CN104801622B - 用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法。包括如下步骤：1）建立工件模型，获取所要搬运工件的重心、周长和边界；2）以工件重心为圆心作圆，根据端拾器拾取头的半径大小及其可移动变化范围作一系列同心圆；3）再通过圆心作等分线，求等分线与圆的交点，如果成对的2个交点都落在工件的实体范围内，那么这些成对点就是备选的端拾器要拾取的点；4）最后再从备选的成对点中选取作为机械手的拾取点位置及吸盘需要的数目。本发明保证了端拾器拾取的稳定、可靠和平稳，从而保证了机械手搬运工件过程的平稳可靠。保证了冲压过程的安全和制品的质量，且提高了模具的使用寿命和机器手的寿命。

Description

用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法

技术领域

本发明是一种用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法，属于用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法的创新技术。

背景技术

冲压生产自动化是冲压行业重要的发展方向之一。大中型复杂钣金零件的冲压生产，通常需要多道工序才能完成，为此，往往将不同工序分置在不同的压力机上实现。自动生产线上，工件由一台机器到另一台机器的搬运工作是由机械手搬运完成，其中，机械手的端拾器工作的精准度和稳定性决定了冲压过程坯料的定位是否准确可靠，直接影响着生产能否顺利完成、工件的质量是否符合要求、模具的寿命和生产安全性等一系列问题。而要保证端拾器能精确稳定工作，除了与端拾器相关的机械手等硬件质量保证外，端拾器每次拾取工件的位置亦至关重要。因为，如果端拾器每次拾取的位置不能保证其在工作过程机械手的受力条件与设计时工作条件不符，就容易加快零部件的磨损而影响其工作的可靠性。随着产品零件的多样化以及产品更新换代的速度不断加快，针对当前使用较多的真空端拾器，为在实际生产中快速找到端拾器的拾取点具有现实意义。

在冲压自动化生产线上，端拾器是安装在工业机器人或机械手的末端，利用真空吸盘或夹钳等抓取工件，代替人工来完成对冲压板料或冲压件搬运。对于不同的冲压件，端拾器结构也不尽相同。目前端拾器位置的确定大都是根据安装人员的经验，在被拾取的工件的大致位置进行拾取，其过程是：将冲压机的滑块调到上死点，把冲压工序件放置到下模上，让机械手运动到工序件上方合适位置，然后在机械手上安装快速夹紧器。显然，这一过程无法保证端拾器的拾取位置的精准，所以，机械手搬运过程容易引起工件的扰动与变形，严重的还会由于重心的偏移造成吸盘、副杆以及连接臂的损坏，在一定程度上对产品制造质量和成本带来影响。

为了寻找正确的端拾器拾取位置，需要做到既要使拾取点均匀的分布，又要让所夹物体的重心与端拾器的几个夹持点的作用力中心位于端拾器的中心。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法,本发明保证了端拾器拾取的稳定、可靠和平稳，从而保证了机械手搬运工件过程的平稳可靠。保证了冲压过程的安全和制品的质量，且提高了模具的使用寿命和机器手的寿命。本发明实现端拾器吸盘位置灵活调节，使得端拾器在工作过程中可以精确平稳，为全自动冲压生产线的高效生产提供了必要的保障。

本发明的技术方案是：本发明的用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法，包括如下步骤：

1)建立工件模型，获取所要搬运工件的重心、周长和边界；

2)以工件重心为圆心作圆，根据端拾器拾取头的半径大小及其可移动变化范围作一系列同心圆；

3)再通过圆心作等分线，求等分线与圆的交点，如果成对的2个交点都落在工件的实体范围内，那么这些成对点就是备选的端拾器要拾取的点；

4)最后再从备选的成对点中选取作为机械手的拾取点位置及吸盘需要的数目。

本发明为解决全自动冲压生产线上机械手端拾器夹持点位置的选择问题，提出了在同心圆上寻找最佳拾取点的新方法(同心圆法)。同心圆法是以制件的重心为圆心画圆，在同一圆周上选取相应点作为端拾器的拾取位置。其原理是让多个拾取点合力的作用点与制件重心重合，保证了拾取搬运过程的准确平稳。由同心圆法得到的拾取位置，不论实际采用的点对有多少，都能保证搬运工件的中心与端拾器的中心一致，从而保证了机械手搬运工件过程的平稳可靠。本发明用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的装置，实现端拾器吸盘位置灵活调节，保证所有的吸盘放置点都位于同一个以重心为圆心的圆上，而使得端拾器的在工作的过程中可以精确平稳，为全自动冲压生产线的高效生产提供了必要的保障。本发明提出的基于同心圆法则确定端拾器拾取点的方法保证了端拾器拾取的稳定、可靠和平稳。对于保证冲压过程的安全和制品的质量，模具的使用寿命和机器手的寿命等都具有十分重要的意义。

附图说明

图1为本发明同心圆法确定端拾位置的原理图；

图2为本发明用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的装置的机构示意图；

图3为本发明自动定位最佳夹持位置的流程图。

具体实施方式

实施例：

本发明用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法，包括如下步骤：

1)建立工件模型，获取所要搬运工件的重心、周长和边界等参数；

2)以工件重心为圆心作圆，根据端拾器拾取头的半径大小及其可移动变化范围作一系列同心圆；

3)再通过圆心作等分线，求等分线与圆的交点，如果成对的2个交点都落在工件的实体范围内，那么这些成对点就是备选的端拾器要拾取的点；

4)最后再从备选的点对中选取适当点对作为机械手的拾取点位置及吸盘需要的数目。

同心圆法确定端拾位置的方法的原理如图1所示,粗实线为要拾取工件外形和内孔位，设求得的重心在O点处，并由此可画系列同心圆圆心O和等射线。按此求得的交点A1、A2、B1和B2点即可作为机械手拾取器的抓取点。由同心圆法得到的拾取位置，不论实际采用的点对有多少，都能保证搬运工件的中心与端拾器的中心一致，从而保证了机械手搬运工件过程的平稳可靠。

本发明提出的基于同心圆法则确定端拾器拾取点的方法是在确定被拾取工件的重心后，再以工件的重心为圆心在被拾取工件上作圆，然后将端拾器的拾取点落到圆周相应位置。保证了端拾器拾取的稳定、可靠和平稳。对于保证冲压过程的安全和制品的质量，模具的使用寿命和机器手的寿命等都具有十分重要的意义。

上述步骤1)将工件模型导入UG或者ProE三维设计软件中，通过软件获取所要搬运工件的重心、周长和边界参数。即可以结合产品的冲压工艺设计，将冲压成形工序间的形状尺寸导入UG或ProE等三维软件中，可快捷得到工件有关的重心、周长和边界等参数。

本发明的用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的装置的结构示意图如图2所示，包括连接端拾器的机械手臂1、第一端拾器支架2、第二端拾器支架5、第一端拾器吸盘3、第二端拾器吸盘6，第一端拾器支架2及第二端拾器支架5能绕中心轴4相对转动，第一端拾器支架2及第二端拾器支架5的交点就是中心轴4的位置，第一端拾器支架2及第二端拾器支架5的交点就是作为被拾取工件重心点的参考中心，第一端拾器吸盘3及第二端拾器吸盘6分别装设在第一端拾器支架2及第二端拾器支架5上,机械手臂1与第一端拾器支架2及第二端拾器支架5连接。

本实施例中，上述中心轴4在其上端平面上设计有角度标示，保证第一端拾器支架2、第二端拾器支架5的精确转动角度。

本实施例中，上述第一端拾器支架2及第二端拾器支架5的长度方向上设计有刻度标示，可用于调整第一端拾器吸盘3及第二端拾器吸盘6的位置。

本实施例中，上述第一端拾器吸盘3及第二端拾器吸盘6的高度也可做适当调整，以适应于板料零件成形后空间位置的变化而平稳抓取工件。

图2所示端拾器可以按照图1的原理实现端拾器吸盘位置灵活调节，保证所有的吸盘放置点都位于同一个以重心为圆心的圆上，使各个吸盘都有对应的坐标位置，实现端拾器的吸盘位置精确定位，而使得端拾器的在工作过程中可以精确平稳，为全自动冲压生产线的高效生产提供了必要的保障。

Claims (2)

1.一种用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法，其特征在于包括如下步骤：

1）建立工件模型，获取所要搬运工件的重心、周长和边界；

2）以工件重心为圆心作圆，根据端拾器拾取头的半径大小及其可移动变化范围作一系列同心圆；

3）再通过圆心作等分线，求等分线与圆的交点，如果成对的2个交点都落在工件的实体范围内，那么这些成对点就是备选的端拾器要拾取的点；

4）最后再从备选的成对点中选取作为机械手的拾取点位置及吸盘需要的数目。

2.根据权利要求1所述的用于确定冲压生产线自动拾取工件最佳位置的方法,其特征在于上述步骤1）将工件模型导入UG或者ProE三维设计软件中，通过软件获取所要搬运工件的重心、周长和边界参数。