CN107777335A - 在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其步骤如下：1）、通过输送单元将上料工位中的挂件平移至靠近机器人的上挂工位；2）、通过矫正机构对上料工位中挂件进行位置矫正，以使得挂件的挂扣部正对挂板设置；3）、通过对移动的挂板进行监控，当满足上挂条件时，机器人快速将挂件钩取并与挂板的同步移动中将挂件上挂至挂板中；当不满足上挂条件时，机器人停止勾取动作或将已经勾取的挂件远离挂板进入等待状态，然后准备下次上挂动作。本发明能够自动供应挂件和调整挂件的位置及角度，然后由机器人提取挂件，并且在与挂板同步的移动下，实现挂扣对接，从而大大提高上挂的稳定性和准确度。

Description

在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法

技术领域

本发明属于挂件上挂的设备领域，具体涉及一种在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法。

背景技术

众所周知，挂件的上挂是指：将挂件自挂扣部上挂至挂板的挂扣孔里。而挂板在流水式作业移动时，若采用人工上挂，其存在以下缺陷：

1）、无法完成精确的上挂，且在挂板移动过程中，容易造成挂件的移动或偏转，进而造成脱扣现象；

2）、一旦挂件体积较大或自重较重时，这样人工根本不可将挂件提起，且能够挂上挂板。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其能够自动供应挂件和调整挂件的位置及角度，然后由机器人提取挂件，并且在与挂板同步的移动下，实现挂扣对接，从而大大提高上挂的稳定性和准确度。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其采用的上挂设备包括挂件自动供应系统，其包括供料工位、输送单元、自上料工位将挂件转运至输送单元的转运单元、及上挂工位，其中输送单元将挂件输送至上挂工位；

机器人，其包括器本体、以及设置在器本体的手臂上的上挂治具，其中上挂治具与挂件相匹配，当上挂时，手臂移动，并由上挂治具将挂件自上挂工位取出向挂板移动；

自动矫正系统，其位于上挂工位的一侧，且包括能够调整挂件的挂扣部正对挂板的挂扣孔的矫正机构；

控制系统，其包括与器本体相连通的处理器、以及用于监控挂板移动位置的监控单元，其中由监控单元向处理器反馈信息，该处理器根据信息向机器人下达运行、等待、上挂或复位的指令

该方法包括如下步骤：

1）、通过输送单元将上料工位中的挂件平移至靠近机器人的上挂工位；

2）、通过矫正机构对上料工位中挂件进行位置矫正，以使得挂件的挂扣部正对挂板设置；

3）、通过对移动的挂板进行监控，当满足上挂条件时，机器人快速将挂件钩取并与挂板的同步移动中将挂件上挂至挂板中；当不满足上挂条件时，机器人停止勾取动作或将已经勾取的挂件远离挂板进入等待状态，然后准备下次上挂动作。

优选地，供料工位包括料架、用于驱动位于料架的上的挂件水平进入输送单元的入料模组。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，入料模组包括模组底座、位于模组底座上的模组本体、沿着水平方向活动的设置在模组本体上的入料组件、以及设有在入料组件上且能够与挂件相匹配的取料组件，其中由取料组件与挂件的匹配，并在入料组件移动下，将挂件平移至输送单元。

优选地，取料组件包括取料勾手、用于驱动取料勾手相对运动的直筒型气缸，当相对应的筒型气缸伸缩时，两个取料勾手相对靠近或远离，从而实现挂件的夹取或松懈。

入料组件包括与模组本体滑动连接的滑块、一端部设置在滑块上且沿着模组本体长度方向延伸的入料杆件，取料组件设置在入料杆件的另一端部。

具体的，在模组本体内设有同步带轮传动机构，其中滑块与同步带对接，通过同步带的正向和反向转动，实现入料杆件沿着自身长度方向来回移动的入料或复位。

进一步的，在料架上设有用于将挂件传送至输送单元的输送辊，当挂件移动时，挂件的上部与取料组件匹配、底部能够滑动设置在输送辊上。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，在上挂治具上设有第一光电传感器，当上挂治具与挂件匹配时，第一光电传感器工作，其具有第一状态和第二状态，当处于第一状态时，挂件没有脱离上挂治具，第一光电传感器将信息反馈至处理器，由处理器向机器人下达远离挂板方向移动并等待下一个挂板进入所述监控单元的监控区，然后再次准备上挂；当处于第二状态时，挂件已经脱离上挂治具，挂件已经完成上挂，第一光电传感器将信息反馈至处理器，处理器向机器人下达复位的指令。换言之，第一光电传感器主要是用于感应挂件是否处于机器人的上挂治具上。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，矫正机构包括定位架、设置在定位架上且能够感应挂件是否抵达上挂工位的第二光电传感器、与挂板平行设置的矫正板、用于驱动矫正板向位于上挂工位中的挂件平移的驱动件，其中在驱动件的定量驱动下，矫正板接触挂件使得挂件的位置和角度适当调整，以便于与上挂治具的匹配对接。

优选地，驱动件包括气缸、滚珠滑块、及导轨，其中气缸与导轨分别位于矫正板相对两侧，且两者同步运动实现矫正板的平移。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，监控单元包括形成有监控区的智能相机和第三光电传感器，挂板进入监控区时，第三光电传感器将信息反馈至智能相机，该智能相机启动并拍照以监控挂板移动信息，同时还能够判定出是否满足上挂条件，当该信息满足上挂条件时，机器人与挂板同步运动，并将挂件上挂至挂板上。

此外，输送单元包括用于承载挂件且能够形成供挂件平移的辊道、以及位于辊道的上方且沿着挂件移动方向设置的导向机构。

优选地，导向机构包括支架、位于支架上且与挂板移动方向平行的两条导轨，其中两条导轨之间形成供挂件上部水平通过的通道。在辊道和通道的配合下，使得挂件处于上挂工位的位置非常接近上料状态时候的位置，从而确保上挂后的稳定性。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明能够自动供应挂件和调整挂件的位置及角度，然后由机器人提取挂件，并且在与挂板同步的移动下，实现挂扣对接，从而大大提高上挂的稳定性和准确度。

附图说明

图1为本发明的自动上挂系统的结构示意图；

图2为图1中入料模组的结构示意图；

图3为图2中A处仰视放大示意图；

图4为图1中上挂系统的局部结构示意图；

图5为图4中矫正机构和监控单元的结构放大示意图；

图6为图5中矫正机构的结构放大示意图；

其中：

1、挂件自动供应系统；10、供料工位；100、料架；101、入料模组；a、模组底座；b、模组本体；b1、滑轨；b2、支撑件；c、入料组件；c1、滑块；c10、滑动件；c11、连接件；c2、入料杆件；d、取料组件；d1、取料勾手；d2、直筒型气缸；d3、导向轨道；e、同步带轮传动机构；e1、同步带；e2、主动轮；e3、从动轮；e4、马达；e5、减速器；f、型槽光电；f1、发射器；f2、接收器；102、输送辊；11、输送单元；110、辊道；111、导向机构；1a、支架；1b、导轨；1c、通道；12、转送单元；120、移送通道；121、缓存输送辊道；122、出料模组；13、上挂工位；130、定位模组；

2、机器人；20、器本体；21、上挂治具；g1、第一光电传感器；

3、自动矫正系统；30、矫正机构；300、定位架；301、矫正板；302、驱动件；302a、气缸；302b、滚珠滑块；302c、导轨；g2、第二光电传感器；g4、第四光电传感器；

4、控制系统；40、处理器；41、监控单元；410、智能相机；g3、第三光电传感器；

5、挂件；50、挂箱；51、挂架；52、挂杆；53、挂耳；530、前置挂耳；531后置挂耳；

6、挂板；60、挂扣孔；

7、流水式挂道。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。

参见图1至图6所示，本实施例提供的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其包括挂件自动供应系统1、机器人2、自动矫正系统3、及控制系统4，其中控制系统4包括与机器人2相连通的处理器40、以及用于监控挂板移动位置的监控单元41，其中由监控单元41向处理器40反馈信息，该处理器40根据信息向机器人2下达运行、等待、上挂或复位的指令。

具体的，挂件5包括位于下部的挂箱50、设置在挂箱50上的挂架51、设置在挂架51中部的挂杆52、以及位于挂杆52顶部的挂耳53，其中挂耳53具有前置挂耳530和后置挂耳531两部组成。

挂板6其能够随着流水式挂道7移动的设置在挂架8上的。本实施例就是通过机器人自后置挂耳531将挂件5取出，并与挂板6的同步运动中，将挂件5自前置挂耳530挂入挂板6的挂扣孔60中。

实现自动上挂的结构具体如下：

挂件自动供应系统1，其包括供料工位10、输送单元11、自上料工位10将挂件转运至输送单元11的转运单元12、及上挂工位13，其中输送单元11将挂件5输送至上挂工位13。

具体的，供料工位10包括料架100、用于驱动位于料架100的上的挂件5水平进入输送单元11的入料模组101。

入料模组101包括模组底座a、位于模组底座a上的模组本体b、沿着水平方向活动的设置在模组本体b上的入料组件c、以及设有在入料组件c上且能够与挂件5相匹配的取料组件d，其中由取料组件d与挂件5的匹配，并在入料组件c移动下，将挂件5平移至输送单元11。

取料组件d包括取料勾手d1、用于驱动取料勾手d1相对运动的直筒型气缸d2、以及导向轨道d3，当相对应的筒型气缸d2伸缩时，两个取料勾手d1沿着导向轨道d3相对靠近或远离，从而实现挂件5的夹取或松懈。

入料组件c包括与模组本体b滑动连接的滑块c1、一端部设置在滑块c1上且沿着模组本体b长度方向延伸的入料杆件c2，取料组件d设置在入料杆件c2的另一端部。

具体的，在模组本体b内设有同步带轮传动机构e，其中滑块c1与同步带对接，通过同步带的正向和反向转动，实现入料杆件c2沿着自身长度方向来回移动的入料或复位，其中同步带轮传动机构e包括同步带e1、驱动轮e2、从动轮e3、用于带动驱动轮e2转动的马达e4、以及设置在马达e4与驱动轮e2之间的减速器e5。

模组本体b上设有沿着模组本体b长度方向延伸的滑轨b1、用于支撑入料杆件c2的支撑件b2，其中支撑件b2对入料杆件c2具有限位作用，从而使得入料杆件c2的水平移动的更加稳定。

至于滑轨b1的设置，主要是便于滑块c1的滑动，同时摩擦力也很小，减少入料时的噪音。

具体的，在滑块c1上设有能够与滑轨b1相匹配的滑动件c10、用于将滑动件c10与同步带轮传动机构e对接的连接件c11。

本例中，滑轨b1有两条且位于两侧，连接件c11将两侧的滑动件c10与同步带轮传动机构e的同步带e1相连接。

在料架100上设有用于将挂件5传送至输送单元11的输送辊102，当挂件5移动时，挂件5的上部与取料组件d匹配、底部能够滑动设置在输送辊102上。

同时，在本申请中，通过在模组本体b设有型槽光电f，其用于监测滑块c1的移动行程，从而准确的控制入料杆件c2的移动范围，进而确保挂件5的上料位置。

具体的，型槽光电f包括位于靠近主动轮e2端部的发射器f1、位于滑块c1上且正对发射器f1设置的接收器f2。其主要是通过设定的接收器f2移动距离来控制上料。

本例中，供料工位10至少有两组，且入料模组有两组且能够同时将料架100上的两个挂件5拉入输送单元11，以达到快速补料的需求。

输送单元11包括用于承载挂件且能够形成供挂件平移的辊道110、以及位于辊道110的上方且沿着挂件5移动方向设置的导向机构111。

导向机构111包括支架1a、位于支架1a上且与挂板6移动方向平行的两条导轨1b，其中两条导轨1b之间形成供挂件5上部水平通过的通道1c。在辊道110和通道1c的配合下，使得挂件5处于上挂工位13的位置非常接近上料状态时候的位置，从而确保上挂后的稳定性。

转运单元12包括与通道1c向对接的移送通道120、位于移送通道下方的与辊道对接的缓存输送辊道121、以及位于缓存输送辊道121的末端用于将挂件5推送至辊道110上的出料模组122。

具体的，出料模组122的结构与入料模组101的结构完全相同。

缓存输送辊道121与辊道110垂直设置；移送通道120与通道1c垂直连通。

上挂工位13，其位于辊道110的末端，且具有定位模组130，当挂件5的挂箱50移动至该区域时，其右侧部抵靠在定位模组130，以限制挂件5的横向移动。

机器人2，申请人直接外购的，其结构和原理处于常规手段。但是在本申请中，其包括器本体20、以及设置在器本体20的手臂上的上挂治具21，其中上挂治具21与挂件5相匹配，当上挂时，手臂移动，并由上挂治具21将挂件5自上挂工位13取出向挂板6移动。

具体的，上挂治具21就是与后置挂耳531相配合的挂钩。

同时，本例中，在挂钩上设有的第一光电传感器g1，当上挂治具21与挂件5匹配时，第一光电传感器g1工作，其具有第一状态和第二状态，当处于第一状态时，挂件5没有脱离上挂治具21，第一光电传感器g1将信息反馈至处理器40，由处理器40向机器人2下达远离挂板6方向移动并等待下一个挂板6进入监控单元41的监控区，然后再次准备上挂；当处于第二状态时，挂件5已经脱离上挂治具21，挂件5已经完成上挂，第一光电传感器g1将信息反馈至处理器40，处理器40向机器人2下达复位的指令。

换言之，第一光电传感器g1主要是用于感应挂件5是否处于机器人2的上挂治具21上。

自动矫正系统3，其位于上挂工位13的一侧，且包括能够调整挂件5的挂扣部正对挂板6的挂扣孔的矫正机构30。

矫正机构30包括定位架300、设置在定位架300上且能够感应挂件5是否抵达上挂工位13的第二光电传感器g2、与挂板6平行设置的矫正板301、用于驱动矫正板301向位于上挂工位13中的挂件5平移的驱动件302，其中在驱动件302的定量驱动下，矫正板301接触挂件5使得挂件5的位置和角度适当调整，以便于与上挂治具21的匹配对接。

驱动件302包括气缸302a、滚珠滑块302b、及导轨302c，其中气缸302a与导轨302c分别位于矫正板301相对两侧，且两者同步运动实现矫正板301的平移。

上述的监控单元41包括形成有监控区的智能相机410和第三光电传感器g3，挂板6进入监控区时，第三光电传感器g3将信息反馈至智能相机410，该智能相机410启动并拍照以监控挂板移动信息，同时还能够判定出是否满足上挂条件，当该信息满足上挂条件时，机器人2与挂板6同步运动，并将挂件5上挂至挂板6上。

具体的，挂板进入监控区后，智能相机用来检测挂板姿态。

当第三光电传感器感应到挂板经过当前位置时，触发智能相机拍照和机器人同步跟踪信号→智能相机判断挂板姿态是否在允许范围→在允许范围发出允许上挂信号及平移量给机器人，不在允许范围不发信号→机器人接允许上挂信号做与流水式挂道同步允许及上挂动作→上挂动作完成后机器人移动到指定位置→上挂治具上的光电开关检测挂件是否已经上挂→检测上挂完成机器人进入下一个循环，检测上挂不成功机器人移动到指定位置等待处理。

此外，本例中，在定位架300上还设有第四光电传感器g4，如图6所示，气缸302a可将矫正板301推向挂件5，用来矫正挂件5挂姿（前后方向的移动和偏转角度微调），第二光电传感器g2设置在矫正板301上，其用来检测挂件5的到料，第四光电传感器g4用来检测挂件5是否挂起超过规定高度，同时，整个机构为单轴运动，运动副组成为滚珠滑块和导轨。

综上所述，本实施上挂过程如下：

1）、通过输送单元将上料工位中的挂件平移至靠近机器人的上挂工位；

2）、通过矫正机构对上料工位中挂件进行位置矫正，以使得挂件的挂扣部正对挂板设置；

3）、通过对移动的挂板进行监控，当满足上挂条件时，机器人快速将挂件钩取并与挂板的同步移动中将挂件上挂至挂板中；当不满足上挂条件时，机器人停止勾取动作或将已经勾取的挂件远离挂板进入等待状态，然后准备下次上挂动作。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，该方法所采用的上挂设备包括挂件自动供应系统，其包括供料工位、输送单元、自所述上料工位将挂件转运至所述输送单元的转运单元、及上挂工位，其中所述输送单元将挂件输送至所述上挂工位；

机器人，其包括器本体、以及设置在所述器本体的手臂上的上挂治具，其中所述上挂治具与所述挂件相匹配，当上挂时，手臂移动，并由所述上挂治具将所述挂件自所述上挂工位取出向所述挂板移动；

自动矫正系统，其位于所述上挂工位的一侧，且包括能够调整所述挂件的挂扣部正对所述挂板的挂扣孔的矫正机构；

控制系统，其包括与所述器本体相连通的处理器、以及用于监控所述挂板移动位置的监控单元，其中由所述的监控单元向所述处理器反馈信息，所述的处理器根据信息向所述机器人下达运行、等待、上挂或复位的指令，

该方法包括如下步骤：

1）、通过输送单元将上料工位中的挂件平移至靠近机器人的上挂工位；

2）、通过矫正机构对上料工位中挂件进行位置矫正，以使得挂件的挂扣部正对挂板设置；

3）、通过对移动的挂板进行监控，当满足上挂条件时，机器人快速将挂件钩取并与挂板的同步移动中将挂件上挂至挂板中；当不满足上挂条件时，机器人停止勾取动作或将已经勾取的挂件远离挂板进入等待状态，然后准备下次上挂动作。

2.根据权利要求1所述的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其特征在于：在所述的上挂治具上设有第一光电传感器，当所述的上挂治具与所述挂件匹配时，所述第一光电传感器工作，其具有第一状态和第二状态，当处于第一状态时，所述挂件没有脱离所述上挂治具，第一光电传感器将信息反馈至所述处理器，由所述的处理器向所述机器人下达远离所述挂板方向移动并等待下一个所述挂板进入所述监控单元的监控区，然后再次准备上挂；当处于第二状态时，所述挂件已经脱离所述上挂治具，挂件已经完成上挂，第一光电传感器将信息反馈至所述处理器，所述的处理器向所述机器人下达复位的指令。

3.根据权利要求1所述的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其特征在于：所述自动矫正系统包括定位架、设置在所述定位架上且能够感应所述挂件是否抵达所述上挂工位的第二光电传感器、与所述挂板平行设置的矫正板、用于驱动所述矫正板向位于所述上挂工位中的所述挂件平移的驱动件，其中在所述的驱动件的定量驱动下，所述矫正板接触所述挂件使得所述挂件的位置和角度适当调整，以便于与所述上挂治具的匹配对接。

4.根据权利要求3所述的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其特征在于：所述的驱动件包括气缸、滚珠滑块、及导轨，其中所述气缸与所述导轨分别位于所述矫正板相对两侧，且两者同步运动实现所述矫正板的平移。

5.根据权利要求1所述的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其特征在于：所述的监控单元包括形成有监控区的智能相机和第三光电传感器，所述的挂板进入所述监控区时，所述的第三光电传感器将信息反馈至所述的智能相机，该智能相机启动并拍照以监控所述挂板移动信息，同时还能够判定出是否满足上挂条件，当该信息满足上挂条件时，机器人与所述挂板同步运动，并将挂件上挂至所述的挂板上。

6.根据权利要求1所述的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其特征在于：所述输送单元包括用于承载挂件且能够形成供所述挂件平移的辊道、以及位于所述辊道的上方且沿着挂件移动方向设置的导向机构。

7.根据权利要求6所述的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其特征在于：所述的导向机构包括支架、位于所述支架上且与所述挂板移动方向平行的两条导轨，其中两条导轨之间形成供所述挂件上部水平通过的通道。

8.根据权利要求1所述的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其特征在于：所述的供料工位包括料架、设置在所述料架上用于承载所述挂件的输送辊、用于驱动位于所述料架的上的挂件水平进入所述转运单元的入料模组。

9.根据权利要求8所述的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其特征在于：所述的入料模组包括模组底座、位于所述模组底座上的模组本体、沿着水平方向活动的设置在所述的模组本体上的入料组件、以及设有在所述的入料组件上且能够与所述挂件相匹配的取料组件，其中由所述的取料组件与所述挂件的匹配，并在所述入料组件移动下，将所述挂件平移至所述的转运单元。

10.根据权利要求1所述的在流水式挂板移动中使用机器人自动上挂的方法，其特征在于：所述的转运单元包括用于将所述上料工位与所述输送单元对接的输送辊组件、位于所述输送辊组件的末端用于将所述输送辊组件上的挂件向所述输送单元推送的出料模组。