CN112676808B - 一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法，该入框机构包括：抓取组件，包括：一多关节机械臂和一抓取模组，抓取模组安装于多关节机械臂上，抓取模组随多关节机械臂运动以抓取准模组及将准模组放入入框组件中；入框组件，包括：一工作台和设于工作台上的入框模组，入框模组包括：U形框、第一限位件和第二限位件，U形框包括一底板和连接于底板两长边上的两立板，第一限位件对两立板间的角度进行限位；第二限位件对U形框的两短边的位置进行限位；视觉定位组件，安装于抓取模组上，用于对准模组进行视觉定位，并将抓取到的图像发送至控制装置；控制装置，通信连接于抓取组件和入框组件，用于控制抓取组件和入框组件的相应运动。

Description

一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法

技术领域

本发明涉及准模组抓取入框生产技术领域，尤其涉及一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法。

背景技术

软包电芯堆叠成准模组后，需要与模组U形框进行装配。目前行业内普遍采用人工或半自动的方式进行作业，因人为因素干扰，操作时难以保证准模组与U形框装配的一致性，导致产品合格率难以提高。为此亟需一种实现准模组准确入框的机构及方法，以满足高标准生产的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法，采用自动化操作，保证了准模组与U形框装配的一致性，产品合格率大大提高。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明提供一种准模组抓取入框机构，包括：

抓取组件，包括：一多关节机械臂和一抓取模组，所述抓取模组安装于所述多关节机械臂上，所述抓取模组随多关节机械臂运动以抓取准模组及将准模组放入入框组件中；

入框组件，包括：一工作台和设于所述工作台上的入框模组，所述入框模组包括：U形框、第一限位件和第二限位件，所述U形框包括一底板和连接于所述底板两长边上的两立板，所述第一限位件对所述两立板间的角度进行限位；所述第二限位件对U形框的两短边的位置进行限位；

视觉定位组件，安装于所述抓取模组上，用于对准模组进行视觉定位，并将抓取到的信息发送至控制装置；

控制装置，通信连接于所述抓取组件和所述入框组件，用于根据所述视觉定位组件发送的信息控制所述抓取组件和所述入框组件的相应运动。

进一步地，所述第一限位件包括：两相对设置的限位板和两第一驱动器，每一第一驱动器的动力输出轴连接一限位板，每一限位板设于每一立板一侧，每一限位板上与立板相对一侧上设有若干吸盘，每一限位板通过所述若干吸盘作用于每一立板。

进一步地，所述限位板的两端各设有一转轴，所述工作台上安装有一轴承座，一转轴转动连接于所述轴承座上，另一转轴通过一联轴器连接于一第一驱动器的动力输出轴上。

进一步地，所述第二限位件包括：一限位块和一第二驱动器，所述限位块和所述第二驱动器分别对应所述底板的两短边设置，所述第二驱动器的动力输出端连接至所述U形框，所述第二驱动器驱动所述U形框向所述限位块运动以实现限位。

进一步地，所述抓取模组包括：安装座、两运动轴、抓手件、模组推板和两底托件，所述安装座顶部连接于所述多关节机械臂上，底部连接于所述抓手件上，两运动轴平行设置，所述抓手件滑动连接于两运动轴间，每一所述底托件安装于一运动轴的外侧，所述模组推板固定于两运动轴的底部。

进一步地，所述抓手件包括：一气爪和设于所述气爪两活塞端的压板，两压板相对设置，两压板在所述气爪的作用下实现开合。

进一步地，每一所述底托件包括：一底托板和一气缸，每一所述气缸安装于一运动轴上，每一所述底托板为一L形板，两底托板相对设置，两L形板的横面均朝内设置，两L形板的竖面均连接于所述气缸的活塞端；

进一步地，每一所述气缸通过一固定架安装于一运动轴上，所述气缸的活塞端位于所述运动轴的下方；所述固定架包括垂直安装的第一板和第二板，所述第一板固定于所述运动轴上，所述第二板底部安装所述气缸，所述第一板和所述第二板间设有若干支撑板。

本发明还提供一种利用以上所述的任一准模组抓取入框机构进行准模组抓取入框的方法，包括以下步骤：

步骤a、控制装置控制多关节机械臂运动至准模组抓取位置，抓取模组沿运动轴下降，抓取模组的气爪控制两压板压紧准模组，抓取模组沿运动轴上升一定距离，底托件伸出；

步骤b、控制装置控制多关节机械臂运动至入框组件上方；

步骤c、入框组件的第一限位件对U形框的两立板进行限位，使两立板外翻一定角度，第二限位件对U形框的两短边的位置进行限位；

步骤d、气爪控制两压板松开准模组，所述抓取模组在多关节机械臂带动下下降进入U形框，进入U形框内一段距离后，停止下降，底托件收回复位，所述抓取模组继续下降，直至将准模组全部压入U形框内；

步骤e、多关节机械臂带动抓取模组上升离开U形框，抓取模组复位；第一限位件复位；第二限位件复位；多关节机械臂运动至准模组抓取位置抓取下一准模组。

进一步地，所述一段距离大于或等于所述准模组宽度的一半。

采用上述方案，本发明提供一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法，其具有以下有益效果：

(1)抓取组件采用多关节机械臂带动抓取模组对准模组进行抓取，利用视觉定位组件进行视觉定位，操作更加精准。

(2)入框组件设有第一和第二限位件，分别对U形框在两个方向上进行限位，且第一限位件可对两立板间的角度进行调节，在准模组入框时将两立板均向外翻一定角度，降低了准模组入框的难度，提高了入框的准确率。

(3)自动化程度高，大大提高了生产效率，满足了高标准的生产要求。

附图说明

图1为本发明准模组抓取入框机构的抓取模组的正面示意图。

图2为本发明准模组抓取入框机构的抓取模组的侧面示意图

图3为本发明准模组抓取入框机构的入框组件的立体示意图。

图4为本发明准模组抓取入框机构的立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

本发明对传统设备进行了升级，通过设置抓取组件、入框组件、视觉定位组件和控制装置，实现了准模组抓取入框的自动化操作。满足了准模组与U形框装配的一致性。本发明具体提供一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法，自动对准模组进行抓取，利用机械臂将抓取到的准模组运送至入框组件，并通过抓取模组和入框模组的配合实现准模组的入框操作，自动化程度高，且利用视觉定位***和控制装置进行控制，操作精准度较现有的人工操作和半自动化操作大大提高。请参阅图1-4，该准模组抓取入框机构包括：抓取组件、入框组件、视觉定位组件30和控制装置，抓取组件包括：一多关节机械臂10和一抓取模组11，所述抓取模组11安装于所述多关节机械臂10上，所述抓取模组11随多关节机械臂10运动以抓取准模组60及将准模组60放入入框组件中；所述入框组件包括：一工作台20和设于所述工作台20上的入框模组21，所述入框模组21包括：U形框210、第一限位件211和第二限位件212，所述U形框210包括一底板2101和连接于所述底板两长边上的两立板2102，所述第一限位件211对所述两立板2102间的角度进行限位；所述第二限位件212对U形框210的两短边的位置进行限位；所述视觉定位组件30为一工业相机，其安装于所述抓取模组上，用于对准模组60进行视觉定位，并将抓取到的图像发送至控制装置；所述控制装置(未图示)运行于一机台上，其通信连接于所述抓取组件和所述入框组件，用于根据所述视觉定位组件30发送的图像进行分析计算出准模组60所处的位置，根据该位置判断下一步的操作，并控制所述抓取组件和所述入框组件的相应动作。值得一提的是，本发明中所述视觉定位组件30和所述控制装置间的通信连接，以及所述控制装置与所述抓取组件和所述入框组件间的通信连接均采用现有技术可以实现的方式，如通过“I/O”连接和通讯线连接等方式。所述控制装置通过接收到的图像进行数据分析的方法也采用现有技术得以实现。在所述入框组件的结构中，具体的，如图3所示，所述第一限位件211包括：两相对设置的限位板2111和两第一驱动器2112，每一第一驱动器2112的动力输出轴连接一限位板2111，每一限位板2111设于每一立板2102一侧，每一限位板2111上与立板2102相对一侧上设有若干吸盘(未标示)，每一限位板2111通过所述若干吸盘作用于每一立板2102，即当所述第一驱动器2112带动一限位板2111朝向一立板转动时，所述限位板2111上的若干吸盘的真空开关开启，若干吸盘吸附于所述立板2102上，两所述第一驱动器2112再反方向转动，使两限位板2111带动两立板2102外翻一定角度，使抓取入框操作时准模组60更易入框。优选的，所述限位板2111的两端各设有一转轴2113，所述工作台20上安装有一轴承座22，一转轴2113转动连接于所述轴承座22上，另一转轴通过一联轴器215连接于一第一驱动器2112的动力输出轴上。本实施例中所述第一驱动器2112为一旋转电机，控制装置控制两第一驱动器2112向相反方向转动，通过两限位板2111带动所述U形框的两立板2102外翻以方便准模组60入框或入框结束后使两立板2102恢复至竖直状态。所述第二限位件212包括：一限位块2121和一第二驱动器2122，所述限位块2121设于所述底板2101的一短边一侧，所述第二驱动器2122设于所述底板2101的另一短边一侧，所述第二驱动器2122的动力输出端连接至所述U形框，所述第二驱动器2122驱动所述U形框向所述限位块2121运动，以实现对U形框两短边的位置限位。

进一步的，在所述抓取组件中，所述抓取模组11包括：安装座111、两运动轴112、抓手件113、模组推板114和两底托件115，所述安装座111顶部连接于所述多关节机械臂10上，底部连接于所述抓手件113上，所述安装座111起到所述抓手件113和所述多关节机械臂10间的连接作用。两运动轴112平行设置，所述抓手件113滑动连接于两运动轴112间，具体的，所述两运动轴112的两相对的内侧均设有滑轨116，所述抓手件113安装于一外部支架117上，所述外部支架117的两侧设有滑块118，所述滑块118沿所述滑轨116滑动，带动所述抓手件113沿两所述运动轴112上下移动。其中，所述抓手件113包括：一气爪1131和设于所述气爪1131两活塞端的压板1132，两压板相对设置，两压板1132在所述气爪1131的作用下实现开合，两压板1132闭合一段距离时实现对准模组60的抓取，两压板1132张开时实现对准模组60的释放。每一所述底托件115安装于一运动轴112的外侧，所述底托件115实现对抓取中的准模组60的保护作用，防止其在被抓取的移动过程中掉落。其中，所述底托件115包括：一底托板1151和一气缸1152，每一所述气缸1152安装于一运动轴112上，每一所述底托板1151为一L形板，两底托板1151相对设置，两L形板的横面均朝内设置，两L形板的竖面均连接于所述气缸1152的活塞端。当准模组被抓取组件113抓取，并在多关节机械臂10的作用下沿两运动轴112上升一段距离后，两气缸1152的活塞端伸出，带动两底托板1151相向运动，两底托板1151的两横面在准模组下方形成一支撑面，当发生特殊情况导致抓取模组11对准模组60抓取不住时，支撑面形成对准模组60的托举，有效防止了准模组60掉落的情况。所述模组推板114为一横向的板材结构，固定于两运动轴112的底部，在对准模组60进行抓取时，通过从顶部对准模组60施加一定的力，而实现对准模组60的定位。优选的，本实施例中，所述模组推板114设有两块，每一模组推板114固定于一运动轴112的底部，两模组推板114间的空隙允许所述抓手件113通过。优选的，每一所述气缸1152通过一固定架119安装于一运动轴112上，所述气缸1152的活塞端位于所述运动轴112的下方，优选的，所述气缸1152的安装位置保证所述两底托板1151与所述模组推板114间可容纳准模组60的放入。所述固定架119包括垂直安装的第一板1191和第二板1192，所述第一板1191固定于所述运动轴112上，所述第二板1192底部安装所述气缸1152，所述第一板1191和所述第二板1192间设有若干支撑板1193，若干支撑板1193呈三角形，保证所述第一板1191和所述第二板1192间的稳固性。

本发明还提供一种准模组抓取入框的方法，其采用以上所述的准模组抓取入框机构进行操作，具体的，包括以下步骤：

步骤a、控制装置控制多关节机械臂10运动至准模组抓取位置，抓取模组11在多关节机械臂10的作用下沿运动轴112下降，至模组推板114贴近准模组60后，控制装置控制多关节机械臂10停止下降，抓取模组11的气爪1131开启，控制两压板1132压紧准模组60，实现对准模组60的抓取，抓取成功后，多关节机械臂10带动抓取模组11沿运动轴112上升使模组推板114贴近所述准模组60的顶部，两气缸1152开启，两活塞带动两底托件115的两底托板1151伸出，两底托板1151贴近所述准模组60的底部，实现对准模组60的防掉落操作；

步骤b、控制装置控制多关节机械臂10运动至入框组件上方，准备进行入框操作；

步骤c、视觉定位组件30识别到所述入框组件后，控制装置控制所述入框组件的第一限位件211对U形框的两立板2102进行限位，即：所述第一驱动器2112带动一限位板2111朝向一立板转动，所述限位板2111上的若干吸盘的真空开关开启，若干吸盘吸附于所述立板2102上，使两立板2102外翻一定角度；第二限位件212对U形框的两短边的位置进行限位，即：所述第二驱动器2122驱动所述U形框向所述限位块2121运动，使U形框的一短边与所述限位块2121相抵靠，以此实现对U形框两短边的位置限位；

步骤d、气爪1131控制两压板1132松开准模组，使两压板1132对准模组60的压紧力几乎为零，此时两压板1132起到准模组入U形框时的导向作用，所述抓取模组11在多关节机械臂10带动下下降进入U形框，进入U形框内一段距离后(优选的，本实施例中一段距离大于或等于所述准模组60宽度的一半，即准模组60的一半或一半以上进入U形框内时)，控制装置控制使准模组60停止下降，底托件115的两气缸1152活塞端收回，带动两底托板1151收回，所述抓取模组11在多关节机械臂10带动下继续下降，直至准模组60在两压板1132的导向下全部压入U形框内；

步骤e、多关节机械臂10带动抓取模组11上升离开U形框；抓取模组11复位，对下一抓取做好准备；第一限位件211复位，停止对两立板2102的限位，使两立板2102恢复竖直的初始状态；第二限位件212复位，解除对U形框的限位；多关节机械臂10运动至准模组抓取位置抓取下一准模组。

本发明的准模组抓取入框的方法，在准模组抓取过程中进行防掉落保护，有效保证了准模组的安全抓取，其还在入框操作中，对U形框的立板进行限位操作，使得准模组更容易入框，避免了现有技术中入框操作时定位不准导致入框成功率低的问题。本发明的准模组抓取入框的方法采用全程自动化控制，避免了人为因素干扰，提高了准模组与U形框装配的一致性。

综上所述，本发明提供一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法，自动对准模组进行抓取，利用机械臂将抓取到的准模组运送至入框组件，并通过抓取模组和入框模组的配合实现准模组的入框操作，大大提高了准模组与U形框装配的一致性。本发明的准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法自动化程度高，且利用视觉定位***和控制装置进行控制，避免了人为因素干扰，操作精准度较现有的人工操作和半自动化操作大大提高。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种准模组抓取入框机构，其特征在于，包括：

抓取组件，包括：一多关节机械臂和一抓取模组，所述抓取模组安装于所述多关节机械臂上，所述抓取模组随多关节机械臂运动以抓取准模组及将准模组放入入框组件中；

入框组件，包括：一工作台和设于所述工作台上的入框模组，所述入框模组包括：U形框、第一限位件和第二限位件，所述U形框包括一底板和连接于所述底板两长边上的两立板，所述第一限位件对所述两立板间的角度进行限位；所述第二限位件对U形框的两短边的位置进行限位；

视觉定位组件，安装于所述抓取模组上，用于对准模组进行视觉定位，并将抓取到的信息发送至控制装置；

控制装置，通信连接于所述抓取组件和所述入框组件，用于根据所述视觉定位组件发送的信息控制所述抓取组件和所述入框组件的相应运动。

2.根据权利要求1所述的准模组抓取入框机构，其特征在于，所述第一限位件包括：两相对设置的限位板和两第一驱动器，每一第一驱动器的动力输出轴连接一限位板，每一限位板设于每一立板一侧，每一限位板上与立板相对一侧上设有若干吸盘，每一限位板通过所述若干吸盘作用于每一立板。

3.根据权利要求2所述的准模组抓取入框机构，其特征在于，所述限位板的两端各设有一转轴，所述工作台上安装有一轴承座，一转轴转动连接于所述轴承座上，另一转轴通过一联轴器连接于一第一驱动器的动力输出轴上。

4.根据权利要求1所述的准模组抓取入框机构，其特征在于，所述第二限位件包括：一限位块和一第二驱动器，所述限位块和所述第二驱动器分别对应所述底板的两短边设置，所述第二驱动器的动力输出端连接至所述U形框，所述第二驱动器驱动所述U形框向所述限位块运动以实现限位。

5.根据权利要求1所述的准模组抓取入框机构，其特征在于，所述抓取模组包括：安装座、两运动轴、抓手件、模组推板和两底托件，所述安装座顶部连接于所述多关节机械臂上，底部连接于所述抓手件上，两运动轴平行设置，所述抓手件滑动连接于两运动轴间，每一所述底托件安装于一运动轴的外侧，所述模组推板固定于两运动轴的底部。

6.根据权利要求5所述的准模组抓取入框机构，其特征在于，所述抓手件包括：一气爪和设于所述气爪两活塞端的压板，两压板相对设置，两压板在所述气爪的作用下实现开合。

7.根据权利要求5所述的准模组抓取入框机构，其特征在于，每一所述底托件包括：一底托板和一气缸，每一所述气缸安装于一运动轴上，每一所述底托板为一L形板，两底托板相对设置，两L形板的横面均朝内设置，两L形板的竖面均连接于所述气缸的活塞端。

8.根据权利要求7所述的准模组抓取入框机构，其特征在于，每一所述气缸通过一固定架安装于一运动轴上，所述气缸的活塞端位于所述运动轴的下方；所述固定架包括垂直安装的第一板和第二板，所述第一板固定于所述运动轴上，所述第二板底部安装所述气缸，所述第一板和所述第二板间设有若干支撑板。

9.一种利用权利要求5-8任一项所述的准模组抓取入框机构进行准模组抓取入框的方法，包括以下步骤：

步骤a、控制装置控制多关节机械臂运动至准模组抓取位置，抓取模组沿运动轴下降，抓取模组的气爪控制两压板压紧准模组，抓取模组沿运动轴上升一定距离，底托件伸出；

步骤b、控制装置控制多关节机械臂运动至入框组件上方；

步骤c、入框组件的第一限位件对U形框的两立板进行限位，使两立板外翻一定角度，第二限位件对U形框的两短边的位置进行限位；

步骤d、气爪控制两压板松开准模组，所述抓取模组在多关节机械臂带动下下降进入U形框，进入U形框内一段距离后，停止下降，底托件收回复位，所述抓取模组继续下降，直至将准模组全部压入U形框内；

步骤e、多关节机械臂带动抓取模组上升离开U形框；抓取模组复位；第一限位件复位；第二限位件复位；多关节机械臂运动至准模组抓取位置抓取下一准模组。

10.根据权利要求9所述的准模组抓取入框的方法，其特征在于，所述一段距离大于或等于所述准模组宽度的一半。

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