CN109625957A - 一种利用3d视觉及机器人抓手的上料机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，中转装置位于物料框与清洗机之间，视觉装置沿安装支架滑动并拍摄物料图像，机器人接收图像后控制第一抓手抓取第一物料及第二物料并放置于中转装置上，第二抓手抓取第二物料及第三物料，并将第二物料放置于固定托盘上，第三物料放置于清洗机，传感器感应固定托盘及滚轮上是否有物料，推送结构将滚轮上物料推送至清洗机，拨动结构将固定托盘上物料拨动至滚轮，通过上述设计可以对放置方式为多层叠放并排列不整齐的不同形状的工件进行快速上料，提高产线节拍，减少人员配置，最重要的是后期更替工件后产线无需大幅改动，从经济及可持续发展的方面上大幅优于原有技术。
Description
技术领域
本发明涉及自动化生产设备，尤其是涉及一种利用3D视觉及机器人抓手的上料机构。
背景技术
自动生产线在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动生产线不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
在自动生产线中，通常需要上料机构，但压缩机上下盖上料方式是人工上料或输送线上料。但现有技术存在工件摆放方式要求较高，且操作步骤繁琐使用结构复杂，后期更替工件后产线需重新设计等缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种对工件摆放要求不高、操作简单、使用方便的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，包括物料框、安装支架及清洗机，所述物料框中放置第一物料、第二物料及第三物料，所述利用3D视觉及机器人抓手的上料机构还包括两机器人、第一抓手、第二抓手、视觉装置及中转装置，所述第一抓手及第二抓手分别固定于两所述机器人，所述视觉装置滑动安装于所述安装支架，所述中转装置位于所述物料框与所述清洗机之间，所述中转装置包括传感器、滚轮、推送结构、拨动结构及固定托盘，所述视觉装置沿所述安装支架滑动并拍摄物料图像，所述机器人接收图像后控制所述第一抓手抓取所述第一物料及所述第二物料并放置于所述中转装置上，所述第二抓手抓取所述第二物料及所述第三物料，并将所述第二物料放置于所述固定托盘上，所述第三物料放置于所述清洗机，所述传感器感应所述固定托盘及所述滚轮上是否有物料，所述推送结构将所述滚轮上物料推送至所述清洗机，所述拨动结构将所述固定托盘上物料拨动至所述滚轮。
进一步地，所述第一抓手包括气缸安装第一支座、两第一气缸、第一气爪结构及第一真空吸盘结构，所述气缸安装第一支座固定于所述机器人，两所述第一气缸安装于所述气缸安装第一支座，所述第一气爪结构及所述第一真空吸盘结构分别安装于两所述第一气缸。
进一步地，所述第一物料为机脚，所述第二物料为下盖，所述第三物料为上盖。
进一步地，所述第一气爪结构抓取所述机脚，所述第一真空吸盘结构抓取所述下盖。
进一步地，所述第二抓手包括气缸安装第二支座、两第二气缸、第二气爪结构及第二真空吸盘结构，所述气缸安装第二支座固定于所述机器人，两所述第二气缸安装于所述气缸安装第二支座，所述第二气爪结构及所述第二真空吸盘结构分别安装于两所述第二气缸。
进一步地，所述第二气爪结构抓取所述下盖，所述第二真空吸盘结构抓取所述上盖。
进一步地，所述利用3D视觉及机器人抓手的上料机构还包括限位导杆，所述物料框位于所述限位导杆中以固定所述物料框的放置位置。
进一步地，所述中转装置还包括台架，所述滚轮转动安装于所述台架，所述固定托盘固定于所述台架。
进一步地，所述推送结构包括第三气缸、第一导轨、第一安装板、第一连接座及拨动板，所述第三气缸及第一导轨固定安装于所述台架，所述第一安装板与第三气缸固定连接，所述第一连接座固定安装于所述第一安装板，所述拨动板固定于所述第一连接座。
进一步地，所述拨动结构包括第四气缸、第二导轨、第二安装板、第二连接座以及拨动杆，所述第四气缸及所述第二导轨固定安装于所述台架，所述第二安装板固定于第四气缸，所述第二连接座固定于所述第二安装板，所述拨动杆固定于所述第二连接座。
相比现有技术，本发明利用3D视觉及机器人抓手的上料机构还包括两机器人、第一抓手、第二抓手、视觉装置及中转装置，第一抓手及第二抓手分别固定于两机器人，视觉装置滑动安装于安装支架，中转装置位于物料框与清洗机之间，中转装置包括传感器、滚轮、推送结构、拨动结构及固定托盘，视觉装置沿安装支架滑动并拍摄物料图像，机器人接收图像后控制第一抓手抓取第一物料及第二物料并放置于中转装置上，第二抓手抓取第二物料及第三物料，并将第二物料放置于固定托盘上，第三物料放置于清洗机，传感器感应固定托盘及滚轮上是否有物料，推送结构将滚轮上物料推送至清洗机，拨动结构将固定托盘上物料拨动至滚轮，可以对放置方式为多层叠放并排列不整齐的不同形状的工件进行快速上料，提高产线节拍，减少人员配置，最重要的是后期更替工件后产线无需大幅改动，从经济及可持续发展的方面上大幅优于原有技术。
附图说明
图1为本发明利用3D视觉及机器人抓手的上料机构的立体图；
图2为图1的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构的第一抓手的立体图；
图3为图1的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构的第二抓手的立体图；
图4为图1的利用3D视觉及机器人抓手的中转装置的立体图。
图中：1、机器人；2、第一抓手；21、气缸安装第一支座；22、第一气缸；23、第一气爪结构；24、第一真空吸盘结构；3、第二抓手；31、气缸安装第二支座；32、第二气缸；33、第二气爪结构；34、第二真空吸盘结构；4、视觉装置；5、安装支架；6、物料框；7、中转装置；71、台架；72、传感器；73、滚轮；74、推送结构；740、第三气缸；741、第一导轨；742、第一安装板；743、第一连接座；744、拨动板；75、拨动结构；751、第四气缸；752、第二导轨；753、第二安装板；754、第二连接座；755、拨动杆；76、固定托盘；8、清洗机；9、限位导杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图4，本发明一种利用3D视觉及机器人抓手的上料机构包括两机器人1、第一抓手2、第二抓手3、两视觉装置4、两安装支架5、若干物料框6、中转装置7、清洗机8及若干限位导杆9。
第一抓手2包括气缸安装第一支座21、两第一气缸22、第一气爪结构23及第一真空吸盘结构24，气缸安装第一支座21固定于机器人1，两第一气缸22安装于气缸安装第一支座21，第一气爪结构23及第一真空吸盘结构24分别安装于两第一气缸22。
第二抓手3包括气缸安装第二支座31、两第二气缸32、第二气爪结构33及第二真空吸盘结构34，气缸安装第二支座31固定于机器人1，两第二气缸32安装于气缸安装第二支座31，第二气爪结构33及第二真空吸盘结构34分别安装于两第二气缸32。
两视觉装置4分别滑动安装于两安装支架5。
若干物料框6用于放置第一物料、第二物料及第三物料，在本实施例中，第一物料为机脚，第二物料为下盖，第三物料为上盖。若干物料框6位于若干限位导杆9之间，若干限位导杆9限定物料框6的放置位置。若干物料框6位于两安装支架5下方。
中转装置7包括台架71、传感器72、滚轮73、推送结构74、拨动结构75及固定托盘76。传感器72及固定托盘76固定于台架71。滚轮73转动安装于台架71。固定托盘76位于滚轮73一侧。
推送结构74包括第三气缸740、第一导轨741、第一安装板742、第一连接座743及拨动板744，第三气缸740及第一导轨741固定安装于台架71，第一安装板742与第三气缸740固定连接，第一连接座743固定安装于第一安装板742，拨动板744固定于第一连接座743。此时拨动板744与滚轮73的延伸方向平行并位于滚轮73一侧。拨动板744能够相对滚轮73移动并且移动方向与滚轮73垂直，以便于推动滚轮73上的物料进入清洗机8。第一连接座743呈L形。
拨动结构75包括第四气缸751、第二导轨752、第二安装板753、第二连接座754以及拨动杆755，第四气缸751及第二导轨752固定安装于台架71，第二安装板753固定于第四气缸751，第二连接座754固定于第二安装板753，拨动杆755固定于第二连接座754。第二连接座754呈L形。拨动杆755位于固定托盘76上方并能相对固定托盘76移动。拨动杆755的移动方向与拨动板744的移动方向垂直，以便于拨动杆755将固定托盘76上的物料推送至滚轮73上。
清洗机8位于中转装置7一侧，中转装置7位于清洗机8及若干物料框6之间。两机器人1分别位于中转装置7的相对两侧。
使用利用3D视觉及机器人抓手的上料机构时，人工将载满物料的物料框6放置于若干限位导杆9之间。两视觉装置4沿着安装支架5移动并拍摄物料图像，拍摄完成后转换成信号传递给机器人1，机器人1控制第一抓手2的第一气爪结构23抓取机脚放置于中转装置7的右侧轨道，第一真空吸盘结构24抓取下盖放置于中转装置7的左侧轨道。另一机器人1控制第二抓手3的第二气爪结构33抓取下盖放置于中转装置7的固定托盘76上，第二真空吸盘结构34抓取上盖直接放置于清洗机8的输送带上。传感器72获取的是各检测位置工件是否在席的信号，中转装置7的作用是通过传感器72获取信号，若拨动结构75上有下盖则将下盖拨动左侧推送结构74中，当推送结构74上存在工件则将工件推动到后方清洗机8上优化产线节拍。(因为下盖和机脚是一个工序中共同的前置工件，需求输送节拍较上盖快，设计逻辑为左侧机器人1在抓取完上盖的闲暇时间中帮助抓取下盖，而场地空间受限若左侧机器人1放置下盖右侧机器人1放置机脚同时进行时两者会发生干涉，因此设计了此中转装置7用于优化节拍)。
通过上述设计可以对放置方式为多层叠放并排列不整齐的不同形状的工件进行快速上料，提高产线节拍，减少人员配置，最重要的是后期更替工件后产线无需大幅改动，从经济及可持续发展的方面上大幅优于原有技术。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，包括物料框、安装支架及清洗机，所述物料框中放置第一物料、第二物料及第三物料，其特征在于：所述利用3D视觉及机器人抓手的上料机构还包括两机器人、第一抓手、第二抓手、视觉装置及中转装置，所述第一抓手及第二抓手分别固定于两所述机器人，所述视觉装置滑动安装于所述安装支架，所述中转装置位于所述物料框与所述清洗机之间，所述中转装置包括传感器、滚轮、推送结构、拨动结构及固定托盘，所述视觉装置沿所述安装支架滑动并拍摄物料图像，所述机器人接收图像后控制所述第一抓手抓取所述第一物料及所述第二物料并放置于所述中转装置上，所述第二抓手抓取所述第二物料及所述第三物料，并将所述第二物料放置于所述固定托盘上，所述第三物料放置于所述清洗机，所述传感器感应所述固定托盘及所述滚轮上是否有物料，所述推送结构将所述滚轮上物料推送至所述清洗机，所述拨动结构将所述固定托盘上物料拨动至所述滚轮。
2.根据权利要求1所述的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，其特征在于：所述第一抓手包括气缸安装第一支座、两第一气缸、第一气爪结构及第一真空吸盘结构，所述气缸安装第一支座固定于所述机器人，两所述第一气缸安装于所述气缸安装第一支座，所述第一气爪结构及所述第一真空吸盘结构分别安装于两所述第一气缸。
3.根据权利要求2所述的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，其特征在于：所述第一物料为机脚，所述第二物料为下盖，所述第三物料为上盖。
4.根据权利要求3所述的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，其特征在于：所述第一气爪结构抓取所述机脚，所述第一真空吸盘结构抓取所述下盖。
5.根据权利要求3所述的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，其特征在于：所述第二抓手包括气缸安装第二支座、两第二气缸、第二气爪结构及第二真空吸盘结构，所述气缸安装第二支座固定于所述机器人，两所述第二气缸安装于所述气缸安装第二支座，所述第二气爪结构及所述第二真空吸盘结构分别安装于两所述第二气缸。
6.根据权利要求5所述的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，其特征在于：所述第二气爪结构抓取所述下盖，所述第二真空吸盘结构抓取所述上盖。
7.根据权利要求1所述的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，其特征在于：所述利用3D视觉及机器人抓手的上料机构还包括限位导杆，所述物料框位于所述限位导杆中以固定所述物料框的放置位置。
8.根据权利要求1所述的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，其特征在于：所述中转装置还包括台架，所述滚轮转动安装于所述台架，所述固定托盘固定于所述台架。
9.根据权利要求8所述的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，其特征在于：所述推送结构包括第三气缸、第一导轨、第一安装板、第一连接座及拨动板，所述第三气缸及第一导轨固定安装于所述台架，所述第一安装板与第三气缸固定连接，所述第一连接座固定安装于所述第一安装板，所述拨动板固定于所述第一连接座。
10.根据权利要求8所述的利用3D视觉及机器人抓手的上料机构，其特征在于：所述拨动结构包括第四气缸、第二导轨、第二安装板、第二连接座以及拨动杆，所述第四气缸及所述第二导轨固定安装于所述台架，所述第二安装板固定于第四气缸，所述第二连接座固定于所述第二安装板，所述拨动杆固定于所述第二连接座。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 188, Ruixiang Road, Huangpu District, Guangzhou, Guangdong 510000 Applicant after: GUANGZHOU RUISONG INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: No.1, meisui Industrial Park, 67 Hongjing Road, East District, Luogang District, Guangzhou, Guangdong 510000 Applicant before: GUANGZHOU RUISONG INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information |