CN105905603A - 智能分拣手臂及智能分拣机 - Google Patents

Abstract

一种智能分拣手臂及智能分拣机，其中智能分拣机包括智能分拣手臂、移载机构、能够输入物料排版信息的分拣控制器，智能分拣手臂安装于移载机构上。该智能分拣手臂，包括手臂架、固定于手臂架上的多个能够单独抓取物料也能够联合共同抓取物料的吸盘、能够与分拣控制器连接的控制电缆，多个吸盘分别与控制电缆连接。智能分拣手臂通过启动不同的吸盘，抓取不同的物料，并且该分拣机械手臂不受切割时产生的高温限制。智能分拣机智能识别、分类、搬运、储存物料，极大地提高切割后分拣效率和切割机的使用效率，减少人员和设备的浪费，解决传统分拣方式不具备智能识别、分拣物料外形尺寸的功能。

Description

智能分拣手臂及智能分拣机

技术领域

本发明涉及一种智能分拣手臂及智能分拣机。

背景技术

分拣是指将一批相同或不同的货物，按照不同的要求分别拣开，进行配送或发送。钢板、玻璃、塑料聚合物等行业的切割领域中存在各种各样规则的、不规则的物料。目前，还没有专门用于分拣、储运这些板、塑料聚合物板、玻璃的切割小件专业解决方案和系统装置。

传统的分拣是完全基于人力的作业系统，人工分拣物料，即等切割出来的塑料板、钢板、玻璃冷却至室温之后，通过人工搜索，搬运物料来完成物料的分拣、提取工序。这种作业中，是通过人眼识别查找、人工搬运等工序。该人力系统对操作人员具有一定的危险性，并且人工分拣方式造成切割机利用效率的降低，设备与人员的浪费，制造成本的增加，分拣的低效和难度的增加，不能形成连续性的分拣生产流程，浪费了巨大的人力与物力，显然无法满足现代企业的需求。

另一种方式是利用传统的吸盘，即通过行车把吸盘移动到切割机上进行吸取搬运。该方式允许在切割件冷却至室温之前进行吸取搬运，但由于不能识别不同形状的切割小件，故不能胜任切割件的分类任务。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种智能分拣手臂。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种智能分拣手臂，包括手臂架，还包括固定于所述手臂架上的多个能够单独抓取物料也能够联合共同抓取物料的吸盘、能够与分拣控制器连接的控制电缆，多个所述吸盘分别与所述控制电缆连接。

在某些实施方式中，多个所述吸盘分别朝下设置于所述手臂架上。

在某些实施方式中，所述吸盘共有 9 个。

在某些进一步实施方式中， 9 个吸盘采用九宫格形式排列分布。

本发明要解决的又一个技术问题提供一种智能分拣机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种智能分拣机，包括上述任一项智能分拣手臂，还包括移载机构、能够输入物料排版信息的分拣控制器，所述的智能分拣手臂安装于所述移载机构上，分拣控制器根据物料位置信息控制所述移载机构将所述智能分拣手臂移动至所需位置，并且所述分拣控制器根据物料形状信息控制相应的吸盘启动。

在某些实施方式中，所述移载机构包括安装支架、两个固定在所述安装支架上相平行设置并且长度沿着 X 方向延伸的纵向架、能够沿着 X 方向移动设置在两个所述纵向架上并且长度沿着 Y 方向延伸的横向架、能够沿着 Y 方向移动设置在所述横向架上的移动座、长度沿着 Z 方向延伸的升降架、以 Z 向转轴为轴心转动连接在所述升降架下端部的旋转座，所述升降架沿着 Z 方向移动设置在所述移动座上，所述智能分拣手臂设置于所述旋转座上。

在某些进一步实施方式中，所述旋转座与所述智能分拣手臂之间通过具有弹簧缓冲功能的法兰相连接。

在某些进一步实施方式中，所述纵向架上设置有至少一个所述横向架，每个所述横向架上设置有至少一个所述移动座。

本发明的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：智能分拣手臂通过启动不同的吸盘，抓取不同的物料，并且该分拣机械手臂不受切割时产生的高温限制。智能分拣机智能识别、分类、搬运、储存物料，极大地提高切割后分拣效率和切割机的使用效率，减少人员和设备的浪费，解决传统分拣方式不具备智能识别、分拣物料外形尺寸的功能。

附图说明

附图 1 为智能分拣手臂的立体示意图；

附图 2 为智能分拣机的立体示意图；

附图 3 为附图 2 的 A 处放大图；

附图 4 为各种物料分布示意图；

附图 5 为针对各种物料吸盘的相应启动示意图；

其中： 1 、物料 ;21 、移载机构； 211 、安装支架； 212 、纵向架； 213 、横向架； 214 、移动座； 215 、升降架； 216 、旋转座； 217 、法兰；

22 、智能分拣手臂 221 、手臂架； 222 、吸盘； 223 、控制电缆。

具体实施方式

如附图 1 、 4 、 5 所示，一种智能分拣手臂 22 ，包括手臂架 221 ，还包括固定于手臂架 221 上的多个吸盘 222 、能够与分拣控制器连接的控制电缆 223 ，多个吸盘 222 分别与控制电缆 223 连接，分拣控制器通过控制电缆 223 从而控制单个吸盘抓取物料 1 ，或者通过控制多个吸盘联合共同抓取物料 1 。多个吸盘 222 分别朝下设置于手臂架 221 上。

结构分解、安装方式：首先把多个吸盘 222 固定在手臂架框架体上；接着通过螺钉在手臂架框架体上下安装固定封盖板；之后把控制电缆进线口固定在上封盖板上。上封盖板、手臂架框架体上设置有与外围设备固定接口螺纹孔，允许把整个装置固定在其他可移动设备上。可移动设备，如以下文中提到的旋转座 216 。

本实施例中，吸盘 222 共有 9 个， 9 个吸盘 222 采用九宫格形式排列分布，事实上，可以根据实际使用的情况选择其他方式布局。

如图 4 、 5 所示，智能分拣手臂 22 启动不同的吸盘 222 抓取装置组合就可以分拣出不同的切割件。如图 5 所示：启动 2 、 5 号吸盘 222 抓取装置组合可以分拣出 S2 形物料 1 ；启动 1 、 5 号吸盘 222 抓取装置组合可以分拣出 S3 形物料 1 ；启动 4 、 5 、 6 号吸盘 222 抓取装置组合可以分拣出 S4 形物料 1 ；启动 1 、 5 、 9 号吸盘 222 抓取装置组合可以分拣出 S5 形物料 1 ；启动 1 、 2 、 3 、 6 号吸盘 222 抓取装置组合可以分拣出 S6 形物料 1 ；启动 1 、 2 、 3 、 6 、 9 号吸盘 222 抓取装置组合可以分拣出 S7 形物料 1 ；启动 2 、 4 、 5 、 6 号吸盘 222 抓取装置组合可以分拣出 S8 形物料 1 ；启动 2 、 4 、 5 、 6 、 8 号吸盘 222 抓取装置组合可以分拣出 S9 形物料 1 。附图 5 以 9 种典型物料 1 为例进行实施说明，据此方式可以组合更多的吸盘 222 抓取装置而分拣形状更复杂的物料 1 ，从而实现一种通过智能识别物料 1 形状的高效分拣方法与装置。

附图 1-3 所示，智能分拣机包括智能分拣手臂 22 、移载机构 21 、分拣控制器，分拣控制器就是常规控制器，如程序控制器 PLC 等。智能分拣手臂 22 安装于移载机构 21 上，分拣控制器控制多个吸盘 222 以及移载机构 21 运作。即分拣控制器根据物料 1 位置信息控制移载机构 21 将智能分拣手臂 22 移动至所需位置，并且分拣控制器根据物料 1 形状信息控制相应的吸盘 222 启动。

如附图 2 、 3 所示，移载机构 21 包括安装支架 211 、两个固定在安装支架 211 上相平行设置并且长度沿着 X 方向延伸的纵向架 212 、能够沿着 X 方向移动设置在两个纵向架 212 上并且长度沿着 Y 方向延伸的横向架 213 、能够沿着 Y 方向移动设置在横向架 213 上的移动座 214 、长度沿着 Z 方向延伸的升降架 215 、以 Z 向转轴为轴心转动连接在升降架 215 下端部的旋转座 216 ，升降架 215 沿着 Z 方向移动设置在移动座 214 上，智能分拣手臂 22 设置于旋转座 216 上。该智能分拣系统可以实现 4 个方位的运动： X 向运动； Y 向运行； Z 向运动； Z 向轴旋转运动。

具体安装结构，如附图 3 所示：

X 向运动实现，横向架 213 两端骑跨在两侧纵向架 212 上，横向架 213 两端部上安装有 X 向行走机构， X 向行走机构包括伺服电机、齿轮，伺服电机驱动齿轮，齿轮与相应纵向架 212 上的齿条啮合，配合运行轨道和导向轨道，从而实现 X 向的往返运动与精确定位。

向运动实现，通过移动座 214 ，移动座 214 后部固定 4 个水平滑块，水平滑块扣压在横向架 213 的机床轨道上。移动座 214 上固定有 Y 向行走机构， Y 向行走机构包括伺服电机、齿轮，齿轮与横向架 213 上的齿条相啮合，从而实现 Y 向的往返运动与精确定位。

向运动实现，如附图 4 所示，也是通过移动座 214 ，移动座 214 前部固定 6 个竖直滑块，竖直滑块扣压在升降架 215 的机床轨道上。移动座 214 上固定有 Z 向行走机构， Z 向行走机构包括伺服电机驱动、齿轮，齿轮与升降架 215 内齿条相啮合，从而实现 Z 向的往返运动与精确定位。

向轴旋转运动实现，通过旋转座 216 ，升降架 215 的下部设置有旋转电机，旋转电机驱动小齿轮，小齿轮啮合旋转座 216 回转轴承的内齿圈，带动旋转座 216 下方的智能分拣手臂 22 旋转，实现智能分拣手臂 22 绕 Z 向轴的旋转运动与精确定位。

如附图 2 所示，旋转座 216 与智能分拣手臂 22 之间通过具有弹簧缓冲功能的法兰 217 相连接。以抵消或减小智能分拣手臂 22 在分拣物料 1 时产生的冲击力。

无图示，每个横向架 213 上设置有至少一个移动座 214 ，如在横向架 213 上设置有两个移动座 214 ，当然，每个移动座 214 上分别设置有升降架 215 ，每个升降架 215 的下部都设置有旋转座 216 及智能分拣手臂 22 ，从而两个智能分拣手臂 22 能够联合使用，能够实现 Y 向较长条状物料 1 的识别、分拣、码放、储运等工序。

同理，纵向架 212 上设置有至少一个横向架 213 ，如在纵向架 212 上设置有两个横向架 213 ，每个横向架 213 上都设置有两个智能分拣手臂 22 ，从而实现四吊点联合台吊，从而实现较大板状物料 1 的分拣。

关于以上智能分拣机的操作方法，包括以下步骤：

一、分拣控制器读取物料排版信息，并且识别物料架上各物料 1 的外形尺寸以及位置坐标；

二、分拣控制器根据物料 1 位置信息，控制移载机构 21 在 XYZ 方向及 Z 轴转动，将智能分拣手臂 22 移动至相应物料 1 的实际坐标位置上方；

三、分拣控制器根据物料 1 形状信息，控制智能分拣手臂 22 上相应的吸盘 222 启动抓取物料 1 ；

四、移载机构 21 移动智能分拣手臂 22 ，智能分拣手臂 22 将抓取的物料 1 放置于输送系统的相应位置；

五、重复第二至第四步骤，直至智能分拣手臂 22 将所有物料 1 搬运至输送系统的相应位置，分拣结束。

该分拣工序具备智能识别、码放、储运规则或不规则物料 1 的能力，提高分拣物料 1 的效率，减轻人员工作强度，降低企业人力和物力成本，实现分拣工序的自动化、数字化、智能化。

如上，我们完全按照本发明的宗旨进行了说明，但本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。

Claims (8)

1.一种智能分拣手臂，包括手臂架（221），其特征在于：还包括固定于所述手臂架（221）上的多个能够单独抓取物料（1）也能够联合共同抓取物料（1）的吸盘（222）、能够与分拣控制器连接的控制电缆（223），多个所述吸盘（222）分别与所述控制电缆（223）连接。

2.根据权利要求1所述的智能分拣手臂，其特征在于：多个所述吸盘（222）分别朝下设置于所述手臂架（221）上。

3.根据权利要求1所述的智能分拣手臂，其特征在于：所述吸盘（222）共有9个。

4.根据权利要求3所述的智能分拣手臂，其特征在于：9个吸盘（222）采用九宫格形式排列分布。

5.一种包含有权利要求1-4中任意一项所述的智能分拣手臂的智能分拣机，其特征在于：还包括移载机构（21）、能够输入物料（1）排版信息的分拣控制器，所述的智能分拣手臂（22）安装于所述移载机构（21）上，分拣控制器根据物料（1）位置信息控制所述移载机构（21）将所述智能分拣手臂（22）移动至所需位置，并且所述分拣控制器根据物料（1）形状信息控制相应的吸盘（222）启动。

6.根据权利要求5所述的智能分拣机，其特征在于：所述移载机构（21）包括安装支架（211）、两个固定在所述安装支架（211）上相平行设置并且长度沿着X方向延伸的纵向架（212）、能够沿着X方向移动设置在两个所述纵向架（212）上并且长度沿着Y方向延伸的横向架（213）、能够沿着Y方向移动设置在所述横向架（213）上的移动座（214）、长度沿着Z方向延伸的升降架（215）、以Z向转轴为轴心转动连接在所述升降架（215）下端部的旋转座（216），所述升降架（215）沿着Z方向移动设置在所述移动座（214）上，所述智能分拣手臂（22）设置于所述旋转座（216）上。

7.根据权利要求6所述的智能分拣机，其特征在于：所述旋转座（216）与所述智能分拣手臂（22）之间通过具有弹簧缓冲功能的法兰（217）相连接。

8.根据权利要求6所述的智能分拣机，其特征在于：所述纵向架（212）上设置有至少一个所述横向架（213），每个所述横向架（213）上设置有至少一个所述移动座（214）。