CN109650048B - 一种机器人抓手及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种机器人抓手，具体涉及解包搬运抓手领域，所述机器人抓手包括固定架以及固定在固定架相对两侧的多个抓手机构，所述抓手机构包括第一马达机构、第一气缸机构、抓取机构、分离装置以及对射装置，所述第一气缸机构和对射装置均连接于第一马达机构，所述抓取机构连接于第一气缸机构，所述分离装置连接于抓取机构；其中，所述第一气缸机构包括定位气缸、气缸固定轴以及与气缸固定轴连接的类型材架，所述类型材架通过定位气缸驱动进行水平方向的移动，且所述类型材架可绕气缸固定轴活动一定的角度并驱动所述抓取机构抓取待抓件。

Description

一种机器人抓手及其工作方法
技术领域
本发明属于解包搬运抓手领域，具体涉及一种机器人抓手及其工作方法。
背景技术
解包环节是液晶玻璃面板的生产的重要环节，随着时间的变化，托盘会出现一系列的问题，对于目前现有的抓手机构带来很大的挑战。因液晶行业避免不了玻璃基板的解包搬送，所以解包抓手设备的能力直接影响工厂的产品制造及生产效率。
解包的步骤主要分为侦测、定位、抓取、分离和搬送。彩膜（CF）玻璃基板在解包过程中会遇到各种来料托盘异常，如倾斜、残胶、形变导致的设备报警频繁、设备电气元件损耗增加等问题。
目前的抓手机构包括抓取机构、Z方向定位气缸、Y方向定位气缸以及机械防呆装置，这种抓手机构无法解决来料托盘的异常问题，且解包过程中抓手上各个电气元件的损耗大大增加了生产成本。目前行业内的主流托盘为60段和150段，现今没有可自动切换适应此两种托盘的抓手。
发明内容
本发明提供一种机器人抓手及其工作方法，该机器人抓手由原本机械防呆改为自动化控制，改造成增加侦测传感器、分离装置与对射检测装置的抓手机构，且具有自动化控制，可以有效提高生产效率和提升稼动，并弥补市场上现有设备能力的不足问题。
所述技术方案如下：
本发明公开了一种机器人抓手，包括固定架以及固定在固定架相对两侧的多个抓手机构，所述抓手机构包括第一马达机构、第一气缸机构、抓取机构、分离装置以及对射装置，所述第一气缸机构和对射装置均连接于第一马达机构，所述抓取机构连接于第一气缸机构，所述分离装置连接于抓取机构。
其中，所述第一气缸机构包括定位气缸、气缸固定轴以及与气缸固定轴连接的类型材架，所述类型材架通过定位气缸驱动进行水平方向的移动，且所述类型材架可绕气缸固定轴活动一定的角度并驱动所述抓取机构抓取待抓件。
优选地，所述第一马达机构包括定位马达、马达固定轴和与马达固定轴连接的第一固定块，所述第一固定块通过定位马达驱动进行垂直方向的移动；所述第一气缸机构设置在第一马达机构的下方, 所述定位气缸固定连接在第一马达机构的固定块上。
优选地，所述抓取机构包括上固定块和与上固定块垂直的下固定块，所述抓取机构固定连接在第一气缸机构的类型材架上。
优选地，所述分离装置包括分离固定块以及固定在分离固定块上的分离气缸，所述分离固定块固定连接在抓取机构上，所述分离固定块设有两个U型槽孔，分离气缸固定在U型槽内孔，所述分离气缸通过驱动可沿垂直方向进行移动。
优选地，所述抓取机构的上固定块的前端设置有一侦测传感器，用于侦测抓取机构是否抓取到托盘。
优选地，所述U型槽孔的长度可适应60段与150段托盘的不同厚度，根据不同段的托盘厚度来调整所述分离气缸固定在U型槽孔内的位置。
优选地，所述对射装置包括对射固定块和与对射固定块连接的对射传感器，所述对射装置的对射固定块固定连接在第一马达机构的第一固定块上，并且对射装置设置在与分离装置位置相反的一侧上。
优选地，所述抓手机构设有8个，所述固定架的每侧设有4个抓手机构。
优选地，固定架上设有在籍传感器，所述在籍传感器设置门槛值来校正第一马达机构的定位马达。
本发明还公开了一种机器人抓手的工作方法，使用上述任意一种机器人抓手，包括以下步骤：
S1：在籍传感器侦测托盘位置及层数；
S2：第一马达机构下降至托盘位置；
S3：第一气缸机构打开；
S4：类型材架活动带动抓取机构抓取托盘；
S5：侦测传感器侦测抓取机构是否抓取到托盘；
S6：分离装置的分离气缸启动并分离托盘；
S7：对射装置启动侦测是否有带起托盘；
S8：机器人抓手将托盘带起送至分离台，开始下个循环。
本发明提供的技术方案带来的有益效果具有以下几点：
（1） 适应性强，可适应多种托盘。
（2） 可控程度高，能及时发现设备问题，提升设备稼动率。
（3） 设备能力强，能解决任何来料问题，减少设备损耗。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明予以进一步说明。
图1是本发明机器人抓手的示意图；
图2是本发明机器人抓手单侧示意图；
图3是本发明抓手机构的示意图；
图4是本发明第一马达机构的示意图；
图5是本发明第一气缸机构的示意图；
图6是本发明抓取机构的示意图；
图7是本发明分离装置的示意图；
图8是本发明对射装置的示意图。
具体实施方式
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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
下面以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。
本发明提供一种机器人抓手，如图1至图2所示，包括位于顶端的固定架11以及固定在固定架11相对两侧的多个抓手机构100，其中，如图3所示，所述抓手机构100包括第一马达机构01、第一气缸机构02、抓取机构03、分离装置04以及对射装置05，所述第一气缸机构02和对射装置05均连接于第一马达机构01，所述抓取机构03连接于第一气缸机构02，所述分离装置04连接于抓取机构03。
如图4所示，第一马达机构01包括定位马达011、与定位马达011连接的马达固定轴012和与马达固定轴012连接的第一固定块013，所述第一固定块013通过定位马达011驱动进行垂直方向的移动，且所述第一固定块013上设有多个螺纹孔。
如图5所示，第一气缸机构02包括定位气缸021、与定位气缸021连接的气缸固定轴022和与气缸固定轴022连接的类型材架023。类型材架023呈三棱柱型，所述类型材架023包括底面0231和两个相互垂直连接的侧面0232和侧面0233，底面0231固定在气缸固定轴022上。所述类型材架023通过定位气缸021驱动可绕气缸固定轴022活动一定的角度，所述类型材架023上设有多个螺纹孔；所述第一气缸机构02设置在第一马达机构01的下方，所述定位气缸021通过螺丝固定连接在第一马达机构01的第一固定块013上。
如图6所示，抓取机构03包括上固定块031和与上固定块031垂直连接的下固定块032，所述抓取机构03总体呈 “J”字形，上固定块031的长度大于下固定块032的长度，由于托盘固定在上固定块031和下固定块032之间，使得上固定块032更好的拖住托盘。
所述上固定块031和下固定块032上都设有多个螺纹孔，所述上固定块031通过螺丝固定连接在类型材架023的侧面0232上，所述下固定块032通过螺丝固定连接在类型材架023的侧面0233上，所述抓取机构03通过类型材架023的活动可根据实际状况调整位置来抓取托盘，所述抓取机构03的上固定块031的前端设置有一侦测传感器033（图未示），用于侦测抓取机构03是否抓取到托盘。
如图7所示，分离装置04包括呈L型的分离固定块041以及固定在分离固定块041上的分离气缸042，分离固定块041包括上部分0411以及与上部分0411垂直连接的下部分0412，上半部分0411设有多个螺纹孔，所述上半部分0411通过螺丝固定连接在抓取机构03的上固定块031上，所述下半部分0412设有两个U型槽孔04121，分离气缸042通过螺丝固定在分离固定块041的U型槽孔04121内，所述分离气缸042通过驱动可沿垂直方向进行移动。
其中，所述U型槽孔04121的长度可适应60段与150段托盘的不同厚度，可以根据不同段的托盘厚度来调整所述分离气缸042固定在U型槽04121内的位置。
当抓取机构03抓取到托盘后，分离气缸042开始驱动抓取到的托盘与下一层托盘分离开。
如图8所示，所述对射装置05包括对射固定块051和与对射固定块051连接的对射传感器052，所述对射固定块051上设有多个螺纹孔，所述对射固定块051通过螺丝固定连接在第一马达机构01的第一固定块013上，并且对射装置05设置在与分离装置04位置相反的一侧上。
优选地，所述抓手机构设有8个，所述固定架11的每侧设有4个抓手机构。
优选地，位于固定架11两侧中间的抓手机构可以不安装对射装置04，只在固定架11四个对角的抓手机构上安装对射装置04，因为托盘被抓起带起下层托盘时不一定是整个带起，有可能会带起一角或者一边，如果同时每个抓手机构都安装对射传感器052会增加设备成本，只在四个对角的抓手机构上安装可以起到同样的效果，且减少成本。
当托盘变形或者因为残胶导致机器人抓手误抓多层时，位于固定架11四角的抓手机构上的对射装置04的对射传感器052感应失败，机器人将报警。
所述机器人抓手的固定架11上设有在籍传感器12，在籍传感器12可以检知高度和角度，确定托盘的位置和层数，通过在籍传感器12设置门槛值来校正第一马达机构01的定位马达011，在籍传感器12在侦测时越接近托盘侦测值越高，可通过调整一个合适的门槛值校正定位马达011的位置。
其中，第一马达机构的定位马达011由PLC（可编程逻辑控制器）控制，可适应多种托盘，所述托盘包括60段与150段托盘，当抓取不同托盘时需要调整垂直方向下降的高度，定位马达011使用PLC控制可以在随机种读取时自动切换高度。
将所述抓取机构03与第一气缸机构02的连接机构设置为类型材架023，能使抓取机构03上下前后均可调，能克服抓取机构03长久使用产生形变的问题。
一种机器人抓手的工作方法,包括以下步骤：
S1：在籍传感器12侦测托盘位置及层数；
S2：第一马达机构01下降至托盘位置；
S3：第一气缸机构02打开；
S4：类型材架023活动带动抓取机构03抓取托盘；
S5：侦测传感器033侦测抓取机构03是否抓取到托盘；
S6：分离装置04的分离气缸042并启动分离托盘；
S7：对射装置05启动侦测是否有带起托盘；
S8：机器人抓手将托盘带起送至分离台，开始下个循环。
本发明提供的机器人抓手能够明显改善稼动率，机器人抓手机构简单，稳定性好，设备故障率较低，使机械结构和电气元件的损耗减少，降低了使用成本；在自动化控制方面，扫描、侦测、抓取动作可在极短时间内完成，生产效率明显提高。
应当说明的是，以上所述仅是本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在本发明的技术构思范围内，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些改进、润饰和等同变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种机器人抓手，包括固定架以及固定在固定架相对两侧的多个抓手机构，其特征在于，所述抓手机构包括第一马达机构、第一气缸机构、抓取机构、分离装置以及对射装置，所述第一气缸机构和对射装置均连接于第一马达机构，所述抓取机构连接于第一气缸机构，所述分离装置连接于抓取机构；
其中，所述第一气缸机构包括定位气缸、气缸固定轴以及与气缸固定轴连接的类型材架，所述类型材架通过定位气缸驱动进行水平方向的移动，且所述类型材架可绕气缸固定轴活动一定的角度并驱动所述抓取机构抓取待抓件；
所述第一马达机构包括定位马达、马达固定轴和与马达固定轴连接的第一固定块，所述第一固定块通过定位马达驱动进行垂直方向的移动；所述第一气缸机构设置在第一马达机构的下方,所述定位气缸固定连接在第一马达机构的固定块上；
所述抓取机构包括上固定块和与上固定块垂直的下固定块，所述抓取机构固定连接在第一气缸机构的类型材架上；
所述分离装置包括分离固定块以及固定在分离固定块上的分离气缸，所述分离固定块固定连接在抓取机构上，所述分离固定块设有两个U型槽孔，分离气缸固定在U型槽孔内 ，所述分离气缸通过驱动可沿垂直方向进行移动。
2.根据权利要求1所述的一种机器人抓手，其特征在于，所述抓取机构的上固定块的前端设置有一侦测传感器，用于侦测抓取机构是否抓取到托盘。
3.根据权利要求2所述的一种机器人抓手，其特征在于，所述U型槽孔的长度可适应60段与150段托盘的不同厚度，根据不同段的托盘厚度来调整所述分离气缸固定在U型槽孔内的位置。
4.根据权利要求3所述的一种机器人抓手，其特征在于，所述对射装置包括对射固定块和与对射固定块连接的对射传感器，所述对射装置的对射固定块固定连接在第一马达机构的第一固定块上，并且对射装置设置在与分离装置位置相反的一侧上。
5.根据权利要求1所述的一种机器人抓手，其特征在于，所述抓手机构设有8个，所述固定架的每侧设有4个抓手机构。
6.根据权利要求1所述的一种机器人抓手，其特征在于，固定架上设有在籍传感器，所述在籍传感器设置门槛值来校正第一马达机构的定位马达。
7.一种机器人抓手的工作方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一所述的一种机器人抓手，包括以下步骤：
S1：在籍传感器侦测托盘位置及层数；
S2：第一马达机构下降至托盘位置；
S3：第一气缸机构打开；
S4：类型材架活动带动抓取机构抓取托盘；
S5：侦测传感器侦测抓取机构是否抓取到托盘；
S6：分离装置的分离气缸启动并分离托盘；
S7：对射装置启动侦测是否有带起托盘；
S8：机器人抓手将托盘带起送至分离台，开始下个循环。
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