CN110696035A - 一种异型板材拾取装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异型板材拾取装置及方法，包括基座和微处理器，基座上设置有摄像头和拾取矩阵，摄像头通过图像采集卡与微处理器连接，拾取矩阵包括至少一个拾取单元，摄像头采集图像信息传输给微处理器，由微处理器输出指令给拾取单元的驱动器，控制相应拾取单元工作。本发明异型板材拾取装置将机器视觉系统引入，能够有效获取异型板材的外形及内部形状轮廓信息，从而有针对性地驱动拾取矩阵对应工作点动作，能够拾取不同外形轮廓的异型板材，避免了对加工成型料的误拾取。并可针对不同材质的金属或非金属异型板材进行拾取，使用不受限制。自动化程度高，通过微处理器可实现全智能作业，无需人工干预，节省人力物力，工作效率高。

Description

一种异型板材拾取装置及方法

技术领域

本发明涉及一种异型板材拾取装置及方法，属于机械自动化附属设备技术领域。

背景技术

机械自动化是机器或者装置通过机械方式来实现自动化控制的过程。工件自动拾取装置是机械加工中实现连续、自动化生产的重要环节。

目前，普通板材经过一次加工作业之后，所剩余料往往是不规则形状(外形不规则，内部形状不规则)，而这种异型板材(指所剩余料)还需要进一步加工利用，再将这种异型板材从一次加工作业现场拾取后放置到二次加工设备时，目前大多采用人工方式，操作工人劳动强度大，工作环境差，效率低，且加工后异型板材所产生的金属飞边会对人体造成伤害。在生产过程中，传统的人工拾取都需要机械加工设备停止工作，这一过程占用了较长的加工时间，使得自动加工设备的高效性得不到充分发挥。

中国专利文献CN2009100183694公开了一种数控冲床板材自动上料机，该自动上料机包括触摸屏和PLC控制系统，支架上安有横向无杆气缸，横向无杆气缸上安有竖向无杆气缸，竖向无杆气缸与吸盘座固定连接，吸盘座两端分别安有定位杆和吸盘轴，吸盘轴下端安有薄板专用吸盘，横向无杆气缸两端分别安有磁性开关C3和磁性开关C4，竖向无杆气缸两端分别安有磁性开关C1和磁性开关C2，定位杆下端安有光电开关C5，送料架上设有光电开关C6，板材料支座上安有调整杆。

中国专利文献CN2016111455387公开了一种用于拾取板材的便于脱离的机械手臂，包括机械臂基座、转向盘组件、主转轴、前段机械臂固定基座、前段机械臂、连接转轴、后段机械臂固定基座、后段机械臂、操作转轴、吸力拾取部件；转向盘组件包括大角度快速转向盘和小角度精度转向盘；吸力拾取部件包括带有吸力朝向面的中心吸盘组件和带有开口面吸的盘外壳体，中心吸盘组件位于吸盘外壳体内部，吸力朝向面与开口面夹角为5-30°，还有一推动部件，吸盘外壳体固定设置在推动部件上。

中国专利文献CN2009202288658公开了一种用在冲床下料或压模生产线上的自动上料机构，主要由送料机构台架、下导轨、上滑轨、气缸一、气缸二等部件组成，其主要技术特征在于，下导轨和气缸一水平固定安装在送料机构台架上，上滑轨安装在下导轨之上且可沿下导轨水平滑动，在上滑轨的工作端固定安装有吸盘固定座，吸盘固定座水平方向与气缸一的活塞杆端部固定连接，吸盘固定座垂直方向上则与气缸二固定连接，气缸二的活塞杆端部与电磁吸盘固定连接。本实用新型优点是：降低了工人劳动强度，提高了效率，大大降低工伤事故率。

以上技术方案虽然提供了板材的拾取或上料，但所针对的上料板材大多是同一种或同一类型的特定形状的平板板材，如待冲压钢板等，而对于一些异型板材，由于板材的形状发生变化，规格不统一，利用现有技术将无法有效拾取。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种异型板材拾取装置，该拾取装置采用图像采集技术与自动控制技术相结合，利用采集到的图像信息控制相应拾取单元作业，从而达到拾取异型板材的目的。

本发明还提供了上述一种异型板材拾取装置的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种异型板材拾取装置，包括基座和微处理器，基座上设置有摄像头和拾取矩阵，摄像头通过图像采集卡与微处理器连接，拾取矩阵包括至少一个拾取单元，摄像头采集图像信息传输给微处理器，由微处理器输出指令给拾取单元的驱动器，控制相应拾取单元工作。

本发明异型板材拾取装置通过摄像头获取异型板材外形及内部形状轮廓，将数据信息传输给微处理器，微处理器对图像信息进行识别，规划拾取矩阵的工作点(即拾取单元)，由微处理器输出指令给驱动器控制拾取矩阵相应的点阵工作，从而有效拾取板材。

优选的，所述基座外型为长方形，基座上还设置有一个或多个照明灯。

优选的，所述多个照明灯均布在拾取矩阵的外侧。

优选的，所述照明灯选用白光LED灯带。

优选的，所述摄像头位于基座的中心位置。

优选的，所述拾取单元包括电磁铁和电路开关，微处理器通过电路开关连接电磁铁。此设计的好处是，对于一些磁性材料板材，通过不同电路开关的通断控制不同位置电磁铁的工作，从而实现有效拾取。

优选的，所述拾取单元包括真空吸盘、电磁阀和真空发生设备，真心吸盘通过管路与真空发生设备连接，电磁阀安装在管路上并由微处理器连接控制。此设计的好处是，对于一些非磁性材料板材的拾取，可以利用真空吸盘进行压力吸附，通过电磁阀控制相应位置的真空吸盘工作，从而实现有效拾取。

一种异型板材拾取装置的工作方法，包括以下步骤：

(1)将异型板材拾取装置安装在机械手臂上；

(2)机械手臂工作，使异型板材拾取装置移动到待拾取异型板材上方，摄像头将拍摄到的异型板材外形及内部形状轮廓信息传输给微处理器；

(3)微处理器根据异型板材外形及内部形状轮廓信息，规划拾取矩阵的工作点，继而输出指令驱动工作点的拾取单元作业；

(4)拾取矩阵工作，同时机械手臂下降，拾取矩阵将异型板材吸起；

(5)机械手臂移动到放置地点，拾取矩阵停止工作，将异型板材放下；

(6)重复步骤(2)-(5)，完成多个异型板材的拾取移放。

本发明的有益效果在于：

1)本发明异型板材拾取装置将机器视觉系统引入，能够有效获取异型板材的外形及内部形状轮廓信息，从而有针对性地驱动拾取矩阵对应工作点动作，能够拾取不同外形轮廓的异型板材，避免了对加工成型料的误拾取。

2)本发明异型板材拾取装置应有范围广，可针对不同材质的金属或非金属异型板材进行拾取，使用不受限制。

3)本发明异型板材拾取装置自动化程度高，通过微处理器可实现全智能作业，无需人工干预，节省人力物力，工作效率高。

附图说明

图1为本发明异型板材拾取装置的结构图；

图2为本发明异型板材拾取装置的系统图；

图3为本发明异型板材拾取装置的控制系统框图；

其中：1、基座；2、LED灯带；3、摄像头；4、拾取矩阵；5、机械手臂；6、拾取装置；7、异型板材；8、物料小车。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1至图3所示，本实施例提供一种异型板材拾取装置，包括基座1和微处理器，基座1上设置有摄像头3和拾取矩阵4，摄像头3通过图像采集卡与微处理器连接，拾取矩阵4包括至少一个拾取单元，摄像头3采集图像信息传输给微处理器，由微处理器输出指令给拾取单元的驱动器，控制相应拾取单元工作。

本实施例中，基座1为一长方形框体，摄像头3安装在长方形框体的中心位置。拾取矩阵为电磁铁矩阵，电磁铁矩阵成六排十列布置，其中每一工作点的电磁铁都是一个独立的拾取单元，每一电磁铁各连接一电路开关，电路开关由微处理器连接控制。

摄像头3通过图像采集卡与微处理器连接，摄像头3将拍摄到的异型板材的外形及内部形状轮廓信息传输给微处理器，由微处理器根据内部设定程序对图像信息进行处理并规划出拾取矩阵要工作的拾取单元，即只有处于异型板材形状轮廓范围内的拾取单元才工作。

本实施例技术方案的拾取矩阵为电磁铁矩阵，故拾取的异型板材为磁性材料板材，能够被电磁铁磁吸起来，同时，微处理器只驱动异型板材形状轮廓范围内的拾取单元工作，一方面可以磁吸起异型板材，另一方面可以避免一次加工成型料被意外吸起。

实施例2：

一种异型板材拾取装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：基座1上还安装有照明LED灯带2。照明LED灯带2均布在电磁铁矩阵的外侧。

照明灯选用白光LED灯带2，亮度高且节能。

实施例3：

一种异型板材拾取装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：拾取单元包括真空吸盘、电磁阀和真空发生设备，真心吸盘通过管路与真空发生设备连接，电磁阀安装在管路上并由微处理器连接控制。对于一些非磁性材料板材，可以通过真空吸盘进行压力吸附，通过电磁阀控制相应位置的真空吸盘工作，从而实现有效拾取。真空吸盘通过接管与外部抽真空设备连接，接管上安装有电磁阀，通过控制电磁阀使真空吸盘作业，抽真空设备为市售常规设备，如离心式真空泵等。

实施例4：

一种异型板材拾取装置的工作方法，利用实施例1所述的拾取装置，待拾取异型板材为一次加工完成后的钢板，具体操作过程如下：

(1)将异型板材拾取装置安装在机械手臂5上；如图2所示，机械手臂5为车间内的常规设备，用来带动异型板材拾取装置移动，将拾取的异型板材放到预设地点；

(2)机械手臂5移动到待拾取异型板材7上方(机械手臂的控制，由其自身的控制系统来独立完成)，拾取装置上的摄像头3将拍摄到的异型板材7外形及内部形状轮廓信息传输给微处理器；

(3)微处理器根据异型板材7外形及内部形状轮廓信息，经由内置程序规划出拾取工作点，然后由微处理器输出指令控制相应电路开关闭合，给形状轮廓范围内的拾取工作点通入电流，电磁铁通电工作；

(4)电磁铁矩阵工作的同时机械手臂5下降，电磁铁矩阵将异型板材7磁吸起来；

(5)机械手臂5移动到放置地点，电磁铁矩阵停止工作，将异型板材7放下；

(6)重复步骤(2)-(5)，完成多个异型板材的拾取。

当待拾取异型板材为非磁性材料时，如塑料材质，可利用实施例3所述的拾取装置，通过微处理器控制形状轮廓范围内的拾取工作点(通过控制电磁阀来控制真空吸盘)，由真空吸盘压力吸附起异型板材，其工作过程与电磁铁矩阵相同。

Claims (8)

1.一种异型板材拾取装置，其特征在于，包括基座和微处理器，基座上设置有摄像头和拾取矩阵，摄像头通过图像采集卡与微处理器连接，拾取矩阵包括至少一个拾取单元，摄像头采集图像信息传输给微处理器，由微处理器输出指令给拾取单元的驱动器，控制相应拾取单元工作。

2.如权利要求1所述的异型板材拾取装置，其特征在于，所述基座外型为长方形，基座上还设置有一个或多个照明灯。

3.如权利要求2所述的异型板材拾取装置，其特征在于，所述多个照明灯均布在拾取矩阵的外侧。

4.如权利要求2所述的异型板材拾取装置，其特征在于，所述照明灯选用白光LED灯带。

5.如权利要求1所述的异型板材拾取装置，其特征在于，所述摄像头位于基座的中心位置。

6.如权利要求1所述的异型板材拾取装置，其特征在于，所述拾取单元包括电磁铁和电路开关，微处理器通过电路开关连接电磁铁。

7.如权利要求1所述的异型板材拾取装置，其特征在于，所述拾取单元包括真空吸盘、电磁阀和真空发生设备，真心吸盘通过管路与真空发生设备连接，电磁阀安装在管路上并由微处理器连接控制。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的异型板材拾取装置的工作方法，包括以下步骤：

(1)将异型板材拾取装置安装在机械手臂上；

(2)机械手臂工作，使异型板材拾取装置移动到待拾取异型板材上方，摄像头将拍摄到的异型板材外形及内部形状轮廓信息传输给微处理器；

(3)微处理器根据异型板材外形及内部形状轮廓信息，规划拾取矩阵的工作点，继而输出指令驱动工作点的拾取单元作业；

(4)拾取矩阵工作，同时机械手臂下降，拾取矩阵将异型板材吸起；

(5)机械手臂移动到放置地点，拾取矩阵停止工作，将异型板材放下；

(6)重复步骤(2)-(5)，完成多个异型板材的拾取移放。

Images