CN111413922B - 利用agv作为运载工具的智能移换平台装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，包括：AGV1、视觉标定模块、控制模块、定位模块以及取料模块；所述视觉标定模块、控制模块、定位模块、取料模块均设置在AGV1上；所述控制模块11的内部储存夹具或刀具安装基准位置的坐标；所述控制模块11能够获取安装基准位置信息；所述控制模块11能够接收视觉标定模块传来的位置信息，依据位置信息与安装基准位置信息差异对定位模块下发指令，指导定位模块完成取料模块相对取料台的定位。本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台具有装置简单、成本低、可靠性高、维护方便、效率高的优点，能够有效提高生产设备的自动化程度和生产效率，节省人力物力。

Description

利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置
技术领域
本发明涉及工业自动化生产线领域，具体地，涉及一种利用AGV作为运载工具的智能移换平台，尤其涉及数控加工中心的夹具或刀库内刀具的自动替换安装的领域中的一种利用AGV作为运载工具的智能移换平台。
背景技术
随着我国工业化程度的不断加深，产品的加工往高精化、高效化、智能化发展。具备高精度、高柔性化、高速化加工特点的数控机床被广泛用于制造业加工中。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，三坐标测量仪适合各种样式零件的各种特征的测量，但是不同样式的零件在数控机床或者三坐标测量仪上固定需要使用不同的夹具，加工中心拥有一个刀库，刀库内装有各种类型的刀具，用以适应多种产品多种特征的加工。因此当数控机床要加工的零件或者三坐标测量仪要检测的零件改变时，需要首先更换零件的夹具和数控机床刀库内的刀具。这就涉及到上夹具与刀具的更换问题。夹具是零件切削和精度检测的固定装置和定位基准，对产品加工精度和检测精度具有重要意义；数控机床刀具作为切削主体，针对不同特征的加工需要特定的刀具，对零件加工精度具有重要影响。因此在零件换产时，必然首先要进行夹具和刀具的更换，用以适应多种产品多种特征的加工。
目前，为了完成夹具的更换和刀库内刀具的成批交换问题，工厂主要是采用人工手动更换，对于夹具而言，采用吊具吊装夹具对准标准位置换上夹具；对于刀具更换，人为取来要更换上的刀具，从刀库内取下要卸下的刀具，再放上要换上的刀具。值得一提的是，由于夹具质量较大，所以吊装过程比较慢；在卸下刀具和换上刀具的时候，由于人为手动操作的空间有限，而需要更换的刀具较多，因此还需要控制刀库的运动，使最佳手动换刀点始终位于刀库门处，效率极其低下而且十分不便。这严重阻碍了“无人工厂”自动化、智能化的实现。
目前，市场还缺乏夹具和刀库内刀具自动化交换的装置来辅助夹具和刀具的安装交换，因此，研发一种智能移换平台具有一定的现实意义和必要性。
专利文献CN105312948A公开了一种机床的刀具交换装置，具备：指令单元，其将刀具收纳位置的变更指令输出给控制单元，控制单元在从指令单元接收到刀具收纳位置的变更指令时，控制分度单元，使得在主轴上安装有刀具的状态下，使刀具库旋转，向刀具交换位置分度预定的刀具把持部。该专利在夹具和刀库内刀具自动化交换的方法来辅助夹具和刀具的安装交换上仍然有待提高的空间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置。
根据本发明提供的一种利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，包括：AGV1、视觉标定模块、控制模块、定位模块以及取料模块；所述视觉标定模块、控制模块、定位模块、取料模块均设置在AGV1上；所述控制模块11的内部储存夹具或刀具安装基准位置的坐标；所述控制模块11能够获取安装基准位置信息；所述控制模块11能够接收视觉标定模块传来的位置信息，依据位置信息与安装基准位置信息差异对定位模块下发指令，指导定位模块完成取料模块相对取料台的定位。
优选地，所述AGV1包括：激光雷达12；所述AGV1采用自由导航技术，能够在运行中自动建立环境地图，动态规划路径，自动适应不同位置环境的要求。
优选地，所述AGV采用麦克纳姆轮13，能够实现移换平台的全向自由运行。
优选地，所述视觉标定模块包括：照相机6；所述视觉标定模块能够将设备位置信息实时反馈给控制模块。
优选地，所述视觉标定模块能够进行视觉位置标定基准；所述视觉位置标定基准设置在夹具或刀具安装本体上，是夹具或刀具安装在本体上的指示标准且位置固定。
优选地，所述利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置能够实现机床工装夹具或刀具的在线更换。
优选地，所述定位模块包括：多轴伺服机构；所述多轴伺服机构包括：Z轴移动平台2、X轴移动平台10、C轴回转平台9以及Y轴移动平台8；所述Z轴移动平台2设置在AGV1上；所述X轴移动平台10设置在Z轴移动平台2上；所述C轴回转平台9设置在X轴移动平台10上；所述Y轴移动平台8设置在C轴回转平台9上。
优选地，所述多轴伺服机构根据控制模块接收的检测模块实时反馈的位置信息实现定位补偿；所述多轴伺服机构包括：三个移动轴和一个回转轴。
优选地，所述Y轴移动平台上配置有双货叉结构5；所述双货叉结构5能够实现一次行程完成被移换件的更换，提高了工作效率。
优选地，所述双货叉结构5上设置有定位元件7；所述定位元件7采用定位方式为零点定位方式。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台具有装置简单、成本低、可靠性高、维护方便、效率高的优点，能够有效提高生产设备的自动化程度和生产效率，节省人力物力；
2、本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台的交换过程完全由程序控制，避免出现夹具或刀具交换过程中出现错位的现象；
3、本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台，在交换刀具或夹具结束后，卸下的夹具或刀具能够依照顺序排布在移换平台上，有利于工装或物料的管理；
4、本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台利用AGV作为运载器，可以实现以一台移换平台实现多台机床上夹具或刀具交换的需求，节省成本，适应性高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台的结构示意图。
图2为本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台的主视示意图。
图3为本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台的俯视示意图。
AGV1 Z轴移动平台2 支撑柱3
电气箱4 双货叉结构5 照相机6
零件定位结构7 Y轴移动平台8 C轴回转平台9
X轴移动平台10 控制模块11 激光雷达12
麦克纳姆轮13
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-图3所示，根据本发明提供的一种利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，包括：AGV1、视觉标定模块、控制模块、定位模块以及取料模块；所述视觉标定模块、控制模块、定位模块、取料模块均设置在AGV1上；所述控制模块11的内部储存夹具或刀具安装基准位置的坐标；所述控制模块11能够获取安装基准位置信息；所述控制模块11能够接收视觉标定模块传来的位置信息，依据位置信息与安装基准位置信息差异对定位模块下发指令，指导定位模块完成取料模块相对取料台的定位。
优选地，所述AGV1包括：激光雷达12；所述AGV1采用自由导航技术，能够在运行中自动建立环境地图，动态规划路径，自动适应不同位置环境的要求。
优选地，所述AGV采用麦克纳姆轮13，能够实现移换平台的全向自由运行。
优选地，所述视觉标定模块包括：照相机6；所述视觉标定模块能够将设备位置信息实时反馈给控制模块。
优选地，所述视觉标定模块能够进行视觉位置标定基准；所述视觉位置标定基准设置在夹具或刀具安装本体上，是夹具或刀具安装在本体上的指示标准且位置固定。
优选地，所述利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置能够实现机床工装夹具或刀具的在线更换。
优选地，所述定位模块包括：多轴伺服机构；所述多轴伺服机构包括：Z轴移动平台2、X轴移动平台10、C轴回转平台9以及Y轴移动平台8；所述Z轴移动平台2设置在AGV1上；所述X轴移动平台10设置在Z轴移动平台2上；所述C轴回转平台9设置在X轴移动平台10上；所述Y轴移动平台8设置在C轴回转平台9上。
优选地，所述多轴伺服机构根据控制模块接收的检测模块实时反馈的位置信息实现定位补偿；所述多轴伺服机构包括：三个移动轴和一个回转轴。
优选地，所述Y轴移动平台上配置有双货叉结构5；所述双货叉结构5能够实现一次行程完成被移换件的更换，提高了工作效率。
优选地，所述双货叉结构5上设置有定位元件7；所述定位元件7采用定位方式为零点定位方式。
具体地，在一个实施例中，一种利用AGV作为运载工具的智能移换平台，能够在线取下、交换并安装夹具或刀具，包括AGV、视觉标定模块、控制模块、定位模块、取料模块；所述视觉标定模块、控制模块、定位模块、取料模块均设置在AGV上。
优选地，智能移换平台根据机床/相关设备对更换夹具/刀具的需求，自动取来所需夹具/刀具，取来夹具/刀具后并依靠激光雷达12，自由导航至相应机床/相关设备前并完成初始定位。
优选地，在机床/相关设备相应位置设置有视觉标定基准，该基准标定夹具/刀具安装在机床上时的标准位置，视觉标定模块装有照相机，能够识别视觉标定基准相对自身的位置，并将此信息实时反馈给控制系统。
优选地，所述视觉位置标定基准可以是二维码或其他可以被识别的标志。
控制模块能够接收视觉标定模块的位置信息，并根据自身现有位置信息，发出指令让定位模块调整自身位姿，达到自身位姿和标定基准重合，完成精准定位。
优选地，所述定位模块包括四轴伺服定位机构，能够实现智能移换平台在完成AGV自身导航定位后在视觉识别模块和控制模块的指导下依靠三个移动自由度和一个回转自由度调整自身位姿，完成夹具/刀具在机床/相关设备上的精确定位。所述Z轴移动平台设置在AGV上；所述X轴移动平台设置在Z轴移动平台上；所述C轴回转平台设置在 X轴移动平台上；所述Y轴移动平台设置在C轴回转平台上。
优选地，零点定位机构7设置在货叉结构上，采用双货叉结构设置，双货叉结构设置在Y轴移动平台上。零点定位机构使定位几乎达到了零误差，保证了定位的精准性。
优选地，智能移换平台在取得夹具/刀具后，双货叉结构又一次带有夹具/刀具，另外一侧空置，因此需要空置一侧去完成相应在机床/相关设备前的定位。
空置一侧货叉完成定位后取下机床/相关设备上的夹具/刀具，根据机床/相关设备空间大小决定是否退出至合适位置，驱动C轴回转180°，完成交换过程，使需要换上的夹具/刀具和需要换下的夹具/刀具交换位置，然后再次进行定位。
四轴伺服定位机构再次在视觉识别模块和控制模块的指导下依靠三个移动自由度和一个回转自由度调整自身位姿，完成需要换上的夹具/刀具在机床/相关设备上的精确定位。
Z轴落下，依靠零点定位机构完成需要换上的夹具/刀具在机床/相关设备前的安装。
随后，智能移换平台撤回，并将被换下的夹具/刀具送至指定位置。
本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台具有装置简单、成本低、可靠性高、维护方便、效率高的优点，能够有效提高生产设备的自动化程度和生产效率，节省人力物力；本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台的交换过程完全由程序控制，避免出现夹具或刀具交换过程中出现错位的现象；本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台，在交换刀具或夹具结束后，卸下的夹具或刀具能够依照顺序排布在移换平台上，有利于工装或物料的管理；本发明提供的利用AGV作为运载工具的智能移换平台利用AGV作为运载器，可以实现以一台移换平台实现多台机床上夹具或刀具交换的需求，节省成本，适应性高。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，其特征在于，包括：AGV(1)、视觉标定模块、控制模块、定位模块以及取料模块；
所述视觉标定模块、控制模块、定位模块、取料模块均设置在AGV(1)上；
所述控制模块(11)的内部储存夹具或刀具安装基准位置的坐标；
所述控制模块(11)能够获取安装基准位置信息；
所述控制模块(11)能够接收视觉标定模块传来的位置信息，依据位置信息与安装基准位置信息差异对定位模块下发指令，指导定位模块完成取料模块相对取料台的定位；
所述定位模块包括：多轴伺服机构；
所述多轴伺服机构包括：Z轴移动平台(2)、X轴移动平台(10)、C轴回转平台(9)以及Y轴移动平台(8)；
所述Z轴移动平台(2)设置在AGV(1)上；
所述X轴移动平台(10)设置在Z轴移动平台(2)上；
所述C轴回转平台(9)设置在X轴移动平台(10)上；
所述Y轴移动平台(8)设置在C轴回转平台(9)上；
所述多轴伺服机构根据控制模块接收的检测模块实时反馈的位置信息实现定位补偿；
所述多轴伺服机构包括：三个移动轴和一个回转轴；
所述Y轴移动平台上配置有双货叉结构(5)；
所述双货叉结构(5)能够实现一次行程完成被移换件的更换。
2.根据权利要求1所述的利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，其特征在于，所述AGV(1)包括：激光雷达(12)；
所述AGV(1)能够在运行中自动建立环境地图，动态规划路径，自动适应不同位置环境的要求。
3.根据权利要求1所述的利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，其特征在于，所述AGV采用麦克纳姆轮(13)，能够实现移换平台的全向自由运行。
4.根据权利要求1所述的利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，其特征在于，所述视觉标定模块包括：照相机(6)；
所述视觉标定模块能够将设备位置信息实时反馈给控制模块。
5.根据权利要求1所述的利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，其特征在于，所述视觉标定模块能够进行视觉位置标定基准；
所述视觉位置标定基准设置在夹具或刀具安装本体上。
6.根据权利要求1所述的利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，其特征在于，所述利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置能够实现机床工装夹具或刀具的在线更换。
7.根据权利要求1所述的利用AGV作为运载工具的智能移换平台装置，其特征在于，所述双货叉结构(5)上设置有定位元件(7)；
所述定位元件(7)采用定位方式为零点定位方式。
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