，Z轴驱动结构712驱动拨杆711下降与料盘接触，Y轴驱动结构713驱动拨杆711沿着Y轴方向移动，从而拨动料盘移动。Z轴驱动结构712可为气缸驱动的形式，Y轴驱动结构713可为电机驱动的丝杆螺母结构，并配合设置滑轨。

8.OK品和NG品分拣机构

OK品和NG品分拣机构8主要根据检测情况对产品进行分拣，其分拣动作由控制系统进行自动控制，可采用现有的机械抓手。

作为其中一种实施方式，本实施例中，如图12，OK品和NG品分拣机构8包括升降分拣抓手81、第二X轴产品移动模组83和第二Y轴料盘移动模组82，所述升降分拣抓手81安装在所述第二Y轴料盘移动模组82上，所述第二Y轴料盘移动模组82安装在所述第二X轴产品移动模组83上，升降分拣抓手81在第二X轴产品移动模组83和第二Y轴料盘移动模组82的配合驱动下进行OK品和NG品的分拣，并移取料盘。第二X轴产品移动模组83和第二Y轴料盘移动模组82均在于驱动直线平行，均可采用如图所示的电机、丝杆螺母、滑轨组成的往复直线运动结构。

升降分拣抓手81可升降吸取或抓取产品，本实施例中，如图13，所述升降分拣抓手81包括四个可独立升降的吸盘(图13中的第一吸盘811)和四个整体升降的吸盘(图13中的第二吸盘812)，四个可独立升降的吸盘用于OK品和NG品的分拣，四个整体升降的吸盘用于料盘的移取。四个独立升降的吸盘可通过各自独立连接的气缸驱动，四个整体升降的吸盘可通过共用的一个气缸来驱动使其同步升降。

9.NG品摆料工位、OK品补料放置工位、OK品整盘输出机构

OK品补料放置工位上的空料盘可人工取走，为提高自动化程度，也可自动存放空料盘，为此需要设置相应的料盘存放结构，故OK品补料放置工位上的所述料盘固定组件还需具有承托功能，故如图14所示，其还包括承托组件，所述承托组件包括承托块103和承托驱动结构104，料盘12由承托块103进行支撑，承托驱动结构104驱动承托块103伸缩以支撑或释放料盘12，承托驱动结构104可为气缸。

如图14，所述OK品补料放置工位上设置有料盘摆放位101和空料盘存放位102，所述空料盘存放位102设置在料盘摆放位101的正下方，OK品补料放置工位10上的所述料盘固定组件将摆放有OK品的料盘12固定定位在料盘摆放位101上，当料盘12中的OK品移取完毕后，料盘固定组件上的承托组件释放空料盘12，空料盘12在重力作用下落入正下方的空料盘存放位102上，若干个空料盘上空料盘存放位上依次叠放。

OK品整盘输出机构11可为输送带，分拣换料工位7处于分拣状态时，输送带不工作，当分拣完成、分拣换料工位7上的料盘中全部填满OK品时，输送带工作，向前输送料盘。

本实施例中，两组OK品整盘输出机构11分别位于左右两侧，NG品摆料工位9、OK品补料放置工位10位于中间位置，如图1、图15所示，NG品摆料工位9上设置有三个NG品摆料工位9，并行排列有三个NG料盘，OK品补料放置工位10设置一个OK料盘。

全自动上下料及多工位小型件外观检测分拣方法，采用上述全自动上下料及多工位小型件外观检测分拣设备，如图15，包括如下步骤：

S1、料盘上料机构将装有待检测产品的料盘输送至产品上下料工位。本实施例中，料盘缓存在上料缓存仓中，通过升降机构依次到达料盘推出模组处，由料盘推出模组上的推板推出。

S2、产品上下料工位料盘固定组件定位固定料盘，产品移栽机构吸取料盘中待检测的产品，并调节吸取的产品之间的距离使与产品二次定位工位上产品之间的距离相适应后将产品搬运至产品二次定位工位处，产品二次定位工位产品移栽机构中的一组吸盘先将产品二次定位工位上已完成检测的产品吸取出来后，另一组吸盘再将从产品上下料工位上吸取的待检测产品放置于产品二次定位工位上进行精准定位，即一次性完成吸取已完成检测产品和放置待检测产品的任务；然后，产品移栽机构回到产品上下料工位处，将吸取的已完成检测的产品放置于产品上下料工位上的料盘中后，再吸取料盘中待检测的产品；产品移栽机构再回到产品二次定位工位处，一次性完成放置已完成检测产品和吸取待检测产品，如此反复，产品移栽机构在产品上下料工位与产品二次定位工位之间进行取放产品。

S3、产品检测载物台移取产品二次定位工位上的产品至产品检测工位处，并调整产品的角度进行对产品各个角度的检测，与此同时，另一侧的产品检测载物台在进行产品上下料动作；一侧检测完毕后，另一侧的产品刚好移取到位进入检测，如此可两侧交替进行产品检测。

S4、当产品上下料工位上料盘中的产品全部完成检测后，产品上下料工位输送料盘至与分拣换料工位对接，分拣换料工位上的拨盘组件将料盘拨至分拣换料工位上。

S5、OK品和NG品分拣机构根据S3步骤中产品检测的结果(可检测到料盘那个位置的产品为不合格品，对应分拣剔除该位置上的产品)将完成检测的料盘中的NG品分拣至NG品摆料工位上的NG料盘(可由人工放置)中，并移取OK品补料放置工位上料盘中的OK品至分拣换料工位上料盘中填充因剔除NG品而留下的空位中，当料盘中全部为OK品时，OK品整盘输出机构动作将装满OK品的料盘向外输出。

S6、当OK品补料放置工位上料盘中的OK品全部移取完毕后，OK品补料放置工位上的料盘固定组件释放空料盘，空料盘落入下方的空料盘存放位上，OK品和NG品分拣机构将分拣换料工位上剔除NG品之后的料盘整盘移取至K品补料放置工位的料盘排放位上，料盘固定组件固定料盘，供后续OK品和NG品分拣机构移取填充NG品留下的空位。设备最初开机运行时，第一盘检测完毕的料盘来到分拣换料工位上，OK品和NG品分拣机构将料盘中的NG品分拣到NG品摆料工位上的NG料盘中后，再将剩下全部都是OK品的料盘搬运至OK品补料放置工位上，及实现OK品补料放置工位的上料。设备运行过程中，当OK品补料放置工位上料盘中的产品移空，空料盘落入空料盘存放位上后，OK品和NG品分拣机构只需将分拣换料工位上料盘中的NG品分拣完毕后再将该料盘搬运至OK品补料放置工位上即可。

本发明可自动取料，视觉精确检测，PLC点位记忆，自动将OK产品和NG产品整齐摆盘，分开下料，可用于电子器件的外观和尺寸检测，可检测不良项目：裂纹、划痕、缺料、变形、刮伤、异物、毛刺、混料识别；检测能力：过杀率≤5％，漏杀率≤0.3％，CT：0.75s/pcs，入料方式为抽屉式，可缓存20盘，出料OK满盘输出12盘，NG分类3盘。兼容料盘：最小160*200*5mm，最大220*340*30mm。基于多轴联动的多点位多光照敏捷设置，可适应任意产品，兼容产品：最小3*3*3mm，最大30*40*30mm，可以很好取代人工。生产节拍快，案例C70：点数11设备CT0.8s，人工检测3s/pcs，1台两班可替代8人；案例D6X：点数60设备CT3.5s，人工检测20s/pcs，1台两班可替代12人。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。