CN110331408A - 一种浸搪机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化生产技术领域，尤其涉及一种浸搪机器人系统。包括：机器人机构、釉浆桶、托件装置、过渡悬挂架、探测器；釉浆桶、托件装置、过渡悬挂架设置在机器人机构的工作半径内；托件装置，用于承载代加工的工件；探测器包括视觉探测器，视觉探测器的镜头对准托件装置；机器人机构抓取工件，以带动工件能够依次经过釉浆桶、过渡悬挂架。现有技术中，机器人机构通过预先设定的动作抓取工件，若因人为原因导致工件放置出现偏差，机器人机构很难对偏差进行校准。相较于现有技术：本发明通过视觉探测器对机器人的动作进行校准，使得即使工件偏移，机器人机构也能准确抓取工件，从而提高了系统的容错空间。

Description

一种浸搪机器人系统

技术领域

本发明涉及自动化生产技术领域，尤其涉及一种浸搪机器人系统。

背景技术

依据实际的生产需要，有时需要给钢坯表面搪瓷，而搪瓷加工需要先将钢坯浸入釉浆中，使得钢坯表面均匀沾满釉浆，随后将沾满釉浆的钢坯送入烧结烘炉中，将釉浆烧结为玻璃质，整个过程往往采用人工完成。虽然人工能够有效的完成整个操作过程，但是采用人工会因施力不均造成钢坯表面的釉浆不匀，导致烧结的玻璃质不符合生产需求，同时，釉浆为粉尘与水的混合物，会对人的健康带来安全隐患。

中国专利公开了一种加热棒搪瓷烧结自动化生产线系统【申请号：CN201521135358.1，公开号：CN205341546U】包括：包括机器人机构、抓手机 构、用于放置加热棒的工装、上下料工位、浸搪工位、烧结工位和冷却工位 ，所述上下料工位、浸搪工位和烧结工位以机器人机构为中心呈圆周分布，所述冷却工位放置于烧结工位与机器人机构之间，所述抓手机构设于机器人机构上，抓手机构抓取上下料工位处的上料后的工装，机器人机构带动抓手机构，使得工装依次经过浸搪工位的加热棒浸搪、烧结工位的加热棒 烧结和冷却工位的加热棒冷却后回到上下料工位进行下料，所述烧结工位和冷却工位均至少设置有一个。虽然利用机器人有效的完成了浸搪操作，但是机器人运动过程固化，自身不具备调节能力，当出现人为操作失误时，例如：工件摆放位置发生偏移。机器人仍按照设定过程操作就很容易损坏工件或生产出次品，由此可见设计一种具有一定容错空间的浸搪机器人系统是十分有必要的。

发明内容

针对现有技术的技术问题，本发明提供了一种浸搪机器人系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了以下的技术方案：

一种浸搪机器人系统，包括：机器人机构、釉浆桶、托件装置、过渡悬挂架、探测器；所述釉浆桶、所述托件装置、所述过渡悬挂架设置在所述机器人机构的工作半径内；所述托件装置，用于承载代加工的工件；所述探测器包括视觉探测器，所述视觉探测器设置在所述托件装置上方，所述视觉探测器的镜头对准所述托件装置；所述机器人机构抓取所述工件，以带动所述工件能够依次经过所述釉浆桶、所述过渡悬挂架。

操作人员将承载有代加工工件的托件装置防止在视觉探测器的下方，使得视觉探测器的镜头对准托件装置，视觉探测器实时获取当前的图像信息，机器人机构依据当前的图像信息抓取工件，而非按照事先确定的固有流程抓取，使得即使因人为原因导致工件放置位置产生偏移，机器人机构仍然能够准确抓取工件。机器人机构带动工件，将工件浸入釉浆桶内，使得工件均匀的沾满釉浆，此时机器人结构将沾满釉浆的工件挂在过渡悬挂架上，操作人员将挂在过渡悬挂架上的工件取下，挂在流水线上，流水线将工件送入烧结烘炉内，从而将釉浆烧结为玻璃质。

进一步的，所述机器人机构上设置有手爪，所述手爪包括气缸、抓取杆、连接杆；所述抓取杆通过所述连接杆与所述气缸传动连接。

进一步的，所述连接杆上设置有多个安装位点，所述抓取杆可拆卸的设置在所述安装位点上。

进一步的，所述连接杆为4个，所述连接杆相互垂直。

进一步的，所述托件装置包括托盘，所述托盘上堆叠有多个托件板；所述托件板上均匀的设置有多个工件托。

进一步的，所述工件托呈矩阵分布，所述工件托为圆台型。

进一步的，所述探测器还包括液面高度探测器，所述液面高度探测器设置在所述釉浆桶上；还包括信号灯，所述信号灯与所述液面高度探测器电连接，所述信号灯与所述视觉探测器电连接。

进一步的，所述过渡悬挂架上均匀的设置有多个挂钩，所述挂钩内设置有传感器。

进一步的，还包括支架，所述支架与所述视觉探测器固定连接，所述支架设置在所述托件装置的一侧，所述支架的高度大于所述托件装置的高度。

进一步的，所述机器人机构为六关节机器人。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

通过视觉探测器可以实时获取当前托件装置的图像信息，机器人机构依据获取的图像信息抓取工件，若因人工原因导致工件摆放发生错误，机器人机构可依据图像信息自行调节，从而增大了机器人机构操作的容错率。

机器人机构上安装有手爪，手爪的抓取杆可拆卸的安装在连接杆的安装位点上，使得抓取杆位置可调节，从而使得手爪的抓取范围可调节，进而使得机器人机构可适应不同大小、不同形状的工件，增加了系统的使用范围。

附图说明

图1：整体结构图。

图2：手爪结构视图。

图3：托件装置结构视图。

图4：过渡悬挂架结构图。

图5：支架结构图。

图6：托件装置俯视图。

图中：1-机器人机构、2-釉浆桶、3-托件装置、4-过渡悬挂架、6-手爪、7-主控柜、8-支架、31-托盘、32-托件板、41-挂钩、42-光电传感器、43-防落架、51-视觉探测器、52-液面高度探测器、61-气缸、62-抓取杆、63-连接杆、64-法兰、71-信号灯、321-工件托、631-安装位点、621-通孔、622-抓取片。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

一种浸搪机器人系统，包括：机器人机构1、釉浆桶2、托件装置3、过渡悬挂架4、探测器。机器人机构1为六关节机器人。釉浆桶2、托件装置3、过渡悬挂架4设置在机器人机构1的工作半径内。

托件装置3包括托盘31，托盘31的底部设置有多个凹槽，以便于操作人员采用叉车等工具进行托运。托盘31上堆叠有多个托件板32，托件板32上设置有多个工件托321，工件托321呈矩阵分布，相邻的两个工件托321之间设置有间隙，每个工件托321上承载一个代加工的工件，其中托件板32的颜色与工件的颜色不同，同时，工件托321的高度大于工件的深度，使得工件与托件板32之间存在空隙，可以通过将多个工件托321堆叠至一起的方式来增加高度，从而使得工件托321能够适应不同大小的工件。

探测器包括视觉探测器51，在托件装置3的一侧还设置有支架8，视觉探测器51固定连接在支架8的顶端，使得视觉探测器51的镜头对准托件装置3，从而使得视觉探测器51能够实时获取托件装置3的图像信息。支架8的高度大于托件装置3的高度，从而有效防止托件装置3与视觉探测器51之间的间距过小，造成视觉探测器51获取的图像信息不完整。

还包括主控柜7，主控柜7设置在机器人机构1的工作半径外，主控柜7上设置有信号灯71，视觉探测器51通过主控柜7与信号灯71通信连接。

在实际运行时，机器人机构1的工作半径内设置有地面标志方框，视觉探测器51的摄像头正对地面标志方框的中心点，以地面标志方框的中心点为坐标原点建立三维直角坐标系。操作人员将托件装置3运送至机器人机构下方的地面标志方框内，使得视觉探测器51的摄像头能够正对托件装置3，从而使得视觉探测器51能够获取托件装置3当前的俯视图，在获取的俯视图中，工件被转换为一个封闭的像素区域，主控柜7以建立的三维直角坐标系为参照，并计算每个像素区域的中心像素点A（像素区域对角线的交点）分别至x轴、y轴的距离，从而获取x轴、y轴坐标，视觉探测器51获取与托件板32之间的间距，同时依据工件托321的高度，既视觉探测器51与托件板32之间的间距加工件托321的高度以获取z轴坐标，主控柜7依据获取的中心像素点的三维坐标校准机器人机构的动作。计算每个像素区域的边界中点B的x轴、y轴坐标，同时依据视觉探测器51与托件板32之间的间距、工件托321的高度、工件的高度，既视觉探测器51与托件板32之间的间距加工件托321的高度减去工件的高度以获取z轴坐标。主控柜7依据获取的边界中点坐标进一步校准机器人机构1的动作。

机器人机构1上设置有手爪6，机器人机构1通过手爪6抓取工件，手爪6包括：气缸61、抓取杆62、4个连接杆63。气缸61与机器人机构1之间设置有法兰64，相邻的两个连接杆63之间相互垂直，连接杆63与抓取杆62之间一一对应，连接杆63的一端与气缸61的输出轴固定连接，连接杆63的另一端与抓取杆62可拆卸的连接，使得抓取杆62通过连接杆63与气缸61传动连接，抓取杆62上远离连接杆63的一端设置有抓取片622。

机器人机构1带动手爪6运动，依据预先设定的动作使得气缸61的轴心线垂直于托件板32，依据获取的中心像素点的坐标校准手爪6的位置，使得气缸61的轴心线穿过工件上与中心像素点相对应的中心点，依据获取的边界中点的坐标继续校准手爪6的位置，使得抓取杆62穿过工件之间的间隙，使得抓取杆62与工件上的边界中点相对应。此时，机器人机构1驱动气缸61的输出轴收缩，从而带动连接杆63向气缸61的轴心线收拢，进而带动抓取杆62向气缸61的轴心线收拢，使得抓取杆62上的抓取片622嵌入在工件与托件板32之间的空隙内，由此，机器人机构1通过手爪6抓取工件。

其中，连接杆63上设置有多个安装位点631，抓取杆62上设置有与安装位点631相对应的通孔621，通过安装位点631与通孔621的配合使得抓取杆62与连接杆63可拆卸的连接，从而使得抓取杆62在连接杆63上的安装位置可以进行调节，进而使得手爪可以独立抓取不同大小的工件。

机器人机构1带动手爪6进而带动工件，使得工件浸入釉浆桶2的釉浆内，对工件进行反复浸搪使得工件均匀的沾满釉浆。釉浆桶2上设置有液面高度探测器52，通过液面高度探测器52实时检测釉浆桶内当前的釉浆液面高度，一方面可校准机器人机构的动作，使得工件浸入釉浆液面下，另一方面，当釉浆液面高度过低时，点亮信号灯71以通知工作人员补充釉浆。

机器人机构1通过手爪6带动沾满釉浆的工件运动至过渡悬挂架处4，并将工件挂在过渡悬挂架4的挂钩41上，过渡悬挂架4上设置有多个光电传感器42，光电传感器42与挂钩41一一对应，当其中一个挂钩挂上工件时，工件会挡住光电传感器42发出的光，通过光电传感器42即可判断相应的挂钩41是否被占用。操作人员取下挂在过渡悬挂架4上的工件，将工件挂在传送带上送往烧结烘炉以对工件表面的釉浆进行烧结。

其中，过渡悬挂架4还设置有防落架43，以承接从挂钩41上掉落的工件，防落架43为栅格状，使得工件上滴落的釉浆能够穿过防落架43，从而有效的防止了釉浆在防落架43上累积，便于维持防落架43的清洁。同时，随着过渡悬挂架4上的工件越来越多，过渡悬挂架4的重心会逐渐偏移，通过防落架43的支撑，可有效的防止过渡悬挂架4倒伏。

机器人机构1重复上述的过程，将托件板32上的工件逐个挂在过渡悬挂架4上，随着托件板32上的工件逐渐减少，托件板32上与工件相对应的工件托321逐渐露出，工件托321与工件的形状不相同，因此在视觉探测器51获取的俯视图中，用以表征工件托321的像素区域的形状也与工件的不同，通过像素区域形状上的区别可以有效的判别机器人机构1是否将全部的工件取走，当俯视图中用以表征工件的像素区域消失时，则点亮信号灯71以通知工作人员取走当前的托件板，从而露出下一层工件。

主控柜上7还设置有触摸屏，触摸屏上显示有学习按钮，若需要添加新的工件，则点击学习按钮，通过触摸屏输入新的工件型号，工作人员通过示教器调节机器人机构1的浸搪动作，直至动作合格，主控柜7将新的浸搪动作转换为数字信息并与输入的新的工件型号一并储存，机器人机构便可以依据工件型号调用相应的浸搪动作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种浸搪机器人系统，其特征在于：包括：机器人机构（1）、釉浆桶（2）、托件装置（3）、过渡悬挂架（4）、探测器；

所述釉浆桶（2）、所述托件装置（3）、所述过渡悬挂架（4）设置在所述机器人机构（1）的工作半径内；

所述托件装置（3），用于承载代加工的工件；

所述探测器包括视觉探测器（51），所述视觉探测器（51）的镜头对准所述托件装置（3）；

所述机器人机构（1）抓取所述工件，以带动所述工件能够依次经过所述釉浆桶（2）、所述过渡悬挂架（4）。

2.根据权利要求1所述的一种浸搪机器人系统，其特征在于：所述机器人机构（1）上设置有手爪（6），所述手爪（6）包括气缸（61）、抓取杆（62）、连接杆（63）；

所述抓取杆（62）通过所述连接杆（63）与所述气缸（61）传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种浸搪机器人系统，其特征在于：所述连接杆（63）上设置有多个安装位点（631），所述抓取杆（62）可拆卸的设置在所述安装位点（631）上。

4.根据权利要求2所述的一种浸搪机器人系统，其特征在于：所述连接杆（63）为4个，相邻的两个连接杆之间相互垂直。

5.根据权利要求1所述的一种浸搪机器人系统，其特征在于：所述托件装置（3）包括托盘（31），所述托盘（31）上堆叠有多个托件板（32）；

所述托件板（32）上均匀的设置有多个工件托（321）。

6.根据权利要求5所述的一种浸搪机器人系统，其特征在于：所述工件托（321）呈矩阵分布，所述工件托（321）为圆台型。

7.根据权利要求1所述的一种浸搪机器人系统，其特征在于：所述探测器还包括液面高度探测器（52），所述液面高度探测器（52）设置在所述釉浆桶（2）上；

还包括信号灯（71），所述信号灯（71）与所述液面高度探测器（51）通信连接，所述信号灯（71）与所述视觉探测器（51）通信连接。

8.根据权利要求1所述的一种浸搪机器人系统，其特征在于：所述过渡悬挂架（4）上均匀的设置有多个挂钩（41），所述挂钩（41）上设置有传感器。

9.根据权利要求1所述的一种浸搪机器人系统，其特征在于：还包括支架（8），所述支架（8）与所述视觉探测器（51）固定连接，所述支架（8）设置在所述托件装置（3）的一侧，所述支架（8）的高度大于所述托件装置（3）的高度。

10.根据权利要求1所述的一种浸搪机器人系统，其特征在于：所述机器人机构（1）为六关节机器人。