CN107584140A - 一种新型高效的给机器人送料定位机构及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化生产设备，具体地说是一种新型高效的给机器人送料定位机构及定位方法，解决了现有定位机构效率偏低的问题。包括进料机构和定位，在进料机构和定位机构之间设有取料传送机构，代替原有机器人抓取工件放置于定位机构上，从而提高整体出料定位效率；通过在旋转伺服定位头上设置固定气爪，使工件在旋转定位过程中固定更加牢固避免被甩出；通过设置红外线感应器避免旋转伺服定位头空转，影响生产效率；通过设置顶杆和光纤感应器相配合的定位方式，使物理定位和感应定位相结合，让定位更加精确稳定。

Description

一种新型高效的给机器人送料定位机构及定位方法

技术领域

本发明涉及自动化生产设备，具体地说是一种新型高效的给机器人送料定位机构及定位方法。

背景技术

目前，在汽车燃油泵的等圆柱体工件的机械生产加工过程中，通常使用机器人进行上下料，机器人可以通过设定，由PLC控制几个固定点的抓取或者放下工件，机器人对出料位置精度要求很高；但由于这类圆柱体工件具有较为规整的外圆周面，外圆周面上设有一道容汽油流过的导油槽，工件的底部设有一个凸出圆台(如附图所示)，机器人难以将所有工件的外圆周面旋转到相同的方向上，而机床对这类产品的加工是有精确位置要求的，不然会造成产品在加工过程中被破坏，而人为监控干预，又造成生产效率的降低，不能满足现代生产精确、高效的要求。目前现有的生产也用到一些定位机构，但是精准度和自动化程度均达不到生产需求。

车床加工一个这样的工件的，一般时间是28秒，一个机器人管两台车床，必须14秒内完成取料放料等工作，以前机器人把工件从出料点，抓取到定位机构上等待机构完成定位后，再将工件抓取到车床进行加工，这时前面已经放入工件的车床已经加工完成在等待机器人取料，车床没有满负荷运转，有五分之一等待时间，有闲置等待时间不利于自动化生产提高效率。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种新型高效的给机器人送料定位机构及定位方法，以解决上述背景技术中的问题。

本发明的技术方案是：

一种新型高效的给机器人送料定位机构，包括进料机构和定位机构，所述定位机构安装于主固定支架上，所述进料机构和定位机构均由PLC协调控制，其特征在于：所述进料机构和定位机构之间设有取料传送机构，所述取料传送机构包括带导轨无杆气缸、安装支架和推拉气缸，所述带导轨无杆气缸固定于安装支架的上部，所述安装支架固定于主固定支架上，所述推拉气缸固定于带导轨无杆气缸上，且带导轨无杆气缸控制推拉气缸左右滑动，所述推拉气缸的输出端朝下，且推拉气缸的下端连接有一个推块，所述推块连接一个抓取气爪，所述抓取气爪能握住工件的外圆壁，所述定位机构包括旋转伺服定位头、顶杆和两个对称设置的红外线感应器，所述旋转伺服定位头由伺服电机控制，所述伺服电机安装于一个伺服电机支架上，所述伺服电机支架安装于主固定支架上，所述红外线感应器均通过感应器支架安装于伺服电机支架两侧，所述旋转伺服定位头上固定连接一个固定气爪，所述固定气爪能固定工件的底部的凸出圆台外壁，所述带导轨无杆气缸的两端分别处于进料机构的出料端的上方和固定气爪的上方，所述两个红外线感应器分别设置于固定气爪的左右两侧且高于固定气爪，对应工件的位置，所述顶杆设于旋转伺服定位头的后方且由顶杆气缸驱动伸缩，所述顶杆外套有弹簧，所述顶杆的前端设有尖部，所述尖部受力时弹簧被压缩，所述尖部与工件的导油槽相匹配，且可以插入导油槽内，所述顶杆的后端上方设有一个光纤传感器。

作为优选的技术方案，一种新型高效的给机器人送料定位机构的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.进料机构将工件输送到出料端；

b.带导轨无杆气缸将推拉气缸移动到出料端的上方，推拉气缸推出抓取气爪，抓取气爪握住工件的外圆壁，推拉气缸缩回；

c.带导轨无杆气缸将推拉气缸移动到固定气爪的上方，推拉气缸推出抓取气爪，抓取气爪释放工件于固定气爪上，推拉气缸缩回，固定气爪抓住工件底部的凸出圆台；

d.红外线感应器感应到工件，传送信号给PLC，PLC控制顶杆气缸将顶杆推出，顶杆的尖部抵住工件的外圆壁，弹簧压缩且顶杆向后移，光纤传感器感应到顶杆的后端，传送信号给PLC，PLC控制伺服电机旋转，伺服电机旋转带动旋转伺服定位头旋转，旋转伺服定位头带动固定气爪旋转，固定气爪带动工件旋转；

e.工件旋转到一定位置,顶杆的尖部对应导油槽时，顶杆在弹簧反弹作用力下弹出，顶杆的尖部插入导油槽内，此时光纤传感器感应不到顶杆的后端，传送信号给PLC，PLC控制伺服电机停止旋转，顶杆气缸缩回，工件定位完成。

作为优选的技术方案，所述顶杆气缸安装于气缸固定座上，所述顶杆活动套装于滑座内，所述滑座内设有弹簧安装槽，所述滑座安装于滑块上，所述滑块下设有线轨且滑块可沿线轨来回滑动，所述气缸固定座与线轨均安装于一块底板上，所述底板通过一个角铁架固定于主固定支架上，所述顶杆气缸与滑座通过一个过度块相连接，所述过度块包括内凹面，所述弹簧安装槽与内凹面相连，所述顶杆的后端穿过弹簧安装槽并且贯穿内凹面，所述内凹面的上端面固定安装有一个光纤传感器固定块，所述光纤传感器固定块内设有镂空部，所述光纤传感器安装于镂空部内。

作为优选的技术方案，所述弹簧安装槽内设有弹簧固定座，所述顶杆穿过弹簧固定座，所述弹簧的一端套装于弹簧固定座外，弹簧的另一端与内凹面相抵。

作为优选的技术方案，所述主固定支架对应伺服电机支架的安装面上设有面铣槽，所述伺服电机支架的对应面上设有与面铣槽相配合的铣凸台，所述面铣槽长度大于铣凸台长度。

作为优选的技术方案，所述抓取气爪为三爪手指气缸，所述抓取气缸的中间设有顶块。

由于采用了上述技术方案，本发明所述的一种新型高效的给机器人送料定位机构及定位方法，在进料机构和定位机构之间设有取料传送机构，代替原有机器人抓取工件放置于定位机构上，从而提高整体出料定位效率；通过在旋转伺服定位头上设置固定气爪，使工件在旋转定位过程中固定更加牢固避免被甩出；通过设置红外线感应器避免旋转伺服定位头空转，影响生产效率；通过设置顶杆和光纤感应器相配合的定位方式，使物理定位和感应定位相结合，让定位更加精确稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1中A的放大图；

图3是本发明实施例中工件的结构示意图；

图4是本发明实施例中顶杆的安装结构示意图；

图5是本发明实施例的后视结构示意图；

图6是图5中B的放大图；

其中：1-进料机构；11-出料端；2-定位机构；21-旋转伺服定位头；22-红外线感应器；23-伺服电机；24-伺服电机支架；241-铣凸台；25-感应器支架；26-固定气爪；3-主固定支架；31-面铣槽；4-取料传送机构；41-带导轨无杆气缸；42-安装支架；43-推拉气缸；45-推块；46-抓取气爪；461-顶块；5-工件；51-外圆壁；52-凸出圆台；53-导油槽；6-顶杆；61-顶杆气缸；62-弹簧；63-尖部；64-气缸固定座；65-滑座；66-弹簧安装槽；661-弹簧固定座；67-滑块；68-线轨；69-底板；7-光纤传感器；71-光纤传感器固定块；72-镂空部；8-角铁架；9-过度块；91-内凹面；10-激光。

具体实施方式

实施例一：如图1～图6所示，本发明所述的一种新型高效的给机器人送料定位机构及定位方法，包括进料机构1和定位机构2，所述定位机构2安装于主固定支架3上，所述进料机构1和定位机构2均由PLC协调控制，其特征在于：所述进料机构1和定位机构2之间设有取料传送机构4，所述取料传送机构4包括带导轨无杆气缸41、安装支架42和推拉气缸43，所述带导轨无杆气缸41固定于安装支架42的上部，所述安装支架42固定于主固定支架3上，所述推拉气缸43固定于带导轨无杆气缸41上，且带导轨无杆气缸41控制推拉气缸43左右滑动，所述推拉气缸43的输出端朝下，且推拉气缸43的下端连接有一个推块45，所述推块45连接一个抓取气爪46，所述抓取气爪46能握住工件5的外圆壁51，所述定位机构2包括旋转伺服定位头21、顶杆6和两个对称设置的红外线感应器22，所述旋转伺服定位头21由伺服电机23控制，所述伺服电机23安装于一个伺服电机支架24上，所述伺服电机支架24安装于主固定支架3上，所述红外线感应器22均通过感应器支架25安装于伺服电机支架24两侧，所述旋转伺服定位头21上固定连接一个固定气爪26，所述固定气爪26能固定工件5的底部的凸出圆台51外壁，所述带导轨无杆气缸41的两端分别处于进料机构1的出料端11的上方和固定气爪26的上方，所述两个红外线感应器22分别设置于固定气爪26的左右两侧且高于固定气爪26，对应工件5的位置，所述顶杆6设于旋转伺服定位头21的后方且由顶杆气缸61驱动伸缩，所述顶杆6外套有弹簧62，所述顶杆6的前端设有尖部63，所述尖部63受力时弹簧62被压缩，所述尖部63与工件5的导油槽53相匹配，且可以插入导油槽53内，所述顶杆6的后端上方设有一个光纤传感器7。

一种新型高效的给机器人送料定位机构的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.进料机构1将工件5输送到出料端11；

b.带导轨无杆气缸41将推拉气缸43移动到出料端11的上方，推拉气缸43推出抓取气爪46，抓取气爪46握住工件5的外圆壁51，推拉气缸43缩回；

c.带导轨无杆气缸41将推拉气缸43移动到固定气爪26的上方，推拉气缸43推出抓取气爪46，抓取气爪46释放工件5于固定气爪26上，推拉气缸43缩回，固定气爪抓26住工件5底部的凸出圆台52；

d.红外线感应器22感应到工件5，传送信号给PLC，PLC控制顶杆气缸61将顶杆6推出，顶杆6的尖部63抵住工件5的外圆壁51，弹簧62压缩且顶杆6向后移，光纤传感器感7应到顶杆6的后端，传送信号给PLC，PLC控制伺服电机23旋转，伺服电机23旋转带动旋转伺服定位头21旋转，旋转伺服定位头21带动固定气爪26旋转，固定气爪26带动工件5旋转；

e.工件5旋转到一定位置,顶杆6的尖部63对应导油槽53时，顶杆6在弹簧62反弹作用力下弹出，顶杆6的尖部63插入导油槽53内，光纤传感器7感应不到顶杆6的后端，传送信号给PLC，PLC控制伺服电机23停止旋转，顶杆气缸61缩回，工件5定位完成。光纤传感器7发出红色的可见激光10，并检测返回的激光10进光量即反光量，激光10没照射到顶杆6的后端时反光量为一个值，激光10照射到顶杆6的后端时反光量减少为另一个值，通过反光量的变化，发信号给PLC控制顶杆气缸61和伺服电机23运行或停止，检测误差小精度高。

所述顶杆气缸61安装于气缸固定座64上，所述顶杆6活动套装于滑座65内，所述滑座65内设有弹簧安装槽66，所述滑座65安装于滑块67上，所述滑块67下设有线轨68且滑块67可沿线轨68来回滑动，所述气缸固定座64与线轨68均安装于一块底板69上，所述底板69通过一个角铁架8固定于主固定支架3上，所述顶杆气缸61与滑座65通过一个过度块9相连接，所述过度块9包括内凹面91，所述弹簧安装槽66与内凹面91相连，所述顶杆6的后端穿过弹簧安装槽66并且贯穿内凹面91，所述内凹面91的上端面固定安装有一个光纤传感器固定块71，所述光纤传感器固定块71内设有镂空部72，所述光纤传感器7安装于镂空部72内。设置滑座65和滑块67，使顶杆6安装更加稳定，定位更加精确，滑块67在线轨68上前后滑动更加顺畅，气缸固定座64与线轨68通过底板69固定于角铁架8上，方便调整水平安装位置，再通过角铁架8安装于主固定支架3上，方便调整垂直位置，使整个机构定位更加准确温度。

所述弹簧安装槽66内设有弹簧固定座661，所述顶杆6穿过弹簧固定座661，所述弹簧62的一端套装于弹簧固定座661外，弹簧6的另一端与内凹面91相抵。弹簧6套装于弹簧固定座661外，安装更加牢固，避免弹簧6窜动。

所述主固定支架3对应伺服电机支架24的安装面上设有面铣槽31，所述伺服电机支架24的对应面上设有与面铣槽31相配合的铣凸台241，所述面铣槽31长度大于铣凸台241长度。面铣槽31和铣凸台241相配合的设计，安装更加方便牢固，且方便微调安装高度。

所述抓取气爪46为三爪手指气缸，所述抓取气缸46的中间设有顶块461。顶块461的高度正好设计成抵住工件5的加工面，使三爪手指气缸抓取或释放工件5更加稳定，避免工件5滑出。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种新型高效的给机器人送料定位机构，包括进料机构(1)和定位机构(2)，所述定位机构(2)安装于主固定支架(3)上，所述进料机构(1)和定位机构(2)均由PLC协调控制，其特征在于：所述进料机构(1)和定位机构(2)之间设有取料传送机构(4)，所述取料传送机构(4)包括带导轨无杆气缸(41)、安装支架(42)和推拉气缸(43)，所述带导轨无杆气缸(41)固定于安装支架(42)的上部，所述安装支架(42)固定于主固定支架(3)上，所述推拉气缸(43)固定于带导轨无杆气缸(41)上，且带导轨无杆气缸(41)控制推拉气缸(43)左右滑动，所述推拉气缸(43)的输出端朝下，且推拉气缸(43)的下端连接有一个推块(45)，所述推块(45)连接一个抓取气爪(46)，所述抓取气爪(46)能握住工件(5)的外圆壁(51)，所述定位机构(2)包括旋转伺服定位头(21)、顶杆(6)和两个对称设置的红外线感应器(22)，所述旋转伺服定位头(21)由伺服电机(23)控制，所述伺服电机(23)安装于一个伺服电机支架(24)上，所述伺服电机支架(24)安装于主固定支架(3)上，所述红外线感应器(22)均通过感应器支架(25)安装于伺服电机支架(24)两侧，所述旋转伺服定位头(21)上固定连接一个固定气爪(26)，所述固定气爪(26)能固定工件(5)的底部的凸出圆台(51)外壁，所述带导轨无杆气缸(41)的两端分别处于进料机构(1)的出料端(11)的上方和固定气爪(26)的上方，所述两个红外线感应器(22)分别设置于固定气爪(26)的左右两侧且高于固定气爪(26)，对应工件(5)的位置，所述顶杆(6)设于旋转伺服定位头()21的后方且由顶杆气缸(61)驱动伸缩，所述顶杆(6)外套有弹簧(62)，所述顶杆(6)的前端设有尖部(63)，所述尖部(63)受力时弹簧(62)被压缩，所述尖部(63)与工件(5)的导油槽(53)相匹配，且可以插入导油槽(53)内，所述顶杆(6)的后端上方设有一个光纤传感器(7)。

2.如权利要求1所述的一种新型高效的给机器人送料定位机构的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.进料机构(1)将工件(5)输送到出料端(11)；

b.带导轨无杆气缸(41)将推拉气缸(43)移动到出料端(11)的上方，推拉气缸(43)推出抓取气爪(46)，抓取气爪(46)握住工件(5)的外圆壁(51)，推拉气缸(43)缩回；

c.带导轨无杆气缸(41)将推拉气缸(43)移动到固定气爪(26)的上方，推拉气缸(43)推出抓取气爪(46)，抓取气爪(46)释放工件(5)于固定气爪(26)上，推拉气缸(43)缩回，固定气爪抓(26)住工件(5)底部的凸出圆台(52)；

d.红外线感应器(22)感应到工件(5)，传送信号给PLC，PLC控制顶杆气缸(61)将顶杆(6)推出，顶杆(6)的尖部(63)抵住工件(5)的外圆壁(51)，弹簧()62压缩且顶杆(6)向后移，光纤传感器感(7)应到顶杆(6)的后端，传送信号给PLC，PLC控制伺服电机(23)旋转，伺服电机(23)旋转带动旋转伺服定位头(21)旋转，旋转伺服定位头(21)带动固定气爪(26)旋转，固定气爪(26)带动工件(5)旋转；

e.工件(5)旋转到一定位置,顶杆(6)的尖部(63)对应导油槽(53)时，顶杆(6)在弹簧(62)反弹作用力下弹出，顶杆(6)的尖部(63)插入导油槽(53)内，光纤传感器(7)感应不到顶杆(6)的后端，传送信号给PLC，PLC控制伺服电机(23)停止旋转，顶杆气缸(61)缩回，工件(5)定位完成。

3.如权利要求1所述的一种新型高效的给机器人送料定位机构，其特征在于：所述顶杆气缸(61)安装于气缸固定座(64)上，所述顶杆(6)活动套装于滑座(65)内，所述滑座(65)内设有弹簧安装槽(66)，所述滑座(65)安装于滑块(67)上，所述滑块(67)下设有线轨(68)且滑块(67)可沿线轨(68)来回滑动，所述气缸固定座(64)与线轨(68)均安装于一块底板(69)上，所述底板(69)通过一个角铁架(8)固定于主固定支架(3)上，所述顶杆气缸(61)与滑座(65)通过一个过度块(9)相连接，所述过度块(9)包括内凹面(91)，所述弹簧安装槽(66)与内凹面(91)相连，所述顶杆(6)的后端穿过弹簧安装槽(66)并且贯穿内凹面(91)，所述内凹面(91)的上端面固定安装有一个光纤传感器固定块(71)，所述光纤传感器固定块(71)内设有镂空部(72)，所述光纤传感器(7)安装于镂空部(72)内。

4.如权利要求3所述的一种新型高效的给机器人送料定位机构，其特征在于：所述弹簧安装槽(66)内设有弹簧固定座(661)，所述顶杆(6)穿过弹簧固定座(661)，所述弹簧(62)的一端套装于弹簧固定座(661)外，弹簧(6)的另一端与内凹面(91)相抵。

5.如权利要求1所述的一种新型高效的给机器人送料定位机构，其特征在于：所述主固定支架(3)对应伺服电机支架(24)的安装面上设有面铣槽(31)，所述伺服电机支架(24)的对应面上设有与面铣槽(31)相配合的铣凸台(241)，所述面铣槽31长度大于铣凸台(241)长度。

6.如权利要求1所述的一种新型高效的给机器人送料定位机构，其特征在于：所述抓取气爪(46)为三爪手指气缸，所述抓取气缸(46)的中间设有顶块(461)。