CN210285890U - 一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置，属于零件识别上料自动化技术领域，包括环形辊道、托盘装置、机器人夹爪装置、工业机器人、夹爪库、视觉识别装置及控制器构成；工业机器人安装在清洗机前仓中，用于完成工件的运输及夹爪交换所需的动作；视觉识别装置安装在清洗机前仓的上料口外侧，固定在地面上；所述环形辊道穿过清洗机前仓，形成一套闭环式输送线；所述视觉识别装置用于识别环形辊道上的工件；工件托盘放置在环形辊道上，所述夹爪库安置在清洗机前仓的侧面。该装置满足了在一台清洗机上混流清洗多种工件的工艺需求。不需操作者参与更换机器人夹爪，不需停机调整清空机床，节省大量人力、物力，提高经济效益。
Description
技术领域
本实用新型属于零件识别上料自动化技术领域，具体涉及一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置。
背景技术
目前国内没有将视觉识别技术应用于机器人式清洗机，也没有用于清洗中重型车桥壳体机器人式清洗机。不带视觉识别技术的机器人式清洗机目前广泛用于变速箱壳体清洗工艺。该类清洗机缺点：上料和下料位置不在同一位置，物流运输不便，清洗机机器人在抓取清洗工件时根据不同品种需要停机人工更换抓取零件的夹爪，对于多品种小批量零件的清洗使用不便，现用机械加工行业及汽车行业很少有对于机器人的应用多品种零件上料加工装置。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种机器人式清洗机识别抓取不同零件的装置。
本实用新型通过如下技术方案实现：
一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置，包括环形辊道11、托盘装置12、机器人夹爪装置13、工业机器人14、夹爪库15、视觉识别装置16 及控制器17；所述控制器17分别与工业机器人14、夹爪库15及视觉识别装置 16连接，用于接收视觉识别装置16的反馈信号，然后控制工业机器人14在夹爪库15中选择合适的夹爪；所述工业机器人14安装在清洗机前仓中，是清洗机的核心动力输出源，用于完成工件的运输及夹爪交换所需的动作；所述视觉识别装置16安装在清洗机前仓的上料口外侧，固定在地面上；所述环形辊道11穿过清洗机前仓，形成一套闭环式输送线；所述视觉识别装置16用于识别环形辊道 11上的工件；托盘装置12放置在环形辊道11上，按照机床的动作要求，在滚道上流转；所述机器人夹爪装置13安装在夹爪库15中，所述夹爪库15安置在清洗机前仓的侧面，与环形辊道11处于相对位置，如图1。
进一步地，如图2所示，所述环形辊道11由横移转台装置21、前仓内料辊道22、前仓外料辊道23、横移辊道24及机外返回辊道25依次放置组成闭环式输送线；
所述横移转台装置21由横移装置、水平转台和区域滚道组成；所述区域滚道安装在水平转台之上，水平转台安装在横移装置上；该装置实现了工件既可旋转，又可横向移动的的目的；所述水平转台可以旋转45°，将从机外返回辊道 25上接到的工件调整好姿态，通过横移装置送到清洗机的前仓的上料口外，等待下一步动作；
所述前仓内料辊道22为区域滚道，安装在清洗机的前仓中；当工件被清洗、吹净后，放置在此滚道上，然后送出至清洗机的前仓外的前仓外料辊道23上；
所述前仓外料辊道23为区域滚道，安装在清洗机的前仓下料口外，位于清洗机前仓的上料口的正下方；
所述横移辊道24由横移装置、区域滚道组成；通过区域滚道将工件转接到区域辊道上后，横移装置拖曳着区域滚道横向移动，最终将工件横向送往清洗机前侧的机外返回辊道25上。
进一步地，如图3所示，所述托盘装置12包括托板31、固定支撑32及可调式支撑；所述固定支撑32和可调式支撑均安装在托板31上，分别位于工件的两侧，用于支撑工件；所述可调式支撑可以围绕自身的回转中心旋转，所述可调式支撑上设置有四个端块，所述四个端块长短不一样，用于固定放置不同的工件。
进一步地，所述可调式支撑包括第一可调式支撑33及第二可调式支撑34；
进一步地，如图4所示，所述机器人夹爪装置13由双出杆导向气缸41、夹爪快换装置42、接线盒43、夹臂板44及夹指柱45组成；所述接线盒43及夹爪快换装置42位于双出杆导向气缸41的不同平面上，接线盒43与双出杆导向气缸41连接，所述双出杆导向气缸41两端各伸出一套气缸活塞杆和两根导向杆，两侧导向杆呈对角线布局，通气后可同时向两端伸出，亦可同时向中央回缩；所述气缸活塞杆和导向杆的另一端均与夹臂板44连接，所述夹臂板44的底端上各安装两根夹指柱45，形成两套手爪，在双出杆导向气缸的拖动下，抱紧、松开工件。
进一步地，所述工业机器人14为六自由度曲臂智能机器人，臂展2.60米，有效负载200公斤，位置重复精度0.05毫米，防护等级达到IP67，如图5。
进一步地，所述夹爪库15，用于存储多套机器人夹爪装置，并且能够实现夹爪装置存储转换的装置；所述夹爪库15由第一支架61、伺服电机62、滚珠丝杠副63、直线导轨64、机器人夹爪存放支架65及机器人夹爪66组成，如图6 所示；所述第一支架61安装固定在清洗机前仓外侧，与环形辊道处于相对放置；所述伺服电机62、滚珠丝杠副63及直线导轨64组成伺服传动***，所述伺服传动***位于所述第一支架61上，伺服电机62与滚珠丝杠副63连接，伺服电机62驱动滚珠丝杠副63在直线导轨64上运动；所述机器人夹爪存放支架65 位于直线导轨64上，所述机器人夹爪66位于机器人夹爪存放支架65上，机器人夹爪存放支架65上共有8个存放位置，每个位置间的定位支撑位置各不相同，与每个机器人夹爪一一对应；所述8套机器人夹爪主体相同，只是在夹臂板和夹指柱上有所区别。
进一步地，所述视觉识别装置16，用于识别工件的品种，并将数据传输给机器人夹爪装置，包括相机71、照明机构72及第二支架73，如图7；所述照明机构72由四根灯管及网架组成，四根灯管固定在网架上，形成一套光幕，固定安装在第二支架73的末端，灯光向下，为待检工件补充光照，提高拍照质量，所述相机71位于照明机构72上；所述第二支架73固定在清洗机前仓上料口外的地面上，隔绝清洗机震动对视觉识别装置的影响。
与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
1、采用了工件托盘，并且在托盘上应用了固定支撑和可调支撑相结合的结构，通过调整可调支撑的位置，完全满足了品种繁多、形状尺寸相差悬殊的工件共线传输的难题。
2、采用环形滚道传输方式，满足了工件托盘需要循环往复运行要求，而且实现了工件上下料只需在同一区域完成，节省了人力。
3、采用视觉***来识别工件特征，可以很精准的区分工件，以及确认工件的姿态，实现了即时区分确认工件的功能。
4、采用六度自由曲臂智能机器人并配套夹爪机构，实现自动定位抓取工件的功能。
5、在机器人与夹爪之间采用了夹爪快换装置连接技术，并且与夹具库配套使用，实现了机器人自动更换夹爪功能。
6、该装置满足了在一台清洗机上混流清洗20多种工件的工艺需求。不需操作者参与更换机器人夹爪，不需停机调整清空机床，节省了大量人力、物力，提高了经济效益。
附图说明
图1为本实用新型的装置整体结构示意图；
图2为本实用新型的环形辊道的结构示意图；
图3为本实用新型的托盘装置的结构示意图；
图4为本实用新型的机器人夹爪装置的结构示意图；
图5为本实用新型的工业机器人的示意图；
图6为本实用新型的夹爪库的结构示意图；
图7为本实用新型的视觉识别装置的结构示意图；
11-环形辊道、12-托盘装置、13-机器人夹爪装置、14-工业机器人、15-夹爪库、16-视觉识别装置、17-控制***、21-横移转台装置、22-前仓内料辊道、 23-前仓外料辊道、24-机外返回辊道、25-横移辊道、31-托板、32-固定支撑、 33-第一可调式支撑、34-第二可调式支撑、41-双出杆导向气缸、42-夹爪快换装置、43-接线盒、44-夹臂板、45-夹指柱、61-支架、62-伺服电机、63-滚珠丝杠副、64-直线导轨、65-机器人夹爪存放支架、66-机器人夹爪、71-相机、72-照明机构、73-支架。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型做进一步地说明。
实施例1
一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置，包括环形辊道11、托盘装置12、机器人夹爪装置13、工业机器人14、夹爪库15、视觉识别装置16 及控制器17构成；所述控制器17分别与工业机器人14、夹爪库15及视觉识别装置16连接，用于接收视觉识别装置16的反馈信号，然后控制工业机器人14 在夹爪库15中选择合适的夹爪；所述工业机器人14安装在清洗机前仓中，是清洗机的核心动力输出源，用于完成工件的运输及夹爪交换所需的动作；所述视觉识别装置16安装在清洗机前仓的上料口外侧，固定在地面上；所述环形辊道11 穿过清洗机前仓，形成一套闭环式输送线；所述视觉识别装置16用于识别环形辊道11上的工件；托盘装置12放置在环形辊道11上，按照机床的动作要求，在滚道上流转；所述机器人夹爪装置13安装在夹爪库15中，所述夹爪库15安置在清洗机前仓的侧面，与环形辊道11处于相对位置，如图1。
进一步地，如图2所示，所述环形辊道11由横移转台装置21、前仓内料辊道22、前仓外料辊道23、横移辊道24及机外返回辊道25依次放置组成闭环式输送线；
所述横移转台装置21由横移装置、水平转台和区域滚道组成；所述区域滚道安装在水平转台之上，水平转台安装在横移装置上；该装置实现了工件既可旋转，又可横向移动的的目的；所述水平转台可以旋转45°，将从机外返回辊道 25上接到的工件调整好姿态，通过横移装置送到清洗机的前仓的上料口外，等待下一步动作；
所述前仓内料辊道22为区域滚道，安装在清洗机的前仓中；当工件被清洗、吹净后，放置在此滚道上，然后送出至清洗机的前仓外的前仓外料辊道23上；
所述前仓外料辊道23为区域滚道，安装在清洗机的前仓下料口外，位于清洗机前仓的上料口的正下方；
所述横移辊道24由横移装置、区域滚道组成；通过区域滚道将工件转接到区域辊道上后，横移装置拖曳着区域滚道横向移动，最终将工件横向送往清洗机前侧的机外返回辊道25上。
进一步地，如图3所示，所述托盘装置12包括托板31、固定支撑32及可调式支撑；所述固定支撑32和可调式支撑均安装在托板31上，分别位于工件的两侧，用于支撑工件；所述可调式支撑可以围绕自身的回转中心旋转，所述可调式支撑上设置有四个端块，所述四个端块长短不一样，用于固定放置不同的工件。
进一步地，所述可调式支撑包括第一可调式支撑33及第二可调式支撑34；
进一步地，如图4所示，所述机器人夹爪装置13由双出杆导向气缸41、夹爪快换装置42、接线盒43、夹臂板44及夹指柱45组成；所述接线盒43及夹爪快换装置42位于双出杆导向气缸41的不同平面上，接线盒43与双出杆导向气缸41连接，所述双出杆导向气缸41两端各伸出一套气缸活塞杆和两根导向杆，两侧导向杆呈对角线布局，通气后可同时向两端伸出，亦可同时向中央回缩；所述气缸活塞杆和导向杆的另一端均与夹臂板44连接，所述夹臂板44的底端上各安装两根夹指柱45，形成两套手爪，在双出杆导向气缸的拖动下，抱紧、松开工件。
进一步地，所述工业机器人14为六自由度曲臂智能机器人，臂展2.60米，有效负载200公斤，位置重复精度0.05毫米，防护等级达到IP67，如图5。
进一步地，所述夹爪库15，用于存储多套机器人夹爪装置，并且能够实现夹爪装置存储转换的装置；所述夹爪库15由第一支架61、伺服电机62、滚珠丝杠副63、直线导轨64、机器人夹爪存放支架65及机器人夹爪66组成，如图6 所示；所述第一支架61安装固定在清洗机前仓外侧，与环形辊道处于相对放置；所述伺服电机62、滚珠丝杠副63及直线导轨64组成伺服传动***，所述伺服传动***位于所述第一支架61上，伺服电机62与滚珠丝杠副63连接，伺服电机62驱动滚珠丝杠副63在直线导轨64上运动；所述机器人夹爪存放支架65 位于直线导轨64上，所述机器人夹爪66位于机器人夹爪存放支架65上，机器人夹爪存放支架65上共有8个存放位置，每个位置间的定位支撑位置各不相同，与每个机器人夹爪一一对应；所述8套机器人夹爪主体相同，只是在夹臂板和夹指柱上有所区别。
进一步地，所述视觉识别装置16，用于识别工件的品种，并将数据传输给机器人夹爪装置，包括相机71、照明机构72及第二支架73，如图7；所述照明机构72由四根灯管及网架组成，四根灯管固定在网架上，形成一套光幕，固定安装在第二支架73的末端，灯光向下，为待检工件补充光照，提高拍照质量，所述相机71位于照明机构72上；所述第二支架73固定在清洗机前仓上料口外的地面上，隔绝清洗机震动对视觉识别装置的影响。
本实用新型所述的一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置的运行过程如下：
***运行时，人工将工件放置到环形滚道11中的机外返回辊道上的空的托盘装置12上(见图1)，摆平定好位。在放置前，必须将工件托盘上的可调式支撑调整到与当前要清洗的工件相匹配的位置，并反复确认(参见图2)。
人工启动放行命令，工件随托盘被从机外返回辊道送到横移转台装置21上的区域滚道上(见图2)，然后被其横移装置移送至清洗机的前仓的上料口外，其中的水平转台旋转45°，将其上的区域滚道与前仓的上料口对正，并将其停止定位，工件被准确的放置到视觉识别装置16的照相机下方(见如图1)。工件被视觉识别装置16的照相机的镜头视角所笼罩，经过光幕照明补光，对工件进行拍照。获取的工件信息经视觉识别控制***处理后，传输到机床的PLC中，在其中完成与机器人、机器人夹爪及夹爪库控制信息进行交互。机器人14在获取到工件信息后，首先确认当前连接在六轴末端的机器人夹爪13是否与之相匹配。若相匹配，机器人直接从前仓上料口中伸出抓取工件；若不匹配，夹爪库 13中的伺服传动***起动，先将夹爪存放支架上的空位移送到夹爪交换专用位置，前仓中的机器人连带着夹爪从前仓安放夹爪库的侧门中伸出，将六轴末端的机器人夹爪放置在空位上，夹爪快换装置动作，松开当前夹爪。机器人后缩，夹爪库15中的伺服传动***再次起动，根据之前的交互信息，将与当前工件相匹配的机器人夹爪移送到夹爪交换专用位置，机器人14再次伸出，调整好对接位置，机器人上的夹爪快换装置动作，抱住选好的机器人夹爪，将两者连接成一体。换好夹爪的机器人重新缩回到前仓中，转向，从前仓上料口中伸出抓取工件进前仓内。
当工件被取走后，横移转台装置21上的水平转台反向旋转45°，回到原位，与前仓内下料滚道22对正，已经被搬空的托盘被区域滚道送到前仓内下料滚道上，到达工件下料专用位置上，定好位。机内工作完毕后，机器人将工件放置到已准备好的空的托盘上，前仓内下料滚道将其送出前仓，送至横移滚道24的区域滚道上，横移滚道24上横移机构起动，将区域滚道移至机外返回滚道25处，其输送中心线与机外返回滚道输送中心线对正，滚道全部起动，将载着工件的托盘送到机外返回滚道下料处，人工下料。然后进入下一个循环。
Claims (6)
1.一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置，其特征在于，包括环形辊道(11)、托盘装置(12)、机器人夹爪装置(13)、工业机器人(14)、夹爪库(15)、视觉识别装置(16)及控制器(17)；所述控制器(17)分别与工业机器人(14)、夹爪库(15)及视觉识别装置(16)连接，用于接收视觉识别装置(16)的反馈信号，然后控制工业机器人(14)在夹爪库(15)中选择合适的夹爪；所述工业机器人(14)安装在清洗机前仓中，用于完成工件的运输及夹爪交换所需的动作；所述视觉识别装置(16)，用于识别环形辊道(11)上的工件，安装在清洗机前仓的上料口外侧，固定在地面上；所述环形辊道(11)穿过清洗机前仓，形成一套闭环式输送线；托盘装置(12)放置在环形辊道(11)上，按照机床的动作要求，在滚道上流转；所述机器人夹爪装置(13)安装在夹爪库(15)中，所述夹爪库(15)安置在清洗机前仓的侧面，与环形辊道(11)处于相对位置。
2.如权利要求1所述的一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置，其特征在于，所述环形辊道(11)由横移转台装置(21)、前仓内料辊道(22)、前仓外料辊道(23)、横移辊道(24)及机外返回辊道(25)依次放置组成闭环式输送线；
所述横移转台装置(21)由横移装置、水平转台和区域滚道组成；所述区域滚道安装在水平转台之上，水平转台安装在横移装置上；所述水平转台可以旋转45°，将从机外返回辊道(25)上接到的工件调整好姿态，通过横移装置送到清洗机的前仓的上料口外，等待下一步动作；
所述前仓内料辊道(22)为区域滚道，安装在清洗机的前仓中；当工件被清洗、吹净后，放置在此滚道上，然后送出至清洗机的前仓外的前仓外料辊道(23)上；
所述前仓外料辊道(23)为区域滚道，安装在清洗机的前仓下料口外，位于清洗机前仓的上料口的正下方；
所述横移辊道(24)由横移装置、区域滚道组成；通过区域滚道将工件转接到区域辊道上后，横移装置拖曳着区域滚道横向移动，最终将工件横向送往清洗机前侧的机外返回辊道(25)上。
3.如权利要求1所述的一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置，其特征在于，所述托盘装置(12)包括托板(31)、固定支撑(32)及可调式支撑；所述固定支撑(32)和可调式支撑均安装在托板(31)上，分别位于工件的两侧，用于支撑工件；所述可调式支撑可以围绕自身的回转中心旋转，所述可调式支撑上设置有四个端块，所述四个端块长短不一样，用于固定放置不同的工件。
4.如权利要求1所述的一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置，其特征在于，所述机器人夹爪装置(13)由双出杆导向气缸(41)、夹爪快换装置(42)、接线盒(43)、夹臂板(44)及夹指柱(45)组成；所述接线盒(43)及夹爪快换装置(42)位于双出杆导向气缸(41)的不同平面上，接线盒(43)与双出杆导向气缸(41)连接，所述双出杆导向气缸(41)两端各伸出一套气缸活塞杆和两根导向杆，两侧导向杆呈对角线布局；所述气缸活塞杆和导向杆的另一端均与夹臂板(44)连接，所述夹臂板(44)的底端上各安装两根夹指柱(45)，形成两套手爪，在双出杆导向气缸的拖动下，抱紧、松开工件。
5.如权利要求1所述的一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置，其特征在于，所述夹爪库(15)，用于存储多套机器人夹爪装置，能够实现夹爪装置存储转换的装置；所述夹爪库(15)由第一支架(61)、伺服电机(62)、滚珠丝杠副(63)、直线导轨(64)、机器人夹爪存放支架(65)及机器人夹爪(66)组成；所述第一支架(61)安装固定在清洗机前仓外侧，与环形辊道处于相对放置；所述伺服电机(62)、滚珠丝杠副(63)及直线导轨(64)组成伺服传动***，所述伺服传动***位于所述第一支架(61)上，伺服电机(62)与滚珠丝杠副(63)连接，伺服电机(62)驱动滚珠丝杠副(63)在直线导轨(64)上运动；所述机器人夹爪存放支架(65)位于直线导轨(64)上，所述机器人夹爪(66)位于机器人夹爪存放支架(65)上。
6.如权利要求1所述的一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置，其特征在于，所述视觉识别装置(16)，用于识别工件的品种，并将数据传输给机器人夹爪装置，包括相机(71)、照明机构(72)及第二支架(73)；所述照明机构(72)由四根灯管及网架组成，四根灯管固定在网架上，形成一套光幕，固定安装在第二支架(73)的末端，灯光向下，为待检工件补充光照，提高拍照质量，所述相机(71)位于照明机构(72)上；所述第二支架(73)固定在清洗机前仓上料口外的地面上，隔绝清洗机震动对视觉识别装置的影响。
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| CN201920743045.6U CN210285890U (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 一种机器人式用于清洗机识别抓取不同零件的装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114803488A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-29 | 重庆电子工程职业学院 | 裁剪机上料*** |
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2019
- 2019-05-22 CN CN201920743045.6U patent/CN210285890U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN114803488A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-29 | 重庆电子工程职业学院 | 裁剪机上料*** |
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| GR01 | Patent grant | ||
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