CN114147695A - 一种机械手臂加工零件放置装置及抓取方法 - Google Patents

一种机械手臂加工零件放置装置及抓取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机械手臂加工零件放置装置，该机械手臂加工零件放置装置包括机械手臂、料架托盘、伸缩组件以及用于检测料架托盘倾斜角度的姿态检测仪，料架托盘设置有置物槽，伸缩组件带动料架托盘倾斜角度，姿态检测仪将检测到的角度信号发送给机械手臂，机械手臂根据角度信息得出料架托盘上每个置物槽中加工零件的坐标。本发明公开的机械手臂加工零件放置装置及抓取方法通过机械手臂根据角度信息得出料架托盘上每个置物槽中加工零件的坐标，球型零件在倾斜状态下，通过重力作用，一致地位于置物槽的下方位置，根据每一球型零件的坐标可精确地抓取加工零件，提高了机械手臂的抓取准确率，加工效率高，无需安装视觉定位***，节约了成本。

Description

一种机械手臂加工零件放置装置及抓取方法
技术领域
本发明涉及机械手加工技术领域，尤其涉及一种机械手臂加工零件放置装置及抓取方法。
背景技术
机械手用于对零部件的抓取、加工被越来越广泛的应用到工厂自动化加工领域，有些零部件大小不一，机械手臂无法通过固定坐标去取料。为了保证抓取的成功率，有些机械手安装了视觉***来保证抓取成功率，有些是通过机械压紧机构进行固定，有些通过人工安置零部件的位置来保证机械臂取料的成功率，
以上其他方式都能够固定零部件位置来提高抓取成功率，但视觉***成本较高，机械压紧机构结构复杂，人工方式效率低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种可精确抓取球类零件的机械手臂加工零件放置装置及抓取方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种机械手臂加工零件放置装置及抓取方法，包括机械手臂、料架托盘、设于所述料架托盘下的伸缩组件以及设于所述料架托盘内用于检测料架托盘倾斜角度的姿态检测仪，所述料架托盘设置有用于放置加工零件的置物槽，所述伸缩组件带动料架托盘倾斜角度，所述姿态检测仪将检测到的角度信号发送给所述机械手臂，所述机械手臂根据角度信息得出料架托盘上每个所述置物槽中加工零件的坐标，根据坐标抓取加工零件。
优选的，所述伸缩组件包括至少两个伸缩杆，两个所述伸缩杆的顶部支撑连接于所述料架托盘用于控制所述料架托盘倾斜不同角度。
优选的，所述伸缩杆为间隔设置的两个，两个所述伸缩杆变化不同的长度以控制倾斜所述料架托盘倾斜。
优选的，所述伸缩杆为电动推杆、气缸或者油缸中的一种。
优选的，所述伸缩组件与所述料架托盘转动连接。
优选的，所述置物槽为并排设置的多个，每一排所述置物槽间隔设置，且每相邻的两排所述置物槽间隔设置。
优选的，相邻两个所述置物槽之间的间隔距离相等。
优选的，所述置物槽为自所述料架托盘的上表面向下凹陷形成的半球型凹槽。
优选的，所述料架托盘的倾斜角度为所述料架托盘的底面与水平面的夹角。
优选的，还包括设置在所述料架托盘的下方的基座，所述基座内设置有用于控制所述伸缩组件动作的控制单元。
一种机械手臂加工零件抓取方法，包括如下方法：先将加工零件放置在料架托盘上的置物槽中，伸缩组件控制料架托盘的倾斜角度，姿态检测仪将检测到的料架托盘的角度信息后发送给所述机械手臂，所述机械手臂得出料架托盘上每个置物槽中加工零件的坐标，所述机械手臂根据加工零件的坐标抓取零件。
本发明实施例提供的机械手臂加工零件放置装置及抓取方法通过在料架托盘下设置伸缩组件，使得料架托盘可设置成倾斜状态，姿态检测将检测到料架托盘的角度信号发送给机械手臂，所述机械手臂根据角度信息得出料架托盘上每个所述置物槽中加工零件的坐标，每一个球类零件在倾斜状态下，通过重力的作用，一致地位于所述置物槽的下方位置，每一球类零件的坐标都是唯一的、精确的，根据每一加工零件的坐标可精确地抓取加工零件，提高了机械手臂的抓取准确率，无需安装视觉定位***，节约了成本。
附图说明
图1为本发明提供的机械手臂加工零件放置装置的结构示意图；
图2为图1所示的料架托盘平放的结构示意图；
图3为图1所示的料架托盘的正视图；
图4为图2所示的平放的料架托盘内球类零件理想放置状态下的示意图；
图5为图2所示的平放的料架托盘内球类零件实际放置状态下的示意图；
图6为图2所示的倾斜的料架托盘内球类零件的实际放置状态下的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6。该机械手臂加工零件放置装置包括机械手臂1、料架托盘2、设于所述料架托盘2下的伸缩组件4以及设于所述料架托盘2内用于检测料架托盘2倾斜角度的姿态检测仪3，所述料架托盘2上设置有用于放置加工零件(球类零件)的置物槽6，所述伸缩组件4带动料架托盘2向机械手臂1的方向倾斜一定的角度，所述姿态检测仪3将检测到的料架托盘2的角度信号发送给所述机械手臂1，所述机械手臂1根据角度信息得出料架托盘2上每个所述置物槽6中加工零件的坐标，每一个球型零件10在倾斜状态下，通过重力的作用，一致地位于所述置物槽6的下方位置，每一球类零件的坐标都是唯一的、精确的，根据每一球型零件10的坐标可精确地抓取加工零件，提高了机械手臂1的抓取准确率，加工效率高，无需安装视觉定位***，节约了成本。
请参阅图2-图6，机械手臂1用于球形零件或者类球型零件的抓取或加工，为了抓取过程的精确性，需要在固定坐标对球形零件抓取。如图3所示，料架托盘2的置物槽6为空，未装填球型零件10(类球型零件)之前的状态。如图4所示，料架托盘2装填球型零件的理想状态，类球型零件位于装填孔的中间位置，机械手臂1可以通过固定坐标抓取每个零件。但是，如图5所示，实际上，球型零件被装填后，我们可以看到，球型零件(类球型零件)的位置是此较随意和凌乱的，很显然，在这种状态机械手是无法通过固定坐标来实现抓取加工的，如果在这种状态下要通过机械手臂1直接抓取并加工零件，需在机械手臂1控制***中加入视觉定位***，从而提高了整个设备***的成本。
为了解决以上问题，料架托盘状态由图2状态调整至图1的倾斜状态，通过调整电动推杆的长度，来调整料架托盘2的水平状态，使得图5中的球型零件的凌乱状态变为图6的均匀性状态，在图5的状态下，将料架托盘2的水平状态发送至机械手臂1的动作控制***进行倾斜调整为图6的状态，机械手臂1可以通过固定坐标来实现对被加工的球形零件(类球型零件)的准确抓取，因此在采用这种装置和方法的机械手臂1***中，此类零部件加工的机械手臂1可以不用安装视觉定位***，节约了大量的设备成本。
需要说明的是，料架托盘2的位置相对于机械手臂1的坐标得到固定，姿态检测仪3检测到角度后，将角度信息发送给机器手臂的控制***，经过函数运算，得出料架托盘2上每个置物槽6的坐标，最后实现机械手臂的精确抓取。
具体的，姿态检测仪也可以为角度检测仪。
具体的，在本实施例中，所述伸缩组件与所述料架托盘的底部通过转动连接，所述伸缩组件4包括至少两个伸缩杆41，两个所述伸缩杆41的顶部支撑连接于所述料架托盘2用于控制所述料架托盘2倾斜不同的角度。所述料架托盘2向右侧倾斜以适应右侧的机械手臂1，所述料架托盘2向左侧倾斜以适应左侧的机械手臂1，便于不同位置的机械手臂1抓取，结构灵活，位置适应性强。而且，由于料架托盘2角度可变可以使得对料架托盘2的观察和检测检修更加方便，也方便其他机械手臂进行其它后续工序的加工操作。
具体的，在本实施例中，所述伸缩杆41为间隔设置的两个，两个所述伸缩杆41变化不同的长度以控制所述料架托盘2倾斜。两个伸缩杆41伸缩变化不同的长度进而带动所述料架托盘2倾斜。这样，两个所述伸缩杆41的倾斜方向可根据机械手臂1的位置进行调整，结构灵活，位置适应性强。当机械手臂1在料架托盘2的右侧时，右侧的伸缩杆41缩短，左侧的伸缩杆41伸长，料架托盘2向右侧的机械手臂1倾斜以适应机械手臂1的位置，便于机械手臂1抓取；当机械手臂1在料架托盘2的左侧时，左侧的伸缩杆41缩短，右侧的伸缩杆41伸长，料架托盘2向左侧的机械手臂1倾斜以适应机械手臂1的位置。
当然，在其他实施例中，所述伸缩杆41还可以是四个或者四个以上的多个，具体的，当伸缩杆是四个时，四个所述伸缩杆两两并排设置，每一排的两个所述伸缩杆伸缩动作(长度)相同。
具体的，在本实施例中，所述伸缩杆41为电动推杆、气缸或者油缸中的一种。优选的，在本实施例中，所述伸缩杆41为电动推杆。电动推杆主要是由电机推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，可以认为是旋转电机在结构方面的一种延伸，是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。
所述置物槽6为并排设置的多个，每一排所述置物槽6间隔设置，且每相邻的两排所述置物槽6间隔设置。而且，为了在机械手臂移动抓取的计算过程中，减少误差，设置相邻两个所述置物槽之间的左右前后间隔距离相等。
所述置物槽6为自所述料架托盘2的上表面向下凹陷形成的半球型凹槽。所述置物槽6内放置球型零件。倾斜的料架托盘2放置球型零件后，通过自重，每个球型零件都位于置物槽6的下方位置，使机械手臂1通过函数计算后可精确抓取到每一个球型零件，准确率高，加工精确度高。
所述料架托盘2的倾斜角度为所述料架托盘2的底面与水平面的夹角。在本实施例中，所述料架托盘2为方形结构，底盘为平面，所述姿态检测仪3设置在料架托盘2内用于检测其与水平面的夹角，以得出料架托盘2的倾斜角度。
所述机械手臂1加工零件放置装置还包括设置在所述料架托盘2的下方的基座5，所述基座5内设置有用于控制所述伸缩组件4动作的控制单元。控制单元与主控制器连接，主控制器控制控制单元进而控制伸缩组件4的每个伸缩杆41动作。
另一实施例中，本发明还提供一种机械手臂1加工零件抓取方法：先将加工零件放置在平放的料架托盘2上的置物槽6中，伸缩组件4控制料架托盘2的倾斜一定角度，零件自重往置物槽的下方滚动至固定位置，姿态检测仪3将检测到的料架托盘2的角度信息后发送给所述机械手臂1，所述机械手臂1得出料架托盘2上每个置物槽6中加工零件的坐标，所述机械手臂1根据加工零件的坐标抓取零件。
本发明实施例提供的机械手臂加工零件放置装置及抓取方法通过在料架托盘下设置伸缩组件，使得料架托盘可设置成倾斜状态，姿态检测将检测到料架托盘的角度信号发送给机械手臂，所述机械手臂根据角度信息得出料架托盘上每个所述置物槽中加工零件的坐标，每一个球类零件在倾斜状态下，通过重力的作用，一致地位于所述置物槽的下方位置，每一球类零件的坐标都是唯一的、精确的，根据每一加工零件的坐标可精确地抓取加工零件，提高了机械手臂的抓取准确率，无需安装视觉定位***，节约了成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机械手臂加工零件放置装置，其特征在于，包括机械手臂、料架托盘、设于所述料架托盘下的伸缩组件以及设于所述料架托盘内用于检测料架托盘倾斜角度的姿态检测仪，所述料架托盘上设置有用于放置加工零件的置物槽，所述伸缩组件带动所述料架托盘倾斜，所述姿态检测仪将检测到的所述料架托盘的倾斜角度信号发送给所述机械手臂，所述机械手臂根据角度信息得出所述料架托盘上每个所述置物槽中加工零件的坐标，根据坐标抓取加工零件。
2.根据权利要求1所述的机械手臂加工零件放置装置，其特征在于，所述伸缩组件包括至少两个伸缩杆，两个所述伸缩杆的顶部支撑连接于所述料架托盘用于控制所述料架托盘倾斜不同的角度。
3.根据权利要求2所述的机械手臂加工零件放置装置，其特征在于，所述伸缩杆为间隔设置的两个，两个所述伸缩杆变化不同的长度以控制倾斜所述料架托盘倾斜。
4.根据权利要求2所述的机械手臂加工零件放置装置，其特征在于，所述伸缩杆为电动推杆、气缸或者油缸中的一种。
5.根据权利要求1所述的机械手臂加工零件放置装置，其特征在于，所述伸缩组件与所述料架托盘转动连接。
6.根据权利要求1所述的机械手臂加工零件放置装置，其特征在于，所述置物槽为并排设置的多个，每一排所述置物槽间隔设置，且每相邻的两排所述置物槽间隔设置。
7.根据权利要求1所述的机械手臂加工零件放置装置，其特征在于，相邻两个所述置物槽之间的间隔距离相等。
8.根据权利要求1所述的机械手臂加工零件放置装置，其特征在于，所述置物槽为自所述料架托盘的上表面向下凹陷形成的半球型凹槽。
9.根据权利要求1所述的机械手臂加工零件放置装置，其特征在于，所述料架托盘的倾斜角度为所述料架托盘的底面与水平面的夹角。
10.一种机械手臂加工零件抓取方法，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的机械手臂加工零件放置装置，包括如下方法：先将加工零件放置在料架托盘上的置物槽中，伸缩组件控制料架托盘的倾斜角度，姿态检测仪将检测到的料架托盘的角度信息后发送给所述机械手臂，所述机械手臂得出料架托盘上每个置物槽中加工零件的坐标，所述机械手臂根据加工零件的坐标抓取零件。
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