CN111890362B - 一种用于螺栓分拣的暂存系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于螺栓分拣的暂存系统，其包括分拣机械手、图像采集元件以及控制器；所述图像采集元件设置于待取料区域，用于采集所述待取料区域的配件图像数据；所述分拣机械手设置于邻近所述待取料区域的位置，用于夹取所述待取料区域的配件；所述控制器的数据输入端与所述图像采集元件连接，所述控制器的控制输出端与所述分拣机械手连接，所述控制器用于接收所述图像采集元件采集的所述配件图像数据，并将所述配件图像数据转换成配件位置信息控制所述分拣机械手的抓取位置。上述方案能解决目前的机械手所存在的夹取动作灵活性较差和准确度较低的问题。

Description

一种用于螺栓分拣的暂存系统

技术领域

本发明涉及螺栓分拣技术领域，尤其涉及一种用于螺栓分拣的暂存系统。

背景技术

为了方便于螺栓的使用，通常需要将杂乱无序的螺栓配件进行有序的分拣，使其有序地排列、并配以相应的垫片和螺母配件。

在螺栓分拣过程中，货架上的螺栓物料箱通过存取机械手转移至分拣输送线，再由分拣输送线将螺栓物料箱输送至分拣机械手的待取料区域，以供分拣机械手抓取螺栓物料箱中的螺栓。

但是，现有的机械手在夹取物料的过程中动作固定化，通过输送线间歇式移动将物料逐个送至固定位置以供机械手夹取物料；因此，导致机械手的夹取动作存在灵活性较差和准确度较低的问题。

发明内容

本发明公开一种暂存系统，以解决目前的机械手所存在的夹取动作灵活性较差和准确度较低的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种用于螺栓分拣的暂存系统，其包括分拣机械手、图像采集元件以及控制器；所述图像采集元件设置于待取料区域，用于采集所述待取料区域的配件图像数据；所述分拣机械手设置于邻近所述待取料区域的位置，用于夹取所述待取料区域的配件；所述控制器的数据输入端与所述图像采集元件连接，所述控制器的控制输出端与所述分拣机械手连接，所述控制器用于接收所述图像采集元件采集的所述配件图像数据，并将所述配件图像数据转换成配件位置信息控制所述分拣机械手的抓取位置。

可选地，所述图像采集元件为多个，且多个所述图像采集元件阵列布置于所述待取料区域的正上方。

可选地，所述图像采集元件为照相机或摄像头。

可选地，所述暂存系统还包括暂存台；所述暂存台包括物料台以及间隔设置于所述物料台上的至少两个支撑部，且相邻的两个所述支撑部位于相对的位置，并于相邻的两个所述支撑部之间形成用于容置货叉托臂的空间；所述物料台位于所述待取料区域。

可选地，所述暂存台还包括输送机构；所述物料台设置于所述输送机构上，并可通过所述输送机构驱动所述物料台沿所述输送机构的送料方向移动；所述支撑部沿所述输送机构的送料方向间隔设置。

可选地，所述输送机构包括送料台以及驱动机构；所述物料台滑动设置于所述送料台上，且所述物料台与所述驱动机构连接，所述驱动机构可驱动所述物料台沿所述输送机构的送料方向往复移动。

可选地，所述送料台上设置有导轨，且所述导轨沿所述输送机构的送料方向延伸；所述物料台设置有滑块，且所述滑块开设有与所述导轨适配的滑槽，所述滑块通过所述滑槽骑设于所述导轨上，并沿所述导轨的延伸方向与所述导轨滑动配合。

可选地，所述驱动机构包括驱动电机、齿轮以及齿条；所述齿条设置于所述送料台上，并沿所述输送机构的送料方向延伸；所述驱动电机设置于所述物料台上，所述齿轮设置于所述驱动电机的输出轴，且所述齿轮与所述齿条啮合。

可选地，所述暂存系统还包括过渡台，所述过渡台设置于邻近所述分拣机械手的位置处；所述过渡台的台面设置有磁性吸附区域。

可选地，所述磁性吸附区域为设置有电磁铁或永磁体的区域。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明公开的暂存台系统，通过设置于待取料区域的图像采集元件可以采集待取料区域的物料箱中螺栓等配件的配件图像数据，并将所采集的配件图像数据传送至控制器；通过控制器可以接收图像采集元件采集的配件图像数据，并将配件图像数据转换成配件位置信息，进而根据配件位置信息控制机械手的抓取位置，使机械手可以准确地移动至该配件所在的位置处完成抓取动作；因此，相较于现有技术，有效地提高了分拣机械手抓取配件的灵活性及准确度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例公开的暂存系统的结构示意图(图中省略了过渡台)；

图2为本发明实施例公开的暂存台的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的暂存台的侧视图；

图4为本发明实施例公开的物料箱与支撑部的配合结构示意图；

图5为本发明实施例公开的驱动机构的结构示意图；

图6为本发明实施例公开的导轨与滑块的配合结构示意图；

附图标记说明：

100-物料台、110-支撑部、120-滑块、130-物料箱、

200-驱动电机、210-齿轮、220-齿条、

300-送料台、310-导轨、320-支撑腿、321-调整脚、330-连接梁

400-图像采集元件、410-龙门架、

500-分拣机械手。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

请参考图1至图6所示，本发明实施例公开了一种用于螺栓分拣的暂存系统，所公开的暂存系统包括分拣机械手500、图像采集元件400以及控制器。

其中，图像采集元件400设置于待取料区域，用于采集待取料区域的配件图像数据；分拣机械手500设置于邻近待取料区域的位置，用于夹取待取料区域的配件。

控制器的数据输入端与图像采集元件400连接，用于接收图像采集元件400采集的配件图像数据，并通过内置于控制器的视觉处理算法程序将配件图像数据换转成包含配件角度和位置坐标的配件位置信息。

控制器的控制输出端与分拣机械手500连接，使得控制器可以根据转换获得的配件位置信息控制分拣机械手500移动至该抓取位置对相应的配件进行抓取动作。

因此，相较于现有的机械手，本发明公开的暂存系统通过图像采集元件400和分拣机械手500的协同配合，使得分拣机械手500在对待取料区域的物料箱130中不同位置的螺栓配件分别进行抓取时，分拣机械手500的抓取位置可以实时调整，从而有效地提高了分拣机械手500抓取配件的灵活性及准确度；并且，避免了输送线的间歇式移动对待取料区域的配件位置调整，提高了分拣机械手500的工作效率。

如图1所示，图像采集元件400为多个，且多个图像采集元件400阵列布置于待取料区域的正上方，从而可以有效地增加图像采集元件400采集图像数据的覆盖范围，尤其适用于待取料区域具有多个物料箱130的工况。

其中，图像采集元件400可以为2D照相机、3D照相机或摄像头等功能器件；同时，为了方便于图像采集元件400的布置，可以在待取料区域设置龙门架410，从而将图像采集元件400设置于龙门架410的横梁处、并使图像采集元件400的图像采集范围覆盖于待取料区域。

本发明实施例公开的暂存系统还包括可以暂存台；如图2和图3所示，暂存台包括物料台100以及间隔设置于物料台100上的至少两个支撑部110，且相邻的两个支撑部110位于相对的位置，并于相邻的两个支撑部110之间形成用于容置货叉托臂的空间；物料台100位于待取料区域。

因此，通过间隔设置于物料台100上的支撑部110，使得相邻的两个支撑部110之间形成用于容置货叉托臂的空间；在存取机械手的货叉托臂将物料箱130从货架上托举转移至物料台100所在的位置后，可以将货叉托臂置于相邻的两个支撑部110之间，进而使得物料箱130的底面相对两边分别平稳地放置于相邻的两个支撑部110上，既方便于货叉托臂的移出，又保证了卸料工作的顺利平稳完成。

并且，如图4所示，相邻的两个支撑部110的顶面和内侧面还可以与物料箱130底面的相对两边的阶梯结构配合，支撑部110的顶面和阶梯结构的肩面抵靠、支撑部110的内侧面和阶梯结构的侧面抵靠，从而通过相邻的两个支撑部110还可以对放置于其上的物料箱130起到限位作用，提高物料箱130放置的稳定性，尤其是在物料台100输送移动的过程中可以防止物料箱130与物料台100发生相对移动。

为了使物料台100可以于仓库的存取机械手和分拣区域的分拣机械手500之间往复移动，本发明实施例公开的暂存台还可以包括输送机构；物料台100设置于输送机构上，并可通过输送机构驱动物料台100沿输送机构的送料方向移动，从而通过输送机构实现了物料台100往复移动的控制，既方便于存取机械手的卸料，又方便于将物料台100移动至待取料区域供分拣机械手500的分拣取料。

并且，如图2所示，支撑部110沿输送机构的送料方向间隔设置，从而使得存取机械手不仅可以位于输送机构的一侧进行卸料作业，节约占用空间；而且，还保证了支撑部110在输送机构的送料方向上对物料箱130的限位作用，避免物料台100移动过程中物料箱130发生相对移动、有利于物料箱130的平稳送料。

本发明实施例公开的输送机构可以包括送料台300以及驱动机构；物料台100滑动设置于送料台300上，且物料台100与驱动机构连接，驱动机构可驱动物料台100沿输送机构的送料方向往复移动。

具体地，如图5所示，作为驱动机构的一种结构，其可以包括驱动电机200、齿轮210以及齿条220；齿条220设置于送料台300上，并沿输送机构的送料方向延伸；驱动电机200设置于物料台100上，齿轮210设置于驱动电机200的输出轴，且齿轮210与齿条220啮合；其中，驱动电机200可以为步进电机或伺服电机。

在驱动电机200驱动齿轮210正向或反向转动的过程中，齿轮210可以拨动齿条220，从而使得齿轮210沿齿条220的延伸设置方向前进或后退移动，进而驱动控制物料台100沿齿条220的延伸设置方向往复移动、实现了物料台100往复移动的控制；并且，相较于传送带等输送机构，该驱动机构还具有移动控制平稳、精准的优点。

当然，驱动机构还可以为气缸、液压缸或电动杆等伸缩移动机构，从而通过伸缩移动机构的伸缩移动控制物料台100沿送料台300的台面进行往复移动，使得物料台100可以于仓库的存取机械手和分拣区域的分拣机械手500之间移动；本发明实施例不限制输送机构的种类结构。

容易理解的是，为了更好地保障物料台100沿送料台300往复移动的稳定性，可以在送料台300上设置有导轨310，且导轨310沿输送机构的送料方向延伸；物料台100设置有滑块120，且滑块120开设有与导轨310适配的滑槽，滑块120通过滑槽骑设于导轨310上，并沿导轨310的延伸方向与导轨310滑动配合，从而通过导轨310可以对物料台100的往复移动起到导向作用，避免物料台100沿送料台300往复移动过程中发生偏移，进而提高了物料台100往复移动的稳定性。

优选地，如图6所示，滑槽的横截面形状可以设计呈T字形，相应地、导轨310的横截面形状可以设计为与滑槽适配的工字形或T字形；从而使得滑块120抱于导轨310的T形部，防止滑块120在沿导轨310滑动移动的过程中脱离导轨310，更好地保证物料台100移动的稳定性；当然，滑槽和导轨310还可以设计呈其他限位配合的形状，如优弧形等，本发明实施例不限制滑槽及导轨310的形状结构。

同时，导轨310的数量可以为两根，两根导轨310分别位于物料台100的底面相对两边，从而使得物料台100的重力可以平均分载于其两侧的导轨310上，更好地保证了物料台100往复移动的稳定性；为了进步保证物料台100沿导轨310滑动的稳定性，物料台100与两根导轨310对应的位置分别设置有至少两个滑块120。

当然，滑槽也可以为直接设置于物料台100的通槽结构；只不过相较于物料台100通过滑块120滑动设置于导轨310的方式，直接将滑槽开设于物料台100不仅会增加物料台100的加工难度，而且还会影响物料台100的结构强度；本发明实施例不限制物料台100与送料台300滑动配合的设置结构。

如图2和图3所示，本发明实施例公开的暂存台中，还可以在送料台300的底面设置至少三根支撑腿320，通过支撑腿320将送料台300支撑于所需的高度，使其适用于存取机械手的卸料工位高度及分拣机械手500的取料工位高度；并且，支撑腿320位于不同直线上的，以保证支撑腿320可以平稳地支撑送料台300。

同时，相邻的两根支撑腿320之间设置有连接梁330，且连接梁330的两端分别与相邻的两根支撑腿320固定连接，从而通过连接梁330可以对支撑腿320起到加强固定作用，避免支撑腿320发生变形。

优先地，支撑腿320的底端设置有调整脚321，通过调整脚321可以对相应的支撑部110的高度分别进行调节，进而既可以实现送料台300的高度调节，又可以实现送料台300的水平调节。

通常，调整脚321可以包括底盘和调节螺杆，调节螺杆的一端与底盘转动连接，调节螺杆的另一端与支撑腿320设置的螺纹孔螺纹配合，从而通过转动调节螺杆使得调节螺杆沿支撑腿320的螺纹孔进行伸缩移动，实现调节。

本发明实施例公开的支撑部110的横截面形状可以设计呈方形，从而使得支撑部110的顶面和内侧面均可以与物料箱130底面的相对两边的阶梯结构的支撑贴合。

同时，支撑部110可以为铝型材制成的结构件，相较于不锈钢等材料制成的结构件，既保证了支撑部110的结构强度，又可以减轻支撑部110的重量；优选地，支撑部110为中空结构，从而可以更好地减轻支撑部110的重量，节约制造成本。

当然，支撑部110也可以为采用不锈钢等材料制成的结构件；支撑部110的形状也可以根据实际设计使用情况进行适应性调整，如T字形等；容易理解的是，支撑部110可以为如图2所示的整体式的条形梁结构，也可以为多段构成的结构；本发明实施例不限制支撑部110的形状结构及材料。

为了方便于分拣机械手500对抓取的螺栓进行翻转操作，本发明实施例公开的暂存系统还可以包括过渡台，过渡台设置于邻近分拣机械手500的位置处；过渡台的台面设置有磁性吸附区域。

在输送机构将物料箱130移动至待取料区域后，分拣机械手500的夹爪组件位于螺帽夹持工位，从而夹住螺栓的螺帽端将螺栓从物料箱130的螺栓挂盘中竖直取出；然后，分拣机械手500将螺栓移动至过渡台的磁性吸附区域，使得螺栓的螺杆端吸附固定于过渡台的台面上，并松开夹爪组件；再转动夹爪组件，使夹爪组件切换至螺杆夹持工位，从而夹住螺栓的螺杆、并转动夹爪组件使螺栓翻转至倒立状态。

因此，通过过渡台的磁性吸附区域可以方便于分拣机械手500对抓取的螺栓进行翻转作业；同时，相较于在过渡台开设定位孔的结构，设置有磁性吸附区的过渡台不仅适用于各种规格尺寸的螺栓的竖直吸附固定，而且还具有结构简单、台面平整的优点。

其中，磁性吸附区域为设置有电磁铁或永磁体的区域；优选地，磁性吸附区域为设置有电磁铁的区域，从而通过电磁铁的通断电可以对磁性吸附区域的磁力进行开关控制，并且根据电磁铁的电流大小可以控制磁性吸附区域的磁力大小。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种用于螺栓分拣的暂存系统，其特征在于，包括分拣机械手、图像采集元件以及控制器；所述图像采集元件设置于待取料区域，用于采集所述待取料区域的配件图像数据；所述分拣机械手设置于邻近所述待取料区域的位置，用于夹取所述待取料区域的配件；所述控制器的数据输入端与所述图像采集元件连接，所述控制器的控制输出端与所述分拣机械手连接，所述控制器用于接收所述图像采集元件采集的所述配件图像数据，并将所述配件图像数据转换成配件位置信息控制所述分拣机械手的抓取位置，通过内置于控制器的视觉处理算法程序将配件图像数据换转成包含配件角度和位置坐标的配件位置信息，所述暂存系统还包括过渡台，所述过渡台设置于邻近所述分拣机械手的位置处；所述过渡台的台面设置有磁性吸附区域，在输送机构将物料箱移动至待取料区域后，分拣机械手的夹爪组件位于螺帽夹持工位，从而夹住螺栓的螺帽端将螺栓从物料箱的螺栓挂盘中竖直取出；然后，分拣机械手将螺栓移动至过渡台的磁性吸附区域，使得螺栓的螺杆端吸附固定于过渡台的台面上，并松开夹爪组件；再转动夹爪组件，使夹爪组件切换至螺杆夹持工位，从而夹住螺栓的螺杆、并转动夹爪组件使螺栓翻转至倒立状态。

2.根据权利要求1所述的暂存系统，其特征在于，所述图像采集元件为多个，且多个所述图像采集元件阵列布置于所述待取料区域的正上方。

3.根据权利要求2所述的暂存系统，其特征在于，所述图像采集元件为照相机或摄像头。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的暂存系统，其特征在于，所述暂存系统还包括暂存台；所述暂存台包括物料台以及间隔设置于所述物料台上的至少两个支撑部，且相邻的两个所述支撑部位于相对的位置，并于相邻的两个所述支撑部之间形成用于容置货叉托臂的空间；所述物料台位于所述待取料区域。

5.根据权利要求4所述的暂存系统，其特征在于，所述暂存台还包括输送机构；所述物料台设置于所述输送机构上，并可通过所述输送机构驱动所述物料台沿所述输送机构的送料方向移动；所述支撑部沿所述输送机构的送料方向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的暂存系统，其特征在于，所述输送机构包括送料台以及驱动机构；所述物料台滑动设置于所述送料台上，且所述物料台与所述驱动机构连接，所述驱动机构可驱动所述物料台沿所述输送机构的送料方向往复移动。

7.根据权利要求6所述的暂存系统，其特征在于，所述送料台上设置有导轨，且所述导轨沿所述输送机构的送料方向延伸；所述物料台设置有滑块，且所述滑块开设有与所述导轨适配的滑槽，所述滑块通过所述滑槽骑设于所述导轨上，并沿所述导轨的延伸方向与所述导轨滑动配合。

8.根据权利要求7所述的暂存系统，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机、齿轮以及齿条；所述齿条设置于所述送料台上，并沿所述输送机构的送料方向延伸；所述驱动电机设置于所述物料台上，所述齿轮设置于所述驱动电机的输出轴，且所述齿轮与所述齿条啮合。

9.根据权利要求1所述的暂存系统，其特征在于，所述磁性吸附区域为设置有电磁铁或永磁体的区域。