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一种叠放零件抓取系统及抓取方法

文献发布时间:2023-06-19 09:57:26


一种叠放零件抓取系统及抓取方法

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域,具体是涉及一种叠放零件抓取系统及抓取方法。

背景技术

随着生产线自动化率的提升,要求零部件的上件工艺也逐步向智能化和自动化发展。抽屉上料技术作为上件技术之一,被广泛用于平直的小零件上件。传统的抽屉上件技术,在抽屉内设置若干层隔板用以精准固定零件,但如此每个抽屉内一次放置的零件数量较少,且部分零部件具有弯折部分,即使叠加仍需要占用较大的空间,生产现场的空间利用率较低,同时需要操作人员频繁为抽屉进行补料,操作人员劳动强度大,需要人员数量较多,此外现有的抽屉式上料机构中,分别设置有供机械手抓取的工位和供现场工作人员补料的工位,且两个工位一般为分开设置,对生产线现场的占用空间较大。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题,旨在提供一种叠放零件抓取系统及抓取方法,在对零部件进行抓取转移的过程中对零部件进行弯折,进而可以便于零部件以较为平整的形式进行堆叠,增加堆叠的数量,降低放置频次,此外料架与抽屉基座可进行重合或分离,现场工作人员进行补料时,抽屉基座与料架分离,当抓取装置对零部件进行抓取时,抽屉基座与料架重合。

具体技术方案如下:

一种叠放零件抓取系统,主要包括:堆料装置以及抓取装置。

其中堆料装置包括:料架以及抽屉基座。

料架设置有导向结构一。抽屉基座的端面上依次堆叠有若干零部件,且抽屉基座设置有与导向结构一相匹配的导向结构二,且导向结构二可沿导向结构一的长度方向往复滑动,抽屉基座能伸入至料架内部,或抽屉基座从料架内部抽出,外置于料架;

其中抓取装置包括:抓取手支架、若干吸附机构、若干弯折驱动部件、若干弯折机构以及测距传感器。

抓取手支架能靠近或远离零部件,若干吸附机构设置于抓取手支架,吸附机构用于吸附零部件,若干弯折驱动部件设置于抓取手支架,弯折机构与弯折驱动部件一一对应,若干弯折机构与对应的弯折驱动部件驱动连接,弯折机构移动后与零部件接触或分离,测距传感器设置于抓取手支架朝向零部件的一侧,且测距传感器与零部件相正对。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,还包括若干导向立柱,若干导向立柱设置于抽屉基座的上端面,且若干导向立柱构成的轮廓与零部件的形状相匹配;其中零部件的长度方向及宽度方向的两侧均至少设置有一导向立柱,且导向立柱与零部件的边缘接触。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,料架的边缘围设有围栏,且抽屉基座背离料架的一端设置有挡板,挡板背离料架的一侧设置有握持机构。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,导向结构一、导向结构二沿零部件的宽度方向或长度方向布置;且导向结构一为导向卡条或导向导轮,导向结构二为导向导轨;或导向结构一为导向导轨,导向结构二为导向卡条或导向导轮。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,还包括若干支撑柱和滑动结构,支撑柱设置于料架的下端面,滑动结构设置于抽屉基座背离料架的一端,且支撑柱的底部与滑动结构的底部均与支撑面接触,其中支撑柱相对支撑面为固定设置,滑动结构可相对支撑面滚动。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,还包括接触开关,接触开关设置于抽屉基座靠近料架的一端,且接触开关与抓取装置通讯连接;

抽屉基座完全伸入料架内部,接触开关触发,抓取装置正常作业;

抽屉基座从料架内部抽出,接触开关断开,抓取装置停止作业。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,抓取手支架包括至少两个支架横梁,若干支架横梁之间固定连接,其中一支架横梁与吸附机构、弯折驱动部件连接,另一支架横梁与外部机械手连接;其中支架横梁呈管状设置,且每一支架横梁的周向侧面开设有若干装配孔。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,吸附机构为真空吸附机构,真空吸附机构包括真空吸盘以及与真空吸盘相连通的真空气源,或吸附机构为电磁吸附机构,电磁吸附机构包括气动磁铁吸盘以及与气动磁铁吸盘相连的外部电源。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,还包括若干定位装置,若干定位装置与抓取手支架可拆卸式连接,定位装置与零部件上的定位结构相匹配,定位结构为开孔、开槽、凸起中的一种或组合。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,还包括外部控制器,外部控制器与外部机械手通讯连接,测距传感器与外部控制器通讯连接,测距传感器为超声波传感器、毫米波传感器、激光雷达传感器中的一种。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,还包括计数器,计数器与测距传感器通讯连接,测距传感器靠近再远离一零部件后,计数器计数加一。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,还包括夹紧机构以及与夹紧机构驱动连接的夹紧驱动部件,若干夹紧机构与若干夹紧驱动部件设置于抓取手支架,其中每一夹紧机构包括第一夹头和第二夹头,第一夹头为固定设置,第二夹头在夹紧驱动部件驱动下与第一夹头夹紧或分离,或第二夹头为固定设置,第一夹头在夹紧驱动部件驱动下与第二夹头夹紧或分离。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,弯折机构设置于零部件的一侧,弯折机构的一端与零部件的部分区域接触后继续沿预设方向推动或拉动,使零部件的部分区域产生位移后的所在平面与初始所在平面之间形成预设角度,且预设角度为大于零小于等于一百八十度之间的任意角度。

上述的一种叠放零件抓取系统,还具有这样的特征,夹紧驱动部件以及弯折驱动部件为直线位移执行器或旋转位移执行器,且直线位移执行器为直线气缸、直线电缸中的一种,旋转位移执行器为旋转气缸、旋转电缸中的一种。

一种叠放零件抓取方法,包括以下步骤:

S1、将抽屉基座从料架内部抽出;

S2、若干零部件依次堆叠于抽屉基座,相邻两零部件之间直接接触;

S3、带有若干零部件的抽屉基座完全装入至料架内部;

S4、抓取装置靠近位于顶部的零部件并抓取;

S5、抓取装置对零部件的预设位置进行弯折并转移至生产线上。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,

S31、抓取装置的吸附机构开启吸附作业,且吸附机构逐渐靠近位于顶部的零部件;

S32、吸附机构与位于顶部的零部件接触,并向远离其余零部件的方向移动;

S33、抓取装置移动至预设位置后,夹紧机构将吸附在吸附机构上的零部件夹紧。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,

S41、弯折机构对零部件进行第一次弯折;

S42、抓取装置将零部件转移至生产线上的预设位置;

S43、弯折机构对零部件进行第二次弯折,将零部件的部分区域弯折至预设角度;

S44、夹紧机构松开零部件,吸附机构关闭吸附作业,抓取装置返回至初始位置。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,在零部件抓取开始前,抓取装置移动至堆叠的若干零部件上方的预设位置,测距传感器测量出吸附机构与位于顶部的零部件之间的初始距离。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,抓取装置在完成预设次数的抓取后,根据测距传感器测得的初始距离之间的差值除以抓取次数所得结果与预设的数值范围进行比对;

若所得结果在预设的数值范围内时,抓取装置继续抓取作业;

若所得结构未在预设的数值范围内时,抓取装置暂停抓取作业,并报警,提醒现场工作人员零部件的堆叠状况存在异常。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,当测距传感器位于抽屉基座上方的预设位置,测距传感器测得的距离为测距传感器与抽屉基座之间的距离时,抽屉基座上的零部件已抓取完毕,抓取装置停止作业并报警,提醒现场工作人员及时补料。

上述技术方案的积极效果是:

本发明提供的一种叠放零件抓取系统,

1.通过在传统的抓取机构上增加弯折机构,能够对较为平整的零部件进行弯折加工,而较为平整的零部件便于进行堆叠放置,能够以较大的数量放置在产线旁,降低操作人员对零部件的补料频次,进而减轻操作人员的劳动强度;

2.零部件在相同数量的情况下,平整状态能够减少对生产线旁边的空间占用,使产线的空间布置更为合理化;

3.此外每间隔一定数量的抓取后,该抓取机构会将传感器在初始位置的测距差值除以抓件数量的结果与经验数据进行比对,以保证整个零部件的堆叠正常,提升整个抓取过程的稳定性;

4.抓取手支架设置有多个装配孔,能够对弯折机构、吸附机构以及夹紧机构等位置进行适应性布置,以满足不同零部件的夹取作业;

5.若干零部件依次堆叠在抽屉基座上,当机械手对零部件进行抓取并转移时,抽屉基座与料架进行重合,能够减少对生产现场的场地需求,节省空间的占用,当抽屉基座上的零部件取尽需要重新补充零部件时,抽屉基座与料架分离,抽屉基座被抽出,可便于现场工作人员对抽屉基座进行补料。

附图说明

图1为本发明的一种叠放零件抓取系统的实施例中抓取装置的立体图;

图2为本发明的一种叠放零件抓取系统的实施例中抓取装置的侧视图;

图3为本发明的一种叠放零件抓取系统的实施例中抓取装置的仰视图;

图4为本发明的一种叠放零件抓取系统的实施例中抓取装置的正视图;

图5为本发明的一种叠放零件抓取系统的实施例中堆料装置处于收置状态的侧视图;

图6为本发明的一种叠放零件抓取系统的实施例中堆料装置处于伸出状态的侧视图;

图7为本发明的一种叠放零件抓取系统的实施例中堆料装置处于收置状态的俯视图;

图8为本发明的一种叠放零件抓取系统的实施例中堆料装置处于伸出状态的俯视图;

图9为本发明的一种叠放零件抓取系统的实施例中堆料装置的立体图。

1、抓取手支架;101、支架横梁;102、装配孔;2、吸附机构;3、弯折驱动部件;4、弯折机构;5、夹紧驱动部件;6、夹紧机构;601、第一夹头;602、第二夹头;7、测距传感器;8、零部件;9、定位装置;11、料架;111、导向结构一;12、抽屉基座;121、导向结构二;122、导向立柱;13、挡板;131、握持机构;14、支撑柱;15、滑动结构。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下实施例结合附图1至附图9对本发明提供的一种叠放零件抓取系统作具体阐述。

本文中为组件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在该堆料装置中,一般料架11为固定式设置,料架11设置有导向结构一111,用作辅助料架11与抽屉基座12之间的相对移动。

抽屉基座12的端面上依次堆叠有若干零部件8,相邻零部件8之间直接接触进行堆叠,能够一次堆叠较多数量,减少现场工作人员的零部件8的上料频次,以减轻现场工作人员的劳动强度,且抽屉基座12设置有与导向结构一111相匹配的导向结构二121,即导向结构一111和导向结构二121相互套接,当导向结构一111和导向结构二121完全重合时,抽屉基座12完全伸入至料架11内,当导向结构一111和导向结构二121分离时,抽屉基座12被抽出料架11。且导向结构二121可沿导向结构一111的长度方向往复滑动,抽屉基座12能伸入至料架11内部,即堆叠完的零部件8重新装入料架11内部,便于后续利用抓取装置逐次对位于顶部的零部件8进行抓取,或抽屉基座12从料架11内部抽出,外置于料架11,便于现场工作人员重新将零部件8堆叠至抽屉基座12上。

在该抓取装置中,抓取手支架1能靠近或远离零部件8,具体的,零部件8堆叠在料架上,抓取手支架1在机械手(图中未示出)的移动下从初始位置逐渐靠近零部件8,并将零部件8抓起,然后抓取手支架1将零部件8移动至生产线上的预设位置,抓取手支架1松开该零部件8,然后返回初始位置。

若干吸附机构2设置于抓取手支架1,吸附机构2用于吸附零部件8,吸附机构2朝向零部件8,当吸附机构2靠近零部件8时产生吸附力,从而将零部件8吸起,当零部件8被移动至预设位置以后,吸附机构2停止产生吸附力,从而将零部件8放下。若干弯折驱动部件3设置于抓取手支架1,弯折驱动部件3用于对弯折机构4进行移动或转动,通过弯折机构4对零部件8的部分区域进行上生产线前的弯折作业。

弯折机构4与弯折驱动部件3一一对应,即每一弯折机构4由独立的一弯折驱动部件3驱动,若干弯折机构4与对应的弯折驱动部件3驱动连接,弯折机构4移动(转动或平移)后与零部件8接触或分离,即当零部件8被移动至预设位置后,弯折机构4与零部件8接触对零部件8进行弯折,弯折步骤完成后弯折机构4与零部件8分离,随后该零部件8被放置到生产线上的预设位置。

测距传感器7设置于抓取手支架1朝向零部件8的一侧,且测距传感器7与零部件8相正对,测距传感器7用于实时监测抓取手支架1与零部件8之间的距离,从而获知吸附机构2与待吸附零部件8之间的距离,通过吸附机构2与待吸附零部件8之间的距离进而调整抓取手支架1的移动速度,即当吸附机构2与待吸附零部件8之间距离大于预设值时,抓取手支架1的移动速度较快,当吸附机构2与待吸附零部件8之间的距离小于等于预设值时,抓取手支架1的移动速度逐渐减慢,当吸附机构2与待吸附零部件8接触时,抓取手支架1的移动速度降到零,从而保证吸附过程的稳定性,避免对堆叠的零部件8造成冲击,此外还能提高吸附的工作效率。

在一种优选的实施方式中,如图5至图9所示,还包括若干导向立柱122,一般的导向立柱122呈圆柱状设置,且各导向立柱122的高度可以不同,根据该导向立柱122所要限制零部件8的具体的位置的高度进行调整,使零部件8在完全堆叠完后,用作限位的各个位置均低于对应的导向立柱122的高度即可,若干导向立柱122设置于抽屉基座12的上端面,一般抽屉基座12的上端面为水平面,且导向立柱122与抽屉基座12的上端面垂直,抽屉基座12的上端面用作对堆叠零部件8的支撑,且若干导向立柱122构成的轮廓与零部件8的形状相匹配,即通过若干导向立柱122来限制零部件8在抽屉基座12上的窜动,其中导向立柱122主要限制零部件8在长度以及宽度方向的窜动,抽屉基座12的上端面来限制零部件8在高度方向的窜动。

进一步的,零部件8的长度方向及宽度方向的两侧均至少设置有一导向立柱122,且导向立柱122与零部件8的边缘接触,一般导向柱22设置在零部件8的端部的周围,即在零部件8的端部形成半包围状的限位设置,便于零部件8的堆叠防止,此外还能对零部件8进行有效限位。

在一种优选的实施方式中,如图5至图9所示,料架11的边缘围设有围栏(图中未示出),即将料架11上方机械手的活动区域通过围栏与外部环境进行分离,能够对现场工作人员进行保护,以提高现场工作的安全系数,且抽屉基座12背离料架11的一端设置有挡板13,当抽屉基座12完全伸入料架2以后,围栏与挡板13能够组成一完整的遮挡,将抽屉基座12的零部件8与工作人员所在区域隔开,挡板13背离料架11的一侧设置有握持机构131,能够便于现场工作人员握住该握持机构131并拉动抽屉基座,从而将抽屉基座12从料架11中抽出,除了采用人工的方式抽出以外还可以采用外部气动或电动设备将抽屉基座12自动抽出,以适应零部件8总体质量较大的情况,满足多种生产现场的使用需求。

在一种优选的实施方式中,如图5至图9所示,导向结构一111、导向结构二121沿零部件8的宽度方向或长度方向布置,优选的,导向结构一111和导向结构二121沿零部件8的宽度方向布置,即导向结构一111和导向结构二121的长度方向与零部件8的宽度方向一致,即选择零部件8的短边作为抽屉基座12的推拉方向,抽屉基座12被抽出时的距离较短,能够尽可能地节省抽屉基座12抽出方向的空间占用,以尽可能地减少对场地面积的需求,此外在零部件8抓取时,上料工位和抓取工位重合,在零部件8补料时,上料工位与抓取工位进行分离,该伸缩式结构在零部件8抓取过程中能够节省生产线的空间占用。

具体的,导向结构一111为导向卡条或导向导轮,导向结构二121为导向导轨;或导向结构一111为导向导轨,导向结构二121为导向卡条或导向导轮,一般该推拉过程采用高精度导轨,以提升抽屉基座12在机械手抓取工位上的位置准确度,在抽屉基座12长期服役情况下,不会出现位置的偏移。

进一步的,导向轨道可设置在抽屉基座12的下端面或者抽屉基座12滑动方向的两侧面,或者下端面与两侧面的结合,可根据实际需求对滑动轨道的数量以及位置进行设定。进一步的,导向卡条呈近似的矩形长条或圆柱形长条,且矩形长条的一侧开设有滑动槽,或矩形长条的中部开设有滑动长孔,或圆柱形长条的一侧开设有滑动槽,或圆柱形长条的中部开设有滑动长孔。更进一步的,滑动槽的纵截面呈“T”字形设置,导向卡条的形状与滑动槽的纵截面形状相匹配,在不影响滑动轨道滑动精度的同时,避免导向轨道与导向卡条在径向上脱开分离,滑动长孔的纵截面呈不规则形状设置,避免圆柱形长条状的滑动轨道与导向卡条之间产生相对转动。更进一步的,为了保证导向导轨与导向卡条之间的相对滑动的顺畅,导向导轨与导向卡条之间一般采用滚动摩擦的形式,导向卡条沿其长度方向设置有若干高精度导轮,即导向卡条的中部开设有上下贯穿的安装孔,高精度导轮安装鱼该安装孔内,且该高精度导轮的上下端分别伸出至安装孔外,该高精度导轮分别与滑动轨道内相对的两侧接触,进而降低导向导轨与导向卡条之间的摩擦系数。

此外,亦可采用导向导轨与导向导轮直接相匹配的形式,即料架11的相对两侧或料架11的下端面直接设置有呈直线状排布的的若干导向导轮,该导向导轮直接与导向导轨的滑动槽相匹配,从而实现导向导轮与导向导轨之间的相对滑动。

在一种优选的实施方式中,如图5至图9所示,还包括若干支撑柱14,支撑柱14设置于料架11的下端面,支撑柱14用于对料架11进行支撑,并将料架11举升起一定高度,便于机械手对料架11的零部件8进行抓取,滑动结构15设置于抽屉基座12背离料架11的一端,便于现场操作人员移动抽屉基座12,减小移动摩擦,同时能够对抽屉基座12背离料架11的一端进行支撑。且支撑柱14的底部与滑动结构15的底部均与支撑面接触,滑动结构15用于当抽屉基座12在抽出时对抽屉基座12进行支撑。

进一步的,支撑柱14相对支撑面为固定设置,滑动结构15可相对支撑面滚动,即料架11为固定设置,抽屉基座12为活动设置,通过支撑柱14和滑动结构15来使料架11和抽屉基座12位于同一水平高度,保证料架11和抽屉基座12能够顺利相对滑动。

在一种优选的实施方式中,如图5至图9所示,还包括接触开关(图中未示出),接触开关设置于抽屉基座12靠近料架11的一端,且接触开关与抓取装置通讯连接,当接触开关与料架11的一端接触时,接触开关将接通信号传输至抓取装置的控制器,当接触开关与料架的一端分离后,接触开关将断开信号传输至抓取装置的控制器;抽屉基座12完全伸入料架11内部,接触开关触发,抓取装置正常作业,即抓取装置开始对零部件8的抓取作业,将抓取的零部件8转移至生产线上;抽屉基座12从料架内部抽出,接触开关断开,抓取装置停止作业,停止动作,避免抓取装置对现场工作人员在对抽屉基座12进行补料时造成影响。

在一种优选的实施方式中,如图1至图4所示,抓取手支架1包括至少两个支架横梁101,具体的,若干支架横梁101之间相互平行,用做其他各部件的安装基座,若干支架横梁101之间固定连接,其中一支架横梁101与吸附机构2、弯折驱动部件3连接,一般的,吸附机构2、弯折驱动部件3与支架横梁101之间为可拆卸式连接,可根据零部件8的实际情况对吸附机构2和弯折驱动部件3的类型和设置位置进行适应性调整,进而使支架横梁101能够满足多种使用需求,另一支架横梁101与机械手连接,通过移动支架横梁101进而来移动吸附机构2和弯折驱动部件3,进而使整个抓取机构的整体结构设置更为紧凑,在满足吸附机构2以及弯折驱动部件3安装的情况下,再连接机械手。

进一步的,支架横梁101呈管状设置,具体的,支架横梁101由若干管单元拼接而成,每个管单元为空心设置,进而能够减轻支架横梁101自身的重量,在确保支架横梁101的结构强度的同时能够减轻机械手的负荷,且每一支架横梁101的周向侧面开设有若干装配孔102,且若干装配孔102呈环状均布在支架横梁101的周向侧面,进一步的,该装配孔102可用于各个管单元之间的相互拼接,同时该装配孔102亦可用于吸附机构2、弯折驱动部件3以及机械手在支架横梁101上的连接安装,便于吸附机构2、弯折驱动部件3以及机械手能够根据实际情况在支架横梁101上的多个位置进行布置,同时多个装配孔102的设置能够进一步降低支架横梁101的重量。

在一种优选的实施方式中,如图1至图4所示,具体的,吸附机构2可以为真空吸附机构,通过抽气产生负压的形式来对零部件8进行吸附,真空吸附机构包括真空吸盘以及与真空吸盘相连通的真空气源,具体的真空吸盘设置于支架横梁101上,真空气源设置于抓取机构的外侧,且真空吸盘与真空气源之间通过管路连通,且该管路可布置在支架横梁101每个管单元内的中部空心区域,便于对管路管线的收置,使抓取机构的外部更为整洁,且能够避免管路在抓取机构的移动过程中受到外部环境的影响,同时避免对抓取机构内的各部件之间的相对运动造成干涉影响。

具体的,吸附机构2可以为电磁吸附机构,即通过产生磁场形成磁吸力的形式对特定金属类(铁、钴、镍)的零部件进行吸附,电磁吸附机构包括气动磁铁吸盘以及与气动磁铁吸盘相连的外部电源,具体的该电磁吸附机构中的磁性元件为电磁铁,通电后产生磁性,断电后磁性消失,通过气动元件来控制该电磁铁与外部电源之间的电路通断,进一步的气动元件可以气缸等,该气缸用作电磁铁与外部电源之间的气动开关,气动磁铁吸盘在通电后产生磁吸力进而对该零部件8进行抓取,将该零部件8放置到生产线上的预设位置以后,气动磁铁吸盘断电后失去磁吸力进而将该零部件8留在该预设位置。

在一种优选的实施方式中,如图1至图4所示,还包括若干定位装置9,定位装置9用于对待吸附零部件8进行粗定位,因为在零部件8堆叠过程中可能产生位置偏差,通过粗定位使后续抓取过程中吸附机构2能够对零部件8的统一位置进行吸附,以提高吸附过程的稳定性,以及提高零部件8在后续弯折过程中的精度,若干定位装置9与抓取手支架1可拆卸式连接,具体的由于各零部件的具体形状造型不同,可根据不同零部件上的特征对定位装置的类型以及位置进行适应性调整,即能够满足定位装置9与零部件8上的定位结构相匹配即可,定位结构为开孔、开槽、凸起中的一种或组合。

进一步的,当零部件8上的定位结构为开孔或开槽时,相对应的定位装置9为凸起状,当零部件8上的定位结构为凸起时,相对应的定位装置9为凹陷状。

更进一步的,一般选取零部件8上的中部位置的部分结构作为定位结构,便于后续夹紧机构6对零部件8的边缘进行夹持。

在一种优选的实施方式中,如图1至图4所示,还包括外部控制器(图中未示出),外部控制器与机械手通讯连接,测距传感器7与外部控制器通讯连接,通过测距传感器7实时对抓取手支架1与零部件8之间的距离进行测量,随后将获得的测量数值实时反馈至外部控制器,进而再通过外部控制器来调整机械手的移动速度,进而形成一闭环控制,其中测距传感器7可以为超声波传感器、毫米波传感器、激光雷达传感器中的一种,可根据生产环境以及生产精度的需求进行选择;

超声波传感器通过发射一定频率的超声波,借助空气媒质传播,到达测量目标或障碍物后反射回来,经反射后由超声波接收器接收脉冲,进而计算出传感器与零部件之间的距离,超声波传感器抗电磁干扰能力较强,稳定性较好,方向性较佳,对液体以及固体的穿透性较好,但声学噪声容易影响超声波的信号输出,测量范围有限制,且精度相对较低;

毫米波传感器的内部振荡器会产生一个频率随时间逐渐增加的信号,这个信号遇到障碍物之后,会反弹回来,进而计算出传感器与零部件之间的距离,毫米波传感器的探测距离较远,穿透雾、烟、灰尘的能力强,环境适应性较好,但是探测精度相对较低且容易受到电磁干扰;

激光雷达传感器通过发出经调制的近红外光,遇物体后反射,传感器通过计算调制红外光的发射、反射后产生的相位差,来换算与被测目标物体之间的距离,进而计算出传感器与零部件之间的距离,激光雷达传感器的测量精度较高、且体积小、使用成本较低,但是测量距离有限,在环境较为恶劣的情况下,测量距离会受到影响;

一般的可将激光雷达传感器作为该测距传感器7的优选,在使用环境良好的情况下,具有较高的测量精度。

在一种优选的实施方式中,如图1至图4所示,还包括计数器(图中未示出),计数器与测距传感器7通讯连接,测距传感器7靠近再远离一零部件8后,计数器7计数加一,一般的当计数器累积到五到十次以后,外部控制器会将测距传感器处于初始位置时测得的测距差值除以抓件数量的结果与经验数据进行比对,以确保整个零部件8堆放的状态正常,从而可以继续进行抓件作业,当与经验数据相差超过预设数值时,该外部控制器会行报警,以提醒现场工作人员,零部件8堆叠存在异常,进而提高整个抓取机构在抓取过程中的稳定性。

在一种优选的实施方式中,如图1至图4所示,还包括夹紧机构6以及与夹紧机构6驱动连接的夹紧驱动部件5,若干夹紧机构6与若干夹紧驱动部件5设置于抓取手支架1,具体的,当吸附机构2将零部件8吸附并拿起后夹紧机构6便对零部件8的边缘位置进行夹紧,保证其位置的稳定性便于后续对该零部件8进行弯折作业,避免其在弯折过程中发生位置的窜动,其中每一夹紧机构6包括第一夹头601和第二夹头602,第一夹头601为固定设置,第二夹头602在夹紧驱动部件5驱动下与第一夹头601夹紧或分离,或第二夹头602为固定设置,第一夹头601在夹紧驱动部件5驱动下与第二夹头602夹紧或分离,具体的,当夹紧机构6距离零部件8较远时,第一夹头601与第二夹头602相互分离,当夹紧机构6靠近零部件,且吸附机构2已经完成对零部件8的吸附时,第一夹头601以及第二夹头602分别对零部件8的相对两侧面进行压紧,从而完成对零部件8的位置锁定。

在一种优选的实施方式中,如图1至图4所示,弯折机构4设置于零部件8的一侧,弯折机构4的一端与零部件8的部分区域接触后继续沿预设方向推动或拉动,使零部件8的部分区域产生位移后的所在平面与初始所在平面之间形成预设角度,在本申请中将未进行折叠的近似片状的零部件8直接进行堆叠,而在抓取零部件8后再进行弯折作业然后直接送上产线,进而能够增加零部件8的堆叠数量,减少产线边零部件的添加频次,降低产线人员的工作强度,同时在相同数量零部件的情况下,未进行弯折的零部件8能够减少空间占用。

进一步的,预设角度为大于零小于等于一百八十度之间的任意角度,在本申请中则是对零部件的边缘进行一百八十度的弯折。

在一种优选的实施方式中,如图1至图4所示,夹紧驱动部件5以及弯折驱动部件3为直线位移执行器或旋转位移执行器,可根据夹紧机构6以及弯折机构4的具体结构布置来选择该位移执行器的类型,具体的,当弯折机构4通过直线型平推的方式来进行弯折时则选用直线位移传感器,当弯折机构4采用旋转翻折的方式来进行弯折时则选用旋转位移执行器;当夹紧机构6通过直线距离上的相互靠近时则选用直线位移传感器,当夹紧机构6采用弧线距离上的相互靠近时则选用夹紧驱动部件5,一般的选为旋转位移执行器,能够使夹紧机构6以及弯折机构4的设置更为紧凑,占用空间较小。

进一步的,直线位移执行器为直线气缸、直线电缸中的一种,旋转位移执行器为旋转气缸、旋转电缸中的一种,优选的可采用直线气缸、旋转气缸等,通过气源来控制执行器的位移,结构简单,且设备成本较低。

一种叠放零件抓取方法,包括以下步骤:

S1、将抽屉基座从料架内部抽出,可通过人工或者外部动力设备拉动握持机构,将抽屉基座和料架内部进行完全分离;

S2、若干零部件依次堆叠于抽屉基座,通过现场工作人员或外部设备将若干零部件依次叠放至抽屉基座的上端面,相邻两零部件之间直接接触,且抽屉基座对叠放零件进行长度以及宽度方向上的限位,防止零部件的窜动;

S3、带有若干零部件的抽屉基座完全装入至料架内部,可通过人工或者外部动力设备拉动握持机构,将抽屉基座完全装入至料架的内部;

S4、抓取装置靠近位于顶部的零部件并抓取,通过吸附机构对位于顶部的零部件进行吸附,并通过夹紧机构对该零部件进行夹紧固定;

S5、抓取装置对零部件的预设位置进行弯折并转移至生产线上,弯折工艺可分成几步完成,待零部件转移至生产线上后,夹紧机构松开该零部件,且吸附机构停止吸附。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,在步骤S3中具体包括:

S31、抓取装置的吸附机构开启吸附作业,且吸附机构逐渐靠近位于顶部的零部件,具体的,抓取装置上设置有测距传感器,当抓取装置距离位于顶部的零部件距离较远时,抓取装置的移动速度较快,当抓取装置距离位于顶部的零部件距离较近时,抓取装置的移动速度较慢,有利于提高零部件整体的转移效率;

S32、吸附机构与位于顶部的零部件接触,并向远离其余零部件的方向移动,一般吸附机构设置有至少两个,且分别设置在零部件的两侧;

S33、抓取装置移动至预设位置后,夹紧机构将吸附在吸附机构上的零部件夹紧,且夹紧机构设置有多组,一般设置在该零部件的左右两侧边缘位置。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,在步骤S4中具体包括:

S41、弯折机构对零部件进行第一次弯折,一般的可先弯折原预设角度的一半;

S42、抓取装置将零部件转移至生产线上的预设位置;

S43、弯折机构对零部件进行第二次弯折,再次弯折原预设角度的另一半,将零部件的部分区域弯折至预设角度,即完成零部件的上线设置;

S44、夹紧机构松开零部件,夹头一以及夹头二进行分离,吸附机构断开气源或电源,吸附机构暂时关闭吸附作业,抓取装置返回至初始位置,以便开始下一次吸附以及转移作业。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,在零部件抓取开始前,抓取装置移动至堆叠的若干零部件上方的预设位置,然后该抓取装置从预设位置逐渐靠近位于顶部位置的零部件,当抓取装置处于堆叠零部件上方的预设位置时,测距传感器能够测量出吸附机构与位于顶部的零部件之间的初始距离。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,抓取装置在完成预设次数的抓取后,一般预设次数定义为5-10次,根据测距传感器测得的初始距离之间的差值(第一次的初始距离减去最后一次的初始距离所获得的数值)除以抓取次数所得结果与预设的数值范围进行比对;

若所得结果在预设的数值范围内时,抓取装置继续抓取作业;

若所得结构未在预设的数值范围内时,抓取装置暂停抓取作业,并报警,提醒现场工作人员零部件的堆叠状况存在异常。

一般的,当预设次数越小,对零部件之间的堆叠精度要求越高,可根据生产现场的实际需求进行适应性调整。

上述的一种叠放零件抓取方法,还具有这样的特征,一般的抓取装置的控制系统中预存有测距传感器位于预设位置时与抽屉基座的上端面之间的距离,当测距传感器位于抽屉基座上方的预设位置,当测距传感器测得的距离为测距传感器与抽屉基座之间的距离时,控制系统则获知抽屉基座上的零部件已抓取完毕,抓取装置停止作业并报警,以提醒现场工作人员进行及时补料。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

相关技术
  • 一种叠放零件抓取系统及抓取方法
  • 一种机器人视觉引导从料框抓取零件的系统及控制方法
技术分类

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