CN105858196B - 一种高精度库位及料车自动抓料系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高精度库位及料车自动抓料系统，所述的抓料系统包括库位及料车，所述库位包括两条粗定向导轨、设置在粗定向导轨之间的定位平台、设置在定位平台上的三向定位基准单元、设置在粗定向导轨外侧的对射传感器、设置在库位前端的车种传感器及设置在库位底部的漫反射传感器，所述的料车底部设有与粗定向导轨相匹配的脚轮以及与所述三向定位基准单元相匹配的三向定位单元。与现有技术相比，本发明通过库位上的三向定位基准单元和料车上的三向定位单元，可以精确的将料车定位，提高机器人在取件时的作业精度，减少因工件定位不准引起的故障率；且同一库位，可实现多车种工作，推入不同料车即可，节省空间。

Description

一种高精度库位及料车自动抓料系统
技术领域
本发明涉及汽车及机器人工业领域，具体涉及一种高精度库位及料车自动抓料系统。
背景技术
随着国内汽车车工业的迅猛发展，汽车企业对汽车生产线的产能节拍要求不断提高，对汽车生产过程中的自动化程度要求也越来越高，并整体朝着全自动化无人工厂方向发展。在抓料过程中，对机器人设定的程序为从某个固定的位置抓取工件，运输到特定的位置进行安装，因此对于工件的位置精度有很高的要求，一旦位置稍有偏离，可能会影响抓取的失败，更有甚者可能导致最终工件安装位置的偏差，从而影响产品质量，所以在抓料之前必须将工件的定位准确，但如果采用人工对位，耗时严重且无法保证位置的绝对精确。另外不同工件所选用的抓手或运输程序会不一样，因此在抓料之前要先确认工件的种类，选择正确的程序，才能最终高精度的完成工件的抓取及安装。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种定位精度高、操作方便、具有工件识别及工件数量监测功能的高精度库位及料车供视觉自动抓料系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高精度库位及料车自动抓料系统，所述的抓料系统包括库位及料车，所述库位包括两条粗定向导轨、设置在粗定向导轨之间的定位平台、设置在定位平台上的三向定位基准单元，所述的料车底部设有与粗定向导轨相匹配的脚轮以及与所述三向定位基准单元相匹配的三向定位单元，所述料车上设有用于固定放置工件的工作台。
所述的三向定位基准单元包括X定位基准板、Y定位基准导轨和Z定位基准台，所述X定位基准板位于所述定位平台的前端，所述Z定位基准台包括多个均匀分布在所述定位平台两侧的梯台，所述Y定位基准导轨包括两条平行导轨，所述平行导轨通过连接板与所述定位平台连接，所述平行导轨远离X定位基准板的一端向内侧弯曲。
所述的X定位基准板下方设有用于固定所述料车的卡扣。
所述的三向定位单元包括设置在料车底部前端并与所述X定位基准板相匹配的X向定位块、多个平行均匀分布且与所述Y定位基准导轨相匹配的Y向定位轮以及数量及位置均与所述Z定位基准台相匹配的Z向定位轮。
所述的库位还包括设置在粗定向导轨外侧的对射传感器、设置在库位前端的车种传感器及设置在库位底部的漫反射传感器。
本发明的工作原理如下：将装载好工件的料车沿着粗定向导轨推入库位，由于Y定位基准导轨的前端向内弯曲，故插入两排Y向定位轮之间，随着料车继续前进，料车的两排Y向定位轮刚好与库位的两排Y向定位基准相切，从而形成定位；紧接着料车的Z向定位轮沿着库位Z向定位基准的斜坡往上爬，脚轮脱离地面，当Z向定位轮位于Z定位基准台梯台的最上方时，行成Z向定位；最终料车前部的X向定位块撞上库位X定位基准板，并通过卡扣将料车固定，形成X向定位，至此，三方向定位完成，料车无法移动，紧接着机器人视觉抓手过来抓件，当工件抓剩少于5片时，对射传感器报警，提醒更换料车，当工件抓光时，漫反射传感器报警，给PLC信号，反馈给机器人此刻无料可以抓取。此料车一次可以装载60片左右工件，即使产能节拍要求很高，一次换料即可实现长时间生产。此库位还可以实现多车种共用，库位安装了车种传感器，并在工件上设置相应的感应块，车种传感器通过感应块获取工件信息，从而给出信号选择不同的抓手或不同的运行轨迹，从而使抓件过程更加精确化及自动化。
所述库位的轴线上还设有脚刹，脚刹的一端与所述定位平台铰接，并设有复位弹簧，脚刹的中部设有阶梯状凸起。
所述料车底部的后端设有与所述脚刹上凸起相匹配的止退块。
设置脚刹及止退块，料车在前进的过程中，阶梯状凸起和止退块接触，防止止退块后退，从而保证料车不后退，当需要更换料车时，踩下脚刹，使阶梯状突起与止退块脱离，将料车向后拉离库位，然后脚刹在复位弹簧的作用下恢复原位。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
(1)通过库位上的三向定位基准单元和料车上的三向定位单元，可以精确的将料车定位，提高机器人在取件时的作业精度，减少因工件定位不准引起的故障率；
(2)同一库位，可实现多车种工作，推入不同料车即可，节省空间；
(3)大大减少人力劳动，并提高人的安全性和作业效率。
附图说明
图1为本发明库位的结构示意图；
图2为本发明料车的结构示意图；
图3为本发明在工作时的结构示意图。
其中，1为X定位基准板，2为Y定位基准导轨，3为Z定位基准台，4为粗定向导轨，5为脚刹，51为复位弹簧，52为凸起，6为对射传感器，7为车种传感器，8为漫反射传感器，9为定位平台，10为连接板，11为卡扣，12为Z向定位轮，13为Y向定位轮，14为X向定位轮，15为脚轮，16为止退块，17为工件。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
一种高精度库位及料车自动抓料系统，包括库位及料车。其中库位的结构如图1所示，库位包括定位平台9、X定位基准板1、Y定位基准导轨2、Z定位基准台3、粗定向导轨4、脚刹5、对射传感器6、车种传感器7和漫反射传感器8。其中，定位平台9位于库位的中心，主要用于料车的定位，X定位基准板1位于定位平台9的前端，Z定位基准台3包括4个均匀分布在定位平台9两侧的梯台，Y定位基准导轨2包括两条平行导轨，这两条平行导轨通过连接板10与定位平台9连接，且平行导轨远离X定位基准板3的一端向内侧弯曲。粗定向导轨4设置在定位平台9的两侧，对射传感器6位于粗定向导轨4的两侧，漫反射传感器位于定位平台9的下方，车种传感器7位于库位的最前方。另外，在X定位基准板1的下方设有用于固定料车的卡扣11。在库位的轴线上设有脚刹5，该脚刹5与定位平台9的末端铰接，并通过复位弹簧51使脚刹5保持固定，脚刹5的中间设有阶梯状的凸起52，另一端设有踏板。
料车的结构如图2所示，其底部设有脚轮15、X向定位块14、Y向定位轮13、Z向定位轮12以及止退块16。其中，Y向定位轮13共有6个，分成两排均匀分布在料车底部，，这些Y向定位轮13可沿着库位上Y定向基准的平行导轨滑动，且两条平行导轨外表面之间的距离和两排Y向定位轮13最内侧切面之间的距离相同，因此可以保证料车在Y方向上不会发生偏差。Z向定位轮12共有四个，其可沿着梯台进行滑动，且当其滑至梯台最高处时，脚轮12悬空，且X向定位块14刚好与X定位基准板接触。
当工作时，将装载好工件17的料车沿着粗定向导轨推入库位，由于Y定位基准导轨的前端向内弯曲，故插入两排Y向定位轮之间，随着料车继续前进，料车的两排Y向定位轮刚好与库位的两排Y向定位基准相切，从而形成定位；紧接着料车的Z向定位轮沿着库位Z向定位基准的斜坡往上爬，脚轮脱离地面，当Z向定位轮位于Z定位基准台梯台的最上方时，行成Z向定位；最终料车前部的X向定位块撞上库位X定位基准板，并通过卡扣将料车固定，形成X向定位，至此，三方向定位完成，料车无法移动，紧接着机器人视觉抓手过来抓件，当工件抓剩少于5片时，对射传感器报警，提醒更换料车，当工件抓光时，漫反射传感器报警，给PLC信号，反馈给机器人此刻无料可以抓取。此料车一次可以装载60片左右工件，即使产能节拍要求很高，一次换料即可实现长时间生产。此库位还可以实现多车种共用，库位安装了车种传感器，并在工件上设置相应的感应块，车种传感器通过感应块获取工件信息，从而给出信号选择不同的抓手或不同的运行轨迹，从而使抓件过程更加精确化及自动化。同时，料车在前进的过程中，阶梯状凸起和止退块接触，止退块无法后退，当需要更换料车时，踩下脚刹，使阶梯状突起与止退块脱离，将料车向后拉离库位，然后脚刹在复位弹簧的作用下恢复原位。工作时的库位与料车的位置关系如图3所示。

Claims (4)

1.一种高精度库位及料车自动抓料系统，其特征在于，所述的抓料系统包括库位及料车，所述库位包括两条粗定向导轨、设置在粗定向导轨之间的定位平台、设置在定位平台上的三向定位基准单元，所述的料车底部设有与粗定向导轨相匹配的脚轮以及与所述三向定位基准单元相匹配的三向定位单元，所述料车上设有用于固定放置工件的工作台；
所述的三向定位基准单元包括X定位基准板、Y定位基准导轨和Z定位基准台，所述X定位基准板位于所述定位平台的前端，所述Z定位基准台包括多个均匀分布在所述定位平台两侧的梯台，所述Y定位基准导轨包括两条平行导轨，所述平行导轨通过连接板与所述定位平台连接，所述平行导轨远离X定位基准板的一端向内侧弯曲；
所述的X定位基准板下方设有用于固定所述料车的卡扣；
所述的三向定位单元包括设置在料车底部前端并与所述X定位基准板相匹配的X向定位块、多个平行均匀分布且与所述Y定位基准导轨相匹配的Y向定位轮以及数量及位置均与所述Z定位基准台相匹配的Z向定位轮。
2.根据权利要求1所述的一种高精度库位及料车自动抓料系统，其特征在于，所述库位的轴线上还设有脚刹，脚刹的一端与所述定位平台铰接，并设有复位弹簧，脚刹的中部设有阶梯状凸起。
3.根据权利要求2所述的一种高精度库位及料车自动抓料系统，其特征在于，所述料车底部的后端设有与所述脚刹上凸起相匹配的止退块。
4.根据权利要求1所述的一种高精度库位及料车自动抓料系统，其特征在于，所述的库位还包括设置在粗定向导轨外侧的对射传感器、设置在库位前端的车种传感器及设置在库位底部的漫反射传感器。
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