CN109877824A - 一种单取纠偏机器人及其纠偏方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及玻璃基板搬运***的子***，具体地说是一种单取纠偏机器人及其纠偏方法，行走滑台设置在安装基础上，行走滑板与行走滑台滑动连接，升降立柱可相对转动地与行走滑板连接，在升降立柱上设有沿升降立柱高度方向进行直线运动的升降滑板；大臂的一端铰接于升降滑板上，另一端与小臂的一端铰接，小臂的另一端与执行器的一端铰接，执行器的另一端设有至少两个触发歪斜基板不同时位置的位置传感器；执行器具有随升降滑板升降、随升降立柱转动、随行走滑板沿行走滑台滑动以及由大臂和小臂带动伸缩的自由度；升降滑板上设有阵列传感器。本发明单取纠偏机器人的结构简单，纠偏方法操作方便，可以对与工位不平行的歪斜基板进行纠偏。

Description

一种单取纠偏机器人及其纠偏方法

技术领域

本发明涉及玻璃基板搬运***的子***，具体地说是一种单取纠偏机器人及其纠偏方法。

背景技术

近年来，光电产业迅速发展，市场需求不断增加，工业机器人在光电产业的应用也随之显著增加，尤其对用于液晶面板厂无尘车间的搬运机器人需求最为迫切。这种搬运机器人主要应用于LCD(液晶显示屏)生产制造过程中玻璃基板传送，连接前后段制程的传输，以及各制程中的玻璃基板的交换与传递。日本是目前此类机器人的主要生产国，已开发出用于第十代LCD玻璃基板搬运的大型机器人***。

我国LCD玻璃基板搬运机器人主要依赖进口，造价昂贵，结构复杂，操作繁琐。

发明内容

为了满足玻璃基板搬运机器人的生产需求，本发明的目的在于提供一种单取纠偏机器人及其纠偏方法，能够让机器人在取放玻璃基板的过程中，对玻璃基板的位置及偏斜角度进行动态纠正。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的单取纠偏机器人包括安装基础、行走滑台、行走滑板、升降立柱、升降滑板、阵列传感器、大臂、小臂、执行器及位置传感器，该行走滑台设置在安装基础上，所述行走滑板与行走滑台滑动连接，所述升降立柱可相对转动地与行走滑板连接，在该升降立柱上设有沿升降立柱高度方向进行直线运动的升降滑板；所述大臂的一端铰接于升降滑板上，另一端与所述小臂的一端铰接，该小臂的另一端与所述执行器的一端铰接，该执行器的另一端设有至少两个触发歪斜基板不同时位置的位置传感器；所述执行器具有随升降滑板升降、随升降立柱转动、随行走滑板沿行走滑台滑动以及由大臂和小臂带动伸缩的自由度；所述升降滑板上设有阵列传感器；

其中：所述执行器的一端为与小臂铰接的板状，另一端呈叉子状；所述执行器的另一端为两根相互平行的叉杆，每根叉杆上均设有用于真空吸附所述歪斜基板的吸盘，在每根叉杆的端部均设有所述位置传感器；

所述升降滑板呈“U”形，该“U”形开口的任一端与所述大臂的一端铰接，该“U”形升降滑板的内槽口处安装有所述阵列传感器；所述升降滑板“U”形的底边与升降立柱的高度方向一致，“U”形开口的两端上下设置，即该“U”形升降滑板偏转90°设置；所述阵列传感器安装在“U”形底边设置的内槽口处，通过发射端发出激光束，由接收端接收。

本发明单取纠偏机器人的纠偏方法为：

所述安装基础上设有取板工位和放板工位，该取板工位上放置有歪斜基板，所述歪斜基板的长边、短边分别倾斜于取板工位和放板工位的长边、短边；所述行走滑板在行走滑台长度方向上相对移动定义为X轴，所述升降滑板沿升降立柱高度方向相对直线运动定义为Z轴，所述升降立柱相对行走滑板绕转动轴线进行转动定义为θ轴，所述执行器通过大臂、小臂带动垂直于θ轴和Z轴的空间直线运动定义为R轴；所述X轴、Z轴顺序运动，带动所述执行器正对取板工位，R轴运动，使所述执行器向取板工位方向运动；所述执行器另一端上的至少两个位置传感器触发歪斜基板一侧短边的不同时位置，得到该取板工位上的歪斜基板一侧短边与X轴之间的不平行角度，并将该角度传给控制***；所述控制***控制R轴、θ轴和X轴伺服联动，带动所述执行器偏转、补偿所述角度，使所述歪斜基板的一侧长边与R轴平行；所述执行器真空吸附歪斜基板，R轴运动，使所述执行器及歪斜基板在大臂、小臂的带动下向升降滑板的方向收缩，收缩过程中，所述阵列传感器通过非接触激光扑捉歪斜基板一侧的长边相对于升降滑板的位置，并传给所述控制***，该控制***控制X轴、R轴和θ轴，使所述执行器和歪斜基板转向放板工位、正对放板工位，将所述歪斜基板通过R轴和Z轴的耦合运动横平竖直地放置在放板工位上；

其中：所述执行器的另一端为两根相互平行的叉杆，每根叉杆的端部均设有位置传感器；所述执行器在由R轴运动向取板工位运动的过程中，叉杆与取板工位的长边相平行；当其中一根叉杆上的位置传感器先触发歪斜基板一侧短边位置时，所述执行器在R轴、θ轴和X轴伺服联动下，让所述执行器相对于歪斜基板绕先触发的位置传感器的中心转动，直至另一根叉杆的上位置传感器也触发歪斜基板一侧短边，此时所述执行器的叉杆与歪斜基板的长边平行，并倾斜于取板工位的长边；所述控制***分别得到两根叉杆上位置传感器传递的信号，得到取板工位上的歪斜基板一侧短边与X轴之间的不平行角度；

所述执行器在两根叉杆上的位置传感器均触发歪斜基板一侧短边后，至所述歪斜基板横平竖直地放置在放板工位的过程中，始终保持与歪斜基板的长边平行；

所述执行器及歪斜基板沿R轴向升降滑板方向收缩过程中，所述阵列传感器扑捉歪斜基板一侧长边和一侧短边的交汇点，在执行器及歪斜基板沿R轴向升降滑板方向收缩运动设定段路径后，再扑捉所述歪斜基板一侧长边相对升降滑板的偏移量；如果所述阵列传感器连续取离散数据，能判断歪斜基板的一侧长边和一侧短边的交汇点是否有破损；如果所述阵列传感器连续取连续数据，能判断歪斜基板的一侧长边是否有破损。

本发明的优点与积极效果为：

本发明单取纠偏机器人的结构简单，纠偏方法操作方便，可以对与工位不平行的歪斜基板进行纠偏；执行器叉杆上低成本的位置传感器和升降滑板上高成本的阵列传感器相互结合，成本优势明显。

附图说明

图1为本发明单取纠偏机器人的交替工位俯视图之一；

图2为本发明单取纠偏机器人的交替工位俯视图之二；

图3为本发明单取纠偏机器人的等轴侧视图；

图4为本发明单取纠偏机器人的***图；

图5为本发明单取纠偏机器人的结构主视图；

图6为本发明单取纠偏机器人的结构右视图；

其中：1为安装基础，2为取板工位，3为歪斜基板，4为放板工位，5为行走滑台，6为行走滑板，7为转动轴线，8为升降立柱，9为升降滑板，10为阵列传感器，11为大臂，12为小臂，13为执行器，14为位置传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～6所示，本发明的单取纠偏机器人包括安装基础1、行走滑台5、行走滑板6、升降立柱8、升降滑板9、阵列传感器10、大臂11、小臂12、执行器13及位置传感器14，其中单取纠偏机器人所在的工作环境中设有安装基础1(可为工作台)，该安装基础1上分别设有取板工位2和放板工位4，两个工位对称设置于单取纠偏机器人的左右两侧。行走滑台5固定在安装基础1上，行走滑板6与行走滑台5滑动连接，可以沿着行走滑台5的长度方向往复移动；移动可通过气缸带动行走滑板6实现。升降立柱8可相对转动地与行走滑板6连接，升降立柱8可绕转动轴线7转动；转动可通过在行走滑板6上安装电机，由电机带动升降立柱8实现。升降立柱8上设有沿升降立柱8高度方向进行直线运动的升降滑板9，升降滑板9呈“U”形，升降滑板9“U”形的底边与升降立柱8的高度方向一致，“U”形开口的两端上下设置，即该“U”形升降滑板9偏转90°设置；阵列传感器10安装在“U”形底边设置的内槽口处，通过发射端发出激光束，由接收端接收。升降滑板9的直线运动可通过在升降立柱8上安装气缸，由气缸带动升降滑板9实现。

大臂11的一端铰接于升降滑板9开口的任一端上，另一端与小臂12的一端铰接，该小臂12的另一端铰接有执行器13。执行器13的一端为与小臂12铰接的板状，另一端设有至少两个触发歪斜基板3不同时位置的位置传感器14。本实施例的执行器13的另一端呈叉子状，即执行器13的另一端为两根相互平行的叉杆，每根叉杆上均设有用于真空吸附歪斜基板3的吸盘，在每根叉杆的端部均设有一个位置传感器14。本发明的执行器13具有随升降滑板9升降、随升降立柱8转动、随行走滑板6沿行走滑台5滑动以及由大臂11和小臂12带动伸缩的自由度。

本发明的阵列传感器10为市购产品，购置于基恩士公司，发射端型号为IG028R、接收端型号为IG028T，矫正范围为28mm。

本发明单取纠偏机器人的纠偏方法为：

行走滑板6在行走滑台5长度方向上相对移动定义为X轴，升降滑板9沿升降立柱8高度方向相对直线运动定义为Z轴，升降立柱8相对行走滑板6绕转动轴线7进行转动定义为θ轴，执行器13通过大臂11、小臂12带动垂直于θ轴和Z轴的空间直线运动定义为R轴。取板工位2上放置有歪斜基板3，该歪斜基板3的长边、短边分别倾斜于取板工位2和放板工位4的长边、短边。

X轴和Z轴顺序运动，带动执行器13正对取板工位2，即执行器13另一端的叉杆在取板工位2时与取板工位2的长边平行。R轴运动，使执行器13向取板工位2方向运动，运动的过程中，叉杆与取板工位2的长边相平行；由于在取板工位2上的歪斜基板3的一侧短边相对于X轴不平行，所以执行器13另一端上的两个位置传感器14触发歪斜基板3一侧短边两个不同时的位置；即，当其中一根叉杆上的位置传感器14先触发歪斜基板3一侧短边位置时，执行器13在R轴、θ轴和X轴伺服联动下，让执行器13相对于歪斜基板3绕先触发的位置传感器的中心，做定轴变姿态(即绕先触发的位置传感器14的中心转动)，直至另一根叉杆的上位置传感器14也触发歪斜基板3一侧短边，此时执行器13的叉杆与歪斜基板3的长边平行，并倾斜于取板工位2的长边；控制***分别得到两根叉杆上位置传感器14传递的信号，得到取板工位2上的歪斜基板3一侧短边与X轴之间的不平行角度。控制***控制R轴、θ轴和X轴伺服联动，带动执行器13偏转、补偿该不平行角度，使歪斜基板3的一侧长边与R轴平行。执行器13真空吸附歪斜基板3，此时歪斜基板3的长边相对于执行器13另一端的叉杆空间平行。歪斜基板3的一侧短边在相对于执行器13另一端的叉杆已经根据执行器13另一端的两个位置传感器14触发两个不同时的位置相对确定，但是歪斜基板3的一侧长边相对于升降滑板9的位置不确定。

R轴运动，使执行器13及歪斜基板3在大臂11、小臂12的带动下向升降滑板9的方向收缩，收缩过程中，阵列传感器10通过非接触激光扑捉歪斜基板3一侧的长边相对于升降滑板9的位置，并传给控制***，该控制***控制X轴、R轴和θ轴，使执行器13和歪斜基板3转向放板工位4、正对放板工位4，将歪斜基板3通过R轴和Z轴的耦合运动横平竖直地放置在放板工位4上。

执行器13另一端的两根叉杆在两根叉杆上的位置传感器14均触发歪斜基板3一侧短边后，至歪斜基板3横平竖直地放置在放板工位4的过程中，始终保持与歪斜基板3的长边平行。

执行器13及歪斜基板3沿R轴向升降滑板9方向收缩过程中，阵列传感器10扑捉歪斜基板3一侧长边和一侧短边的交汇点，在执行器13及歪斜基板3沿R轴向升降滑板9方向收缩运动设定段路径后，再扑捉歪斜基板3一侧长边相对升降滑板9的偏移量。如果阵列传感器10连续取离散数据，能判断歪斜基板3的一侧长边和一侧短边的交汇点是否有破损；如果阵列传感器10连续取连续数据，能判断歪斜基板3的一侧长边是否有破损。

Claims (9)

1.一种单取纠偏机器人，其特征在于：包括安装基础(1)、行走滑台(5)、行走滑板(6)、升降立柱(8)、升降滑板(9)、阵列传感器(10)、大臂(11)、小臂(12)、执行器(13)及位置传感器(14)，该行走滑台(5)设置在安装基础(1)上，所述行走滑板(6)与行走滑台(5)滑动连接，所述升降立柱(8)可相对转动地与行走滑板(6)连接，在该升降立柱(8)上设有沿升降立柱(8)高度方向进行直线运动的升降滑板(9)；所述大臂(11)的一端铰接于升降滑板(9)上，另一端与所述小臂(12)的一端铰接，该小臂(12)的另一端与所述执行器(13)的一端铰接，该执行器(13)的另一端设有至少两个触发歪斜基板(3)不同时位置的位置传感器(14)；所述执行器(13)具有随升降滑板(9)升降、随升降立柱(8)转动、随行走滑板(6)沿行走滑台(5)滑动以及由大臂(11)和小臂(12)带动伸缩的自由度；所述升降滑板(9)上设有阵列传感器(10)。

2.根据权利要求1所述的单取纠偏机器人，其特征在于：所述执行器(13)的一端为与小臂(12)铰接的板状，另一端呈叉子状。

3.根据权利要求2所述的单取纠偏机器人，其特征在于：所述执行器(13)的另一端为两根相互平行的叉杆，每根叉杆上均设有用于真空吸附所述歪斜基板(3)的吸盘，在每根叉杆的端部均设有所述位置传感器(14)。

4.根据权利要求1所述的单取纠偏机器人，其特征在于：所述升降滑板(9)呈“U”形，该“U”形开口的任一端与所述大臂(11)的一端铰接，该“U”形升降滑板(9)的内槽口处安装有所述阵列传感器(10)。

5.根据权利要求4所述的单取纠偏机器人，其特征在于：所述升降滑板(9)“U”形的底边与升降立柱(8)的高度方向一致，“U”形开口的两端上下设置，即该“U”形升降滑板(9)偏转90°设置；所述阵列传感器(10)安装在“U”形底边设置的内槽口处，通过发射端发出激光束，由接收端接收。

6.一种根据权利要求1至5任一权利要求所述单取纠偏机器人的纠偏方法，其特征在于：所述安装基础(1)上设有取板工位(2)和放板工位(4)，该取板工位(2)上放置有歪斜基板(3)，所述歪斜基板(3)的长边、短边分别倾斜于取板工位(2)和放板工位(4)的长边、短边；所述行走滑板(6)在行走滑台(5)长度方向上相对移动定义为X轴，所述升降滑板(9)沿升降立柱(8)高度方向相对直线运动定义为Z轴，所述升降立柱(8)相对行走滑板(6)绕转动轴线(7)进行转动定义为θ轴，所述执行器(13)通过大臂(11)、小臂(12)带动垂直于θ轴和Z轴的空间直线运动定义为R轴；所述X轴、Z轴顺序运动，带动所述执行器(13)正对取板工位(2)，R轴运动，使所述执行器(13)向取板工位(2)方向运动；所述执行器(13)另一端上的至少两个位置传感器(14)触发歪斜基板(3)一侧短边的不同时位置，得到该取板工位(2)上的歪斜基板(3)一侧短边与X轴之间的不平行角度，并将该角度传给控制***；所述控制***控制R轴、θ轴和X轴伺服联动，带动所述执行器(13)偏转、补偿所述角度，使所述歪斜基板(3)的一侧长边与R轴平行；所述执行器(13)真空吸附歪斜基板(3)，R轴运动，使所述执行器(13)及歪斜基板(3)在大臂(11)、小臂(12)的带动下向升降滑板(9)的方向收缩，收缩过程中，所述阵列传感器(10)通过非接触激光扑捉歪斜基板(3)一侧的长边相对于升降滑板(9)的位置，并传给所述控制***，该控制***控制X轴、R轴和θ轴，使所述执行器(13)和歪斜基板(3)转向放板工位(4)、正对放板工位(4)，将所述歪斜基板(3)通过R轴和Z轴的耦合运动横平竖直地放置在放板工位(4)上。

7.根据权利要求6所述的纠偏方法，其特征在于：所述执行器(13)的另一端为两根相互平行的叉杆，每根叉杆的端部均设有位置传感器(14)；所述执行器(13)在由R轴运动向取板工位(2)运动的过程中，叉杆与取板工位(2)的长边相平行；当其中一根叉杆上的位置传感器(14)先触发歪斜基板(3)一侧短边位置时，所述执行器(13)在R轴、θ轴和X轴伺服联动下，让所述执行器(13)相对于歪斜基板(3)绕先触发的位置传感器的中心转动，直至另一根叉杆的上位置传感器(14)也触发歪斜基板(3)一侧短边，此时所述执行器(13)的叉杆与歪斜基板(3)的长边平行，并倾斜于取板工位(2)的长边；所述控制***分别得到两根叉杆上位置传感器(14)传递的信号，得到取板工位(2)上的歪斜基板(3)一侧短边与X轴之间的不平行角度。

8.根据权利要求6所述的纠偏方法，其特征在于：所述执行器(13)在两根叉杆上的位置传感器(14)均触发歪斜基板(3)一侧短边后，至所述歪斜基板(3)横平竖直地放置在放板工位(4)的过程中，始终保持与歪斜基板(3)的长边平行。

9.根据权利要求6所述的纠偏方法，其特征在于：所述执行器(13)及歪斜基板(3)沿R轴向升降滑板(9)方向收缩过程中，所述阵列传感器(10)扑捉歪斜基板(3)一侧长边和一侧短边的交汇点，在执行器(13)及歪斜基板(3)沿R轴向升降滑板(9)方向收缩运动设定段路径后，再扑捉所述歪斜基板(3)一侧长边相对升降滑板(9)的偏移量；如果所述阵列传感器(10)连续取离散数据，能判断歪斜基板(3)的一侧长边和一侧短边的交汇点是否有破损；如果所述阵列传感器(10)连续取连续数据，能判断歪斜基板(3)的一侧长边是否有破损。