一种3D视觉自动分拣码垛机器人及其末端夹具
文献发布时间：2023-06-19 16:06:26
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种3D视觉自动分拣码垛机器人，以及一种3D视觉自动分拣码垛机器人的末端夹具。
背景技术
在工业加工领域，码垛机器人通常在自动化生产线上代替人工完成高强度工作。码垛机器人配合3D视觉系统可自动化抓取物料进行上料、下料、分拣、码垛等工作，3D视觉系统可对物料进行扫描，再将物料的位置等信息发送给控制系统，控制系统根据数据计算控制码垛机器人的运动轨迹，并且控制机器人末端执行夹具对物料进行抓取。
目前的一些码垛机器人配备的末端夹具功能较为单一，一般只能在上下料时对单一规格的产品进行抓取，在一些需要对不同规格的产品进行分拣的情况下，则需要停机更换夹具，这样会导致工作效率降低，不利于自动化连续生产。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种3D视觉自动分拣码垛机器人及其末端夹具。
本发明提出的一种3D视觉自动分拣码垛机器人的末端夹具，包括安装箱，安装箱上设有用于将安装箱安装在3D视觉自动分拣码垛机器人上的连接法兰；
安装箱底部安装有第一真空吸盘、第二真空吸盘、第三真空吸盘和第四真空吸盘，第一真空吸盘、第二真空吸盘、第三真空吸盘和第四真空吸盘的吸附面大小各不相同，用以吸附不同规格的物料；
安装箱内部安装有分别与第一真空吸盘、第二真空吸盘、第三真空吸盘、第四真空吸盘对应连通的真空发生器，真空发生器通过电磁阀接入气源系统，安装箱内部还安装有PLC控制器，PLC控制器与电磁阀电连接。
优选地，安装箱的侧壁上设有管线过孔。
优选地，安装箱的外侧固定有管线固定座。
优选地，安装箱内部固定有支撑板，真空发生器和PLC控制器固定在支撑板上。
本发明还提出了一种3D视觉自动分拣码垛机器人，包括机械手和上述的末端夹具，末端夹具通过连接法兰与机械手的末端轴固定连接。
本发明的3D视觉自动分拣码垛机器人的末端夹具，通过在安装箱上集成安装有第一真空吸盘、第二真空吸盘、第三真空吸盘、第四真空吸盘，还通过在安装箱内安装真空发生器和PLC控制器。该3D视觉自动分拣码垛机器人通过末端夹具，可以选择性地使用不同的真空吸盘对不同规格的产品进行分拣和码垛，无需停机更换夹具，可提高工作效率，同时，该末端夹具结构紧凑，便于安装，方便机械手操作。
附图说明
图1为实施例中提出的一种3D视觉自动分拣码垛机器人的末端夹具的立体图；
图2为图1中的末端夹具下视视角的立体图；
图3为实施例中的末端夹具的内部结构示意图；
图4为实施例中的一种3D视觉自动分拣码垛机器人的立体图。
具体实施方式
请参照图1-4所示，根据本发明实施例的一种3D视觉自动分拣码垛机器人，包括末端夹具和机械手8。其中，机械手8为四轴机械手8，该末端夹具包括安装箱1，安装箱1上设有连接法兰11，安装箱1通过连接法兰11与机械手8的末端轴固定连接。
该末端夹具的安装箱1底部安装有第一真空吸盘2、第二真空吸盘3、第三真空吸盘4和第四真空吸盘5。
安装箱1内部安装有分别与第一真空吸盘2、第二真空吸盘3、第三真空吸盘4、第四真空吸盘5对应连通的真空发生器6，真空发生器6通过电磁阀接入气源系统，安装箱1内部还安装有PLC控制器7，PLC控制器7与电磁阀电连接。
在本实施例中，第一真空吸盘2、第二真空吸盘3、第三真空吸盘4、第四真空吸盘5的吸附面大小均不相同，可用于吸附四种不同规格的产品。本领域技术人员可以理解的是，根据实际所要分拣的产品种类，真空吸盘可以与产品的种类数量相同。并且，安装的每种真空吸盘的数量可根据实际中产品在每次分拣时需要抓取的数量来定。
在如图2和图3所示的示例中，第一真空吸盘2和第二真空吸盘3均为海绵吸盘，第三真空吸盘4和第四真空吸盘5均为硅胶吸盘。第一真空吸盘2的数量为1个，第二真空吸盘3的数量为3个，第三真空吸盘4的数量为4个，第四真空吸盘5的数量为6个。
真空发生器6可利用正压气源产生负压，使真空吸盘产生负压吸附力。可选用自带电磁阀的真空发生器6，真空发生器6可通过电磁阀和气管连接气源，PLC控制器7与真空发生器6的电磁阀电连接，可控制电磁阀开启或关闭，从而可控制真空发生器6，使真空吸盘在工作时吸附或松开物品。
本实施例中，安装箱1为矩形的箱体，安装箱1内部固定有支撑板14，真空发生器6和PLC控制器7固定在支撑板14上。安装箱1的侧壁上设有管线过孔12，管线过孔12可以供与真空发生器6连接的气管穿过，还可供与PLC控制器7连接的电线穿过。同时，在安装箱1的外侧还固定有管线固定座13，管线固定座13用于穿束气管和电线。因此，通过安装箱1以及管线过孔12、管线固定座13，可使该末端夹具结构紧凑，管路和线路整洁，方便安装在机械手8上使用。
根据本实施例的3D视觉自动分拣码垛机器人及其末端夹具，其在工作时的工作原理如下：
可先通过3D视觉模组对上料区的产品进行3D扫描，将产品的位置数据发送至码垛机器人；码垛机器人收到3D视觉发送的数据后，根据设定的产品规格，自动选择相应的真空吸盘；再将末端夹具运动到产品上方，逐一抓取产品，直至吸盘容量满料后，再将产品转运至目标区域进行码垛；通过多次抓取完成一种产品的码垛工作后，机器人再去抓取另一规格产品，直至完成所有产品的分拣码垛工作。
由上述内容可知，该3D视觉自动分拣码垛机器人通过末端夹具，在工作时，可选择性地使用不同的真空吸盘对不同规格的产品进行分拣和码垛，无需停机更换夹具，可提高工作效率。该末端夹具结构紧凑，体积小便于安装，方便机械手进行操作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。