CN111590377A - 一种可转位刀具的搬运装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可转位刀具的搬运装置及方法，装置包括：工作台；上料组件配置在工作台上方，用于放置和移动可转位刀具；第一检测装置安装在工作台上方，用于采集放置在上料组件上的可转位刀具的图像；机器人安装在工作台上方，用于抓取放置在上料组件上的可转位刀具；旋转平台组件安装在工作台上方，用于放置机器人抓取的可转位刀具并移动至预设位置；控制器，控制器的输入端与第一检测装置电气连接，控制器的输出端与机器电气连接，通过第一检测装置获取到的图像信息，判断放置在上料组件的可转位刀具的圆心位置，机器人根据圆心位置夹取可转位刀具，并移动至旋转平台组件上。上述解决了刀具转移过程中的误抓取和撞击问题。

Description

一种可转位刀具的搬运装置及方法

技术领域

本发明涉及搬运领域，特别设计一种可转位刀具的搬运装置及方法。

背景技术

在机械制造生产加工的过程中，需要使用到搬送机构进行物品的自动移位搬送，将产品从一个工位转移至下一个工位进行不同工艺加工，进行连续循环生产。搬送机构可代替人的重复劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子等部门。

可转位刀片是一般为粉末冶金的一种产品，在可转位刀片的生产过程中，刀片加工及包装都需要抓取和转移。目前使用的通过模组传动机构配合限位工装的方式，搬送过程中存在定位不准确，抓取机构撞击可转位刀片、抓取角度错误不满足后续工序要求等问题。

发明内容

本发明公开了一种可转位刀具的搬运装置及方法，旨在解决可转位刀具在转移过程中定位不准确，抓取机构误抓取，造成撞击的问题。

本发明第一实施例提供了一种可转位刀具的搬运装置，包括：

工作台；

上料组件；其配置在所述工作台上方，用于放置和移动可转位刀具；

第一检测装置；其安装在所述工作台上方，用于采集放置在所述上料组件上的可转位刀具的图像；

机器人；其安装在所述工作台上方，用于抓取放置在所述上料组件上的可转位刀具；

旋转平台组件；其安装在所述工作台上方，用于放置所述机器人抓取的可转位刀具并移动至预设位置；

控制器，所述控制器的输入端与所述第一检测装置电气连接，所述控制器的输出端与所述机器电气连接，通过所述第一检测装置获取到的图像信息，判断放置在所述上料组件的可转位刀具的圆心位置，机器人根据所述圆心位置夹取可转位刀具，并移动至所述旋转平台组件上。

优选地，所述第一检测装置包括：立柱、横杆、第一电机、丝杆、导轨、滑块及图像获取装置；

其中，所述立柱固定在所述工作台上，所述横杆固定在所述立柱上，所述第一电机配置在所述横杆上，所述导轨配置在所述横杆上，所述丝杆与所述第一电机的输出轴连接，所述滑块套接在所述丝杆上，所述滑块随所述丝杆的转动在所述导轨上运动，所述图像获取装置固定在所述滑块上，所述第一电机与所述控制器的输出端电气连接，所述图像获取装置与所述控制器的输入端电气连接。

优选地，所述上料组件包括：上料盘、双向导轨、第二电机、传动件；

其中，所述上料盘配置在所述双向导轨上，所述传动件与所述第二电机的输出轴连接，所述传动件与所述上料盘固定，所述第二电机驱动所述传动件带动所述上料盘在所述双向导轨上运动，所述第二电机与所述控制器的输出端电气连接。

优选地，所述上料盘在水平平面上开设有呈规则排列的容置槽。

优选地，旋转平台组件：转盘、多个工装及驱动机构；

其中，多个所述工装均匀配置在所述转盘上，所述驱动结构的输出端与所述转盘的连接，所述驱动机构与所述控制器的输出端电气连接。

优选地，所述机器人为四轴机器人。

优选地，所述图像获取装置包括：第一CCD相机、相机支架及第一光源；

所述相机支架固定在所述滑块上，所述第一CCD相机相机固定在所述相机支架上，所述第一光源固定在所述相机支架，所述第一CCD相机相机与所述控制器的输入端电气连接。

优选地，还包括：第二检测装置；

其中，所述第二检测装置包括：第二CCD相机及第二光源，所述第二光源与所述第二CCD相机固定在所述工作台，且位于所述旋转平台组件的侧部，用于矫正所述机器人将可转位刀具放置在所述工装上。

优选地，所述工装包括：基座、均匀开设在所述基座上的第一开孔及镶嵌在所述第一开孔内的磁性机构，所述第一基座表面贴合有防滑套。

本发明第二实施例提供了一种可转位刀具的搬运方法，包括：

接收所述第一检测装置获取到的第一图像数据；

根据所述第一图像数据判断当前位置的可转为刀具是否为混料；

若否，则跳过对当前位置的抓取动作；

若是，则根据所述第一图像数据获取可转位刀具的圆心位置，并将所述圆心位置发送至所述机器人；

所述机器人根据所述圆心位置运动至所述上料组件处，并抓取放置至在所述上料组件上的可转位刀具并运动至所述旋转平台组件处；

接收第二检测装置获取到第二图像信息，并根据所述第二图像信息生成控制信号，并发送至所述机器人；

所述机器人根据所述控制信号调整机械臂，将抓取到的可转位刀具放置至所述旋转平台组件上；

重复以上步骤，直至所述机器人将所有符合条件的可转位刀具搬运至所述旋转平台组件上。

基于本发明提供的一种可转位刀具的搬运装置及方法，通过第一检测装置获取呈杂乱放置在所述上料组件上的可转位刀具图像，当判断某一位置的可转位刀具为混料时，不进行抓取，当判断到为非混料时，采集图像上的圆心位置，并发送至机器人，使得所述机器人准确抓取到可转位刀具，并运动至旋转平台组件处，控制器接收所述第二检测模块的第二图像信息，并根据所述第二图像信息生成动作信号发送至所述机器人，所述机器人根据所述动作信号调整机械臂后，将可转位刀具以预设的姿态放置在旋转平台组件的工装上，解决了可转位刀具在转移过程中定位不准确，抓取机构误抓取，造成撞击的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的可转位刀具的搬运装置整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一检测装置结构示意图；

图3是本发明实施例提供的上料组件结构示意图；

图4是本发明实施例提供的夹取结构和缓冲机构示意图；

图5是本发明实施例提供的第二检测装置结构示意图；

图6是本发明实施例提供的工装结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

本发明公开了一种可转位刀具的搬运装置及方法，旨在解决可转位刀具在转移过程中定位不准确，抓取机构误抓取，造成撞击的问题。

请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种可转位刀具的搬运装置，包括：

工作台6；

上料组件2；其配置在所述工作台6上方，用于放置和移动可转位刀具；

第一检测装置1；其安装在所述工作台6上方，用于采集放置在所述上料组件2上的可转位刀具的图像；

机器人3；其安装在所述工作台6上方，用于抓取放置在所述上料组件2上的可转位刀具；

旋转平台组件4；其安装在所述工作台6上方，用于放置所述机器人3抓取的可转位刀具并移动至预设位置；

控制器，所述控制器的输入端与所述第一检测装置1电气连接，所述控制器的输出端与所述机器电气连接，通过所述第一检测装置1获取到的图像信息，判断放置在所述上料组件2的可转位刀具的圆心位置，机器人3根据所述圆心位置夹取可转位刀具，并移动至所述旋转平台组件4上。

需要说明的是，在可转位的刀具的生产加工过程中，往往需要对可转位刀具进行转移到另一道工序上，现有技术中，往往通过人工或搬运装置对其转移，人工重复运动，浪费人力且效率低下，通过搬运装置其存在一个定位不准确的问题，存在搬运机构在搬运过程中撞击或误搬运的事件。

在本实施例中，通过第一检测装置1获取呈杂乱放置在所述上料组件2上的可转位刀具图像，当判断到某一位置的可转位刀具为混料时，跳过对当前位置的抓取，当判断到为非混料时，采集图像上的圆心位置，并发送至机器人3，所述机器人3运动至上料组件2处，准确抓取放置在所述上料组件2的可转位刀具，并将抓取到的可转位刀具放置在所述旋转平台组件4上，所述旋转平台组件4将可转位刀具转送至特定的工位上，解决了可转位刀具在转移过程中定位不准确，抓取机构误抓取，造成撞击的问题。

请参阅图2，在本实施例中，所述第一检测装置1包括：立柱14、横杆11、第一电机12、丝杆13、导轨18、滑块15及图像获取装置；

其中，所述立柱14固定在所述工作台6上，所述横杆11固定在所述立柱14上，所述第一电机12配置在所述横杆11上，所述导轨18配置在所述横杆11上，所述丝杆13与所述第一电机12的输出轴连接，所述滑块15套接在所述丝杆13上，所述滑块15随所述丝杆13的转动在所述导轨18上运动，所述图像获取装置固定在所述滑块15上，所述第一电机12与所述控制器的输出端电气连接，所述图像获取装置与所述控制器的输入端电气连接。

需要说明的是，所述控制器发送脉冲至所述第一电机12，使其带动所述丝杆13转动，进而带动所述滑块15及固定在所述滑块15上的图像获取装置在导轨18上运动(用于带动图像获取装置获取不同位置的图像信息)，定义导轨18的方向为X轴方向，所述图像装置用于获取放置在所述上料组件2的可转位刀具图像，控制器接收到图像信息后，判断图像中的花纹是否为混料，当判断到当前位置的可转位刀具为混料时，则不对当前的位置进行抓取，当判断到当前位置的可转位刀具为非混料时，将可转位刀具的圆孔位置发送给所述机器人3，所述机器人3完成对可转位刀具的精确抓取。

请参阅图3，在本实施例中，所述上料组件2包括：上料盘22、双向导轨23、第二电机25、传动件24；

其中，所述上料盘22配置在所述双向导轨23上，所述传动件24与所述第二电机25的输出轴连接，所述传动件24与所述上料盘22固定，所述第二电机25驱动所述传动件24带动所述上料盘22在所述双向导轨23上运动，所述第二电机25与所述控制器的输出端电气连接。

需要说明的是，所述控制器发送脉冲至所述第二电机25，使其带动所述传动件24运动，进而带动固定在所述传动件24上的上料盘22在所述双向导轨23上运动(沿y方运动)，用于将放置上料盘22上的可转位刀具运动到预设位置，当然，在其他实施例中，还可以采用其他方式进行移动所述可转位刀具，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

请继续参阅图3，在本实施例中，所述上料盘22在水平平面上开设有呈规则排列的容置槽。

需要说明的是，所述上料盘22放置xy平面上均匀设置有呈方形的容置槽(但所述容置槽的形状不仅限于此)，用于放置可转位刀具，应当理解的是，所述第一检测装置1由所述第一电机12带动在x轴上运动，以获取所述上料盘22上x方向上所有的位置的可转位刀具图像，所述上料盘22由所述第二电机25带动在y轴上运动,以使得所述第一检测装置1可获取上料盘22上其他位置的可转位刀具图像。

在本实施例中，旋转平台组件4：转盘42、多个工装41及驱动机构；

其中，多个所述工装41均匀配置在所述转盘42上，所述驱动结构的输出端与所述转盘42的连接，所述驱动机构与所述控制器的输出端电气连接。

需要说明的是，所述驱动机构可以包括伺服电机及伺服驱动器，所述控制器与所述伺服驱动器的输入端电气连接，所述控制器发送脉冲至伺服驱动器，通过利用伺服电机加减速可控的特性，减小所述转盘42上在旋转时的惯量，有效的解决放置在所述工装41上的可转位刀具在搬运工程中出现甩料的问题。

请参阅图4，在本实施例中，所述机器人3可以为四轴机器人3。

需要说明的是，所述机器人3的最后一轴上配置有缓冲机构31，所述缓冲机构31上配置有夹取机构32，其中，所述缓冲机构31用于避免在抓取时发生撞击，所述夹取结构运动到预设位置时，所述夹取结构张开配合可转位刀具上的圆孔，实现抓取，当然，在其他实施例中，所述机器人3还可以是六轴机器人3或其他类型的机器人3，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

请继续参阅图2，在本实施例中，所述图像获取装置可以包括：第一CCD相机17、相机支架及第一光源16；

所述相机支架固定在所述滑块15上，所述第一CCD相机17相机固定在所述相机支架上，所述第一光源16固定在所述相机支架，所述第一CCD相机17相机与所述控制器的输入端电气连接。

需要说明的是，所述第一CCD相机17可以将图像信号转化成数字信号，以便所述控制器处理，所述第一光源16用于为提高在图像获取时周边环境的亮度，根据所述第一CCD相机17获取到图像，判断可转位刀具是否为混料及可转位刀具的抓取位置。

请参阅图5，在本实施例中，还可以包括：第二检测装置5；

其中，所述第二检测装置5包括：第二CCD相机52及第二光源51，所述第二光源51与所述第二CCD相机52固定在所述工作台6，且位于所述旋转平台组件4的侧部，用于矫正所述机器人3将可转位刀具放置在所述工装41上。

需要说明的是，所述第二CCD相机52用于获取在机器人3放置之前的图像，判断可转位刀具的位置是否符合摆放姿势，当摆放姿势与预设的不符时，所述控制器发送动作信号至所述机器人3，所述机器人3调整机械臂后，再对将可转位刀具放置在工装41上，以便后续对工装41上的可转位刀具进行统一打标操作。

请参阅图6，在本实施例中，所述工装41包括：基座、均匀开设在所述基座上的第一开孔及镶嵌在所述第一开孔内的磁性机构，所述基座表面贴合有防滑套。

需要说明的是，所述基座的侧面可以呈阶梯状，对阶梯状的侧面进行拉伸形成所述基座，其中，所述基座可以包括第一上表面和第二上表面，所述第一表面和所述第二表面均匀开设有第一开孔(所述第一开孔可以垂直开设在所述第一表面和第二表面上，也可以带有角度的开设，这里不做具体限定)，所述磁性机构镶嵌在所述第一开孔内，用于吸附有磁性的可转位刀具，在所述基座表面贴合有防滑套，用于增大刀具放置在工装41上的摩擦力，在刀具为非磁性材料时，也不会因工装41保持力低而发生甩料的问题

本发明第二实施例提供了一种可转位刀具的搬运方法，包括：

接收所述第一检测装置1获取到的第一图像数据；

根据所述第一图像数据判断当前位置的可转为刀具是否为混料；

若否，则跳过对当前位置的抓取动作；

若是，则根据所述第一图像数据获取可转位刀具的圆心位置，并将所述圆心位置发送至所述机器人3；

所述机器人3根据所述圆心位置运动至所述上料组件2处，并抓取放置至在所述上料组件2上的可转位刀具并运动至所述旋转平台组件4处；

接收第二检测装置5获取到第二图像信息，并根据所述第二图像信息生成控制信号，并发送至所述机器人3；

所述机器人3根据所述控制信号调整机械臂，将抓取到的可转位刀具放置至所述旋转平台组件4上；

重复以上步骤，直至所述机器人3将所有符合条件的可转位刀具搬运至所述旋转平台组件4上。

基于本发明提供的一种可转位刀具的搬运装置及方法，通过第一检测装置1获取呈杂乱放置在所述上料组件2上的可转位刀具图像，当判断某一位置的可转位刀具为混料时，不进行抓取，当判断到为非混料时，采集图像上的圆心位置，并发送至机器人3，使得所述机器人3准确抓取到可转位刀具，并运动至旋转平台组件4处，控制器接收所述第二检测模块的第二图像信息，并根据所述第二图像信息生成动作信号发送至所述机器人3，所述机器人3根据所述动作信号调整机械臂后，将可转位刀具以预设的姿态放置在旋转平台组件4的工装41上，解决了可转位刀具在转移过程中定位不准确，抓取机构误抓取，造成撞击的问题。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可转位刀具的搬运装置，其特征在于，包括：

工作台；

上料组件；其配置在所述工作台上方，用于放置和移动可转位刀具；

第一检测装置；其安装在所述工作台上方，用于采集放置在所述上料组件上的可转位刀具的图像；

机器人；其安装在所述工作台上方，用于抓取放置在所述上料组件上的可转位刀具；

旋转平台组件；其安装在所述工作台上方，用于放置所述机器人抓取的可转位刀具并移动至预设位置；

控制器，所述控制器的输入端与所述第一检测装置电气连接，所述控制器的输出端与所述机器电气连接，通过所述第一检测装置获取到的图像信息，判断放置在所述上料组件的可转位刀具的圆心位置，机器人根据所述圆心位置夹取可转位刀具，并移动至所述旋转平台组件上。

2.根据权利要求1所述的一种可转位刀具的搬运装置，其特征在于，所述第一检测装置包括：立柱、横杆、第一电机、丝杆、导轨、滑块及图像获取装置；

其中，所述立柱固定在所述工作台上，所述横杆固定在所述立柱上，所述第一电机配置在所述横杆上，所述导轨配置在所述横杆上，所述丝杆与所述第一电机的输出轴连接，所述滑块套接在所述丝杆上，所述滑块随所述丝杆的转动在所述导轨上运动，所述图像获取装置固定在所述滑块上，所述第一电机与所述控制器的输出端电气连接，所述图像获取装置与所述控制器的输入端电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种可转位刀具的搬运装置，其特征在于，所述上料组件包括：上料盘、双向导轨、第二电机、传动件；

其中，所述上料盘配置在所述双向导轨上，所述传动件与所述第二电机的输出轴连接，所述传动件与所述上料盘固定，所述第二电机驱动所述传动件带动所述上料盘在所述双向导轨上运动，所述第二电机与所述控制器的输出端电气连接。

4.根据权利要求3所述的一种可转位刀具的搬运装置，其特征在于，所述上料盘在水平平面上开设有呈规则排列的容置槽。

5.根据权利要求1所述的一种可转位刀具的搬运装置，其特征在于，旋转平台组件：转盘、多个工装及驱动机构；

其中，多个所述工装均匀配置在所述转盘上，所述驱动结构的输出端与所述转盘的连接，所述驱动机构与所述控制器的输出端电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种可转位刀具的搬运装置，其特征在于，所述机器人为四轴机器人。

7.根据权利要求2所述的一种可转位刀具的搬运装置，其特征在于，所述图像获取装置包括：第一CCD相机、相机支架及第一光源；

所述相机支架固定在所述滑块上，所述第一CCD相机相机固定在所述相机支架上，所述第一光源固定在所述相机支架，所述第一CCD相机相机与所述控制器的输入端电气连接。

8.根据权利要求2所述的一种可转位刀具的搬运装置，其特征在于，还包括：第二检测装置；

其中，所述第二检测装置包括：第二CCD相机及第二光源，所述第二光源与所述第二CCD相机固定在所述工作台，且位于所述旋转平台组件的侧部，用于矫正所述机器人将可转位刀具放置在所述工装上。

9.根据权利要求1所述的一种可转位刀具的搬运装置，其特征在于，所述工装包括：基座、均匀开设在所述基座上的第一开孔及镶嵌在所述第一开孔内的磁性机构，所述基座表面贴合有防滑套。

10.一种可转位刀具的搬运方法，其特征在于，包括：

接收所述第一检测装置获取到的第一图像数据；

根据所述第一图像数据判断当前位置的可转为刀具是否为混料；

若否，则跳过对当前位置的抓取动作；

若是，则根据所述第一图像数据获取可转位刀具的圆心位置，并将所述圆心位置发送至所述机器人；

所述机器人根据所述圆心位置运动至所述上料组件处，并抓取放置至在所述上料组件上的可转位刀具并运动至所述旋转平台组件处；

接收第二检测装置获取到第二图像信息，并根据所述第二图像信息生成控制信号，并发送至所述机器人；

所述机器人根据所述控制信号调整机械臂，将抓取到的可转位刀具放置至所述旋转平台组件上；

重复以上步骤，直至所述机器人将所有符合条件的可转位刀具搬运至所述旋转平台组件上。

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