CN102514930B - 一种rfid载体自动抓取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是为克服现有人工抓取RFID载体的不方便、不安全及漏抓等缺陷，提供一种安全、高效的RFID载体自动抓取装置。本发明的RFID载体自动抓取装置包括检测单元、控制单元、底座及垂直固定于底座上的顶升气缸，所述顶升气缸的活塞杆端部固定有一个用于抓取RFID载体的抓取机构，所述控制单元接收检测单元的信息，并根据该信息来控制抓取机构、顶升气缸的动作。本发明的RFID载体自动抓取装置结构简单，便于保养维护，只需要提供相应的气源动力及动作信号，就能实现全自动载体抓取，大大提升了自动化程度，减少了人工成本，提高了安全性和抓取效率，杜绝了漏抓现象，可应用于各种带有RFID识别系统的自动化生产线中。
Description
技术领域
本发明属于RFID应用技术领域，特别涉及到一种RFID载体自动抓取装置。
背景技术
RFID是一种无线射频识别系统，包含通讯设备、读写设备及载码体（载体或标签），可以起到识别、检测作用，主要应用在产品多样化的自动输送线中。在特殊工位中安装RFID读写头，每一个被输送及需要识别的产品中都安装一个RFID载体。当输送设备带着产品经过读写头时，读写头会检测到安装在产品上的载体，从而读出载体中的信息，经过信息传递及PLC控制，实现产品的下一步动作，做到多样化产品的区分。
在汽车企业的焊装输送线、涂装输送线、总装输送线等自动输送系统中，由于产品的多样化，自动识别程度较高，RFID检测识别系统就得到了广泛的应用。RFID载体在经过工位后要及时取下，以免影响到后续工位的操作，目前RFID载体抓取的方式均为人工抓取，而RFID载体通常放置于运输小车的车底，人工抓取不便，效率低，且容易出现安全事故。
发明内容
本发明的目的是为克服现有人工抓取RFID载体的不方便、不安全及漏抓等缺陷，提供一种安全、高效的RFID载体自动抓取装置。
本发明的RFID载体自动抓取装置包括检测单元、控制单元、底座及垂直固定于底座上的顶升气缸，所述顶升气缸的活塞杆端部固定有一个用于抓取RFID载体的抓取机构，所述控制单元接收检测单元的信息，并根据该信息来控制抓取机构、顶升气缸的动作。
在使用时，将RFID载体自动抓取装置放置于运输小车的行进线路上，并使顶升气缸的活塞杆缩回，以避免与运输小车发生干涉。当运输小车行进至RFID载体自动抓取装置上方并停止时，检测单元检测到运输小车的RFID载体，并将检测信息发送给控制单元，控制单元根据该信息来控制顶升气缸的活塞杆伸出，使抓取机构接近运输小车车底的RFID载体，控制单元再控制抓取机构将RFID载体自运输小车车底取下，最后缩回顶升气缸的活塞杆，运输小车继续前行。
进一步地，所述底座固定于一个由所述控制单元控制的水平行走机构上，当完成RFID载体的抓取后，即可通过水平行走机构来使底座及底座上的各部件离开运输小车的车底，以彻底避免运输小车与RFID载体自动抓取装置发生干涉，确保安全性。
具体来说，所述水平行走机构由导轨和水平推移气缸构成，所述底座通过行走轮活动架设于导轨上，所述底座或行走轮与水平推移气缸的活塞杆固定连接，所述水平推移气缸由所述控制单元控制。控制单元通过控制水平推移气缸的活塞杆的动作，即可将底座推入或推离运输小车的车底。
在RFID载体抓取工作中，运输小车的驶停可以由人工控制，但是最好由下述方式控制，以提高自动化程度，避免漏抓。所述RFID载体自动抓取装置的控制单元与一个运输小车位置检测装置相连。当运输小车行驶到至RFID载体自动抓取装置上方时，触发位置检测装置，该位置检测装置与RFID载体自动抓取装置的控制单元进行通讯，确认未执行抓取工作时，则位置检测装置控制运输小车停止在RFID载体自动抓取装置上方，以便进行RFID载体抓取工作；当RFID载体抓取完成后，RFID载体自动抓取装置的控制单元向位置检测装置发出信号，位置检测装置控制运输小车继续行驶。上述运输小车位置检测装置可以利用PLC控制器及红外检测单元构成，PLC控制器及红外检测单元均为现有技术，此处不再赘述。
进一步地，为保证抓取机构在升降过程中保持稳定，所述底座上设置有垂直的导向机构，所述导向机构包括固定于底座上的导套，所述导套内活动安装有导杆，所述导杆与抓取机构固定连接。
抓取机构是由顶升气缸活塞杆的行程来控制保证抓取到位的。在设计时，可以选取合适行程的气缸来充当顶升气缸，以保证顶升气缸活塞杆升至顶端时的行程满足要求。但是最好所述顶升气缸设置有活塞杆行程检测装置，所述活塞杆行程检测装置与控制单元相连。活塞杆行程检测装置在顶升气缸活塞杆到达预定的合适位置时发送信号给控制单元，控制单元再控制抓取机构动作，以保证抓取到位。当气缸行程未达到预定位置时，控制单元不会控制抓取机构动作，从而有效实现了防止漏抓的功能。
进一步地，本发明公开了下述两种抓取机构的结构：
1、所述抓取机构包括两根夹爪、与顶升气缸的活塞杆固定的执行气缸和安装板，所述两根夹爪的中部通过固定于安装板上的螺栓铰接；所述执行气缸的活塞杆端部通过铰接与两根连杆的底端相连，所述两根连杆的顶端各自与一根夹爪的底端铰接。当执行气缸的活塞杆伸出时，两根连杆的底端随之抬升，并带动两根连杆的顶端向上抬升，但是连杆的顶端与夹爪的底端连接，而夹爪被固定于安装板上的螺栓所限制，无法垂直运动，因此限制了连杆的顶端继续向上抬升，连杆的顶端只能向两侧移动，而两根夹爪分别绕螺栓转动，即同一根夹爪的顶端和底端绕同一方向转动，因此，当两根夹爪的底端向两侧移动时，两根夹爪的顶端同时也向两侧打开，从而实现夹爪松开的动作，夹爪就松开了RFID载体；而当执行气缸的活塞杆缩回时，两根夹爪的顶端同时向中部收缩，实现夹紧的动作，完成了对RFID载体的抓取。
2、所述抓取机构包括与顶升气缸的活塞杆固定的水平安装板，所述水平安装板上布置有至少两个相对的抓取气缸，所述抓取气缸的活塞杆端部安装有夹爪。当抓取气缸的活塞杆伸出时，夹爪就向中部收缩，完成了对RFID载体的抓取，当抓取气缸的活塞杆缩回时，夹爪就松开了RFID载体。
本发明的RFID载体自动抓取装置结构简单，便于保养维护，只需要提供相应的气源动力及动作信号，就能实现全自动载体抓取，大大提升了自动化程度，减少了人工成本，提高了安全性和抓取效率，杜绝了漏抓现象，可应用于各种带有RFID识别系统的自动化生产线中。
附图说明
附图1是本发明的RFID载体自动抓取装置的正视图。
附图2是本发明的RFID载体自动抓取装置的侧视图。
附图3是本发明的RFID载体自动抓取装置的俯视图。
附图4是本发明的RFID载体自动抓取装置中的抓取机构的正视图。
附图5是本发明的RFID载体自动抓取装置中的抓取机构的侧视图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1～3所示（图中未画出检测单元和控制单元），本实施例的RFID载体自动抓取装置包括检测单元、控制单元、底座1及垂直固定于底座上的顶升气缸2，顶升气缸2的活塞杆端部固定有一个用于抓取RFID载体的抓取机构3，底座1固定于一个水平行走机构上，该水平行走机构由导轨4和水平推移气缸5构成，底座1通过行走轮活动架设于导轨4上，底座1与水平推移气缸5的活塞杆固定连接，所述控制单元接收检测单元的信息，并控制抓取机构3、顶升气缸2及水平推移气缸5的动作。
如图4、5所示，抓取机构3包括两根夹爪31、与顶升气缸2的活塞杆固定的执行气缸32和安装板33，两根夹爪31的中部通过固定于安装板33上的螺栓34铰接，两根夹爪31可以绕螺栓34转动；执行气缸32的活塞杆端部通过铰接与两根连杆35的底端相连，连杆35可绕其底端转动，且连杆35可随执行气缸32的活塞杆移动；两根连杆35的顶端各自与一根夹爪31的底端铰接。
当执行气缸32的活塞杆伸出时，两根连杆35的底端随之抬升，并带动两根连杆35的顶端向上抬升，但是连杆35的顶端与夹爪31的底端连接，而夹爪31被固定于安装板上的螺栓34所限制，无法垂直运动，因此限制了连杆35的顶端继续向上抬升，连杆35的顶端只能向两侧移动，从而带动夹爪31的底端随着向两侧移动，而两根夹爪31分别绕螺栓34转动，即同一根夹爪31的顶端和底端绕同一方向转动，因此，当两根夹爪31的底端向两侧移动时，两根夹爪31的顶端同时也向两侧打开，从而实现夹爪31松开的动作，夹爪31就松开了RFID载体；而当执行气缸32的活塞杆缩回时，两根夹爪31的顶端同时向中部收缩，实现夹紧的动作，完成了对RFID载体的抓取。
为保证抓取机构3在升降过程中保持稳定，底座1上设置有垂直的导向机构，该导向机构包括固定于底座1两侧的导套6，导套6内活动安装有导杆7，导杆7与抓取机构3的固定连接。
在RFID载体抓取工作中，运输小车的驶停可以由人工控制，但是最好由下述方式控制，以提高自动化程度，避免漏抓。所述RFID载体自动抓取装置的控制单元与一个运输小车位置检测装置相连。当运输小车行驶到至RFID载体自动抓取装置上方时，触发位置检测装置，该位置检测装置与RFID载体自动抓取装置的控制单元进行通讯，确认未执行抓取工作时，则位置检测装置控制运输小车停止在RFID载体自动抓取装置上方，以便进行RFID载体抓取工作；当RFID载体抓取完成后，RFID载体自动抓取装置的控制单元向位置检测装置发出信号，位置检测装置控制运输小车继续行驶。
当运输小车行进至RFID载体自动抓取装置上方并停止时，检测单元检测到运输小车的RFID载体，并将检测信息发送给控制单元，控制单元根据该信息来控制顶升气缸2的活塞杆伸出，使抓取机构3接近运输小车车底的RFID载体，控制单元再控制抓取机构3将RFID载体自运输小车车底取下，最后缩回顶升气缸2的活塞杆，运输小车继续前行。
在运输小车进入到预定的抓取位置之前，控制单元通过控制水平推移气缸5的活塞杆来使RFID载体自动抓取装置远离运输小车的行进路径，并控制顶升气缸2的活塞杆缩回；当运输小车行进至RFID载体自动抓取装置上方并停止时，控制单元通过控制水平推移气缸5的活塞杆来使RFID载体自动抓取装置进入运输小车的车底，进行抓取作业；当完成RFID载体的抓取后，控制单元通过控制水平推移气缸5的活塞杆来使RFID载体自动抓取装置离开运输小车的车底，以彻底避免运输小车与RFID载体自动抓取装置发生干涉，确保安全性。
Claims (6)
1.一种RFID载体自动抓取装置，包括检测单元、控制单元、底座及垂直固定于底座上的顶升气缸，所述顶升气缸的活塞杆端部固定有一个用于抓取RFID载体的抓取机构，所述控制单元接收检测单元的信息，并根据该信息来控制抓取机构、顶升气缸的动作；其特征在于所述抓取机构包括两根夹爪、执行气缸和安装板，所述执行气缸、安装板与顶升气缸的活塞杆固定；所述两根夹爪的中部通过固定于安装板上的螺栓铰接；所述执行气缸的活塞杆端部通过铰接与两根连杆的底端相连，所述两根连杆的顶端各自与一根夹爪的底端铰接。
2.根据权利要求1所述的RFID载体自动抓取装置，其特征在于所述底座固定于一个由所述控制单元控制的水平行走机构上。
3.根据权利要求2所述的RFID载体自动抓取装置，其特征在于所述水平行走机构由导轨和水平推移气缸构成，所述底座通过行走轮活动架设于导轨上，所述底座或行走轮与水平推移气缸的活塞杆固定连接，所述水平推移气缸由所述控制单元控制。
4.根据权利要求1或2或3所述的RFID载体自动抓取装置，其特征在于所述RFID载体自动抓取装置的控制单元与一个运输小车位置检测装置相连。
5.根据权利要求1或2或3所述的RFID载体自动抓取装置，其特征在于所述底座上设置有垂直的导向机构，所述导向机构包括固定于底座上的导套，所述导套内活动安装有导杆，所述导杆与抓取机构固定连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的RFID载体自动抓取装置，其特征在于所述顶升气缸设置有活塞杆行程检测装置，所述活塞杆行程检测装置与控制单元相连。
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