CN112706182A - 管、型材机器人识别无序抓取上料机 - Google Patents

Abstract

本发明特别涉及管、型材机器人识别无序抓取上料机，包括有机械臂以及摄像机构，所述的机械臂上端设置有夹具机构，机械臂右侧设置有一排托料机构，托料机构右侧设置有储料架，储料架右侧设置有多个过渡支撑座机构，摄像机构位于储料架附近，夹具机构包括有横梁，横梁中部设置有托辊，横梁两侧各固定设置有一个夹具电缸，夹具电缸输出端固定设置有移动夹具，与移动夹具相对应的横梁上固定设置有固定夹具，横梁两端至少固定设置有一个插销，插销固定在插销固定板上端，插销固定板与横梁固定；本发明可以实现自主导航，自主抓取，并且具有快速定位、准确抓取、准确放料的优点。

Description

管、型材机器人识别无序抓取上料机

技术领域

本发明属于一种型材抓取技术领域，特别涉及一种管、型材机器人识别无序抓取上料机。

背景技术

型材是指金属经过塑性加工成形、具有一定断面形状和尺寸的直条。型材的品种规格繁多，作为一种常用的金属材料，被广泛应用于工业、农业、建筑业等和我们生产、生活息息相关的领域。型材是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料通过轧制、挤出、铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。这类材料具有的外观尺寸一定，断面呈一定形状，具有一定的力学物理性能。型材既能单独使用也能进一步加工成其他制造品，常用于建筑结构与制造安装。机械工程师可根据设计要求选择型材的具体形状、材质、热处理状态、力学性能等参数，再根据具体的尺寸形状要求将型材进行分割，而后进一步加工或热处理，达到设计的精度要求。型材的材质、规格尺寸等可参照相应的国家标准。

型材在加工时由于工艺需要需要经常对其进行转运，通常广泛使用带吊耳的转运筐作为工序间型材转运和库房存放型材的载体。市场上纯人工搬动和/或移动型材生产效率慢，在搬动和/或移动的过程中操作不当，造成的报废率较高从而提高了生产成本。而且不同的人员使用的力度不一样，手法不一样，造成型材的力学性能也会存在差异。由于人员流动性较大，培养一个成熟的操作人员需要很长的时间，需要付出很多的成本。一旦人员流动，新员工在熟悉工作流程之前会由于操作不当造成很高的不良品。但是目前的型材加工行业，加工过程大部分采用人工上下料。人工上下料效率低、精度低、风险大，而大部分工业机械手只能用于一种产品规格，高度固定，很难调整，并且无法根据需要将型材的特定面放置在其他位置上，无法满足市场需求。

例如专利号为CN108098807A公开了一种型材抓取机械手，包括由连接体1、连接板2、螺栓A3、螺栓B4、垫片5和弹簧6组成的连接装置，该装置两侧对称连接有抓取装置，且通过该装置可将机械手固定到机械臂等动力系统上；由抓手固定板7、气缸A8、气缸连接板9、导向座10、拉板A11、滑动杆A12、连接滑块13、螺母14、抓夹15、拉杆16、拉板B17、气缸B18、夹紧手臂19、滑动杆B20、滑动杆固定座21、导向滑块22、定位块23和夹紧手臂支座24组成的抓取装置，气缸B18伸出行程，通过拉杆16和导向滑块22带动其两侧对称分布的拉板B17、定位块23向中间靠拢对型材进行定位，气缸A8伸出行程，通过气缸连接板9、导向座10、拉板A11带动两个对称分布的连接滑块13沿滑动杆A12向两侧移动，与此同时，由夹紧手臂19、抓夹15和螺母14组成的抓手以夹紧手臂支座24为支点，在连接滑块13和滑动杆B20的带动下完成对型材的抓取动作。该设备能够实现普通型材的抓取，抓取速度较快，替代人工操作等特点；但是该设备在抓取时只能将单一放置的型材进行抓取，如果存在并列分布的型材，则仍然需要人工将其单个分开，才能够实现抓取，且抓取后无法调整型材的特定面放置在指定位置上，以便后续对型材的切割等工序。

对为了解决上述问题，我们提出了一种可以实现对管、型材类自动抓取，并能够将其特定面放置在指定位置的管、型材机器人识别无序抓取上料机。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种管、型材机器人识别无序抓取上料机。

本发明的目的是这样实现的：管、型材机器人识别无序抓取上料机，包括有机械臂以及摄像机构，所述的机械臂上端设置有夹具机构，机械臂右侧设置有一排托料机构，托料机构右侧设置有储料架，储料架右侧设置有多个过渡支撑座机构，摄像机构位于储料架附近。

进一步的，所述的夹具机构包括有横梁，横梁中部设置有托辊，横梁两侧各固定设置有一个夹具电缸，夹具电缸输出端固定设置有移动夹具，与移动夹具相对应的横梁上固定设置有固定夹具，横梁两端至少固定设置有一个插销，插销固定在插销固定板上端，插销固定板与横梁固定。

进一步的，所述的托料机构包括有升降电缸，升降电缸侧面固定设置有滑块固定板，升降电缸上端连接有连接板，连接板右端连接有滑轨固定板，滑轨固定板与滑块固定板之间通过滑块与滑轨滑动连接，滑轨固定板右侧固定设置有辊架，辊架上可滚动的设置有支撑辊。

进一步的，所述的过渡支撑座机构包括有支架，支架上部固定设置有固定板，固定板外侧面中部固定设置有斜置电缸，斜置电缸输出端连接有上辊支撑板，上辊支撑板与固定板之间为滑动连接，上辊支撑板与固定板之间通过滑块一与滑轨一滑动连接，上辊支撑板上可转动的设置有上夹辊，固定板外侧面可转动的设置有下夹辊，固定板内侧面可转动的设置有侧辊。

本发明在使用时，该设备适合两端设有通孔的型材，将型材放置在储料架内，通过摄像机构识别型材的摆放位置以及型材的形状，实现快速定位，配合机械臂的灵活度高、精度高的特点，可以实现准确的抓；即摄像机构识别出型材的摆放位置以及型材各个面的朝向，通过机械臂将夹具机构上的插销插入型材一端的孔内在机械臂的带动下将型材放置在一个过渡支撑座上；此时型材位于上夹辊与下夹辊之间，通过斜置电缸带动上夹辊将型材预夹紧，过渡支撑座上的，插销脱离型材，夹具机构中部的托辊托住型材中部下表面向上抬起型材，托辊带动型材将其放置在另一个过渡支撑座上，此时型材位于过渡支撑座上，通过斜置电缸带动上夹辊将型材夹紧，再将夹具机构上的固定夹具移动至型材上，通过夹具电缸带动移动夹具将型材进行夹紧，过渡支撑座松开型材，夹具机构将型材按照摄像机构识别的型材的面将其按照设定放置在托料机构上；当型材为非圆形时通过夹具机构改变型材放置在托料机构上的方向，即可根据摄像机构识别的型材面来将型材特定的面朝向某一特定放向；托料机构可以根据需要来调整型材在托料机构上的高低，即通过控制器控制升降电缸带动支撑辊进行上下移动，进而实现对型材放置高度的调节；便于后续切割台上的切割头对型材的切割。因此上述设备可以实现自主导航，自主抓取，并且具有快速定位、准确抓取、准确放料的优点。

附图说明

图1为发明的立体结构示意图。

图2为发明的俯视图。

图3为发明的夹具机构结构示意图。

图4为发明的夹具机构局部结构示意图。

图5为发明的过渡支撑座机构结构示意图。

图6为发明的过渡支撑座机构局部结构示意图。

图7为发明的过渡支撑座机构外侧面结构示意图。

图8为发明的托料机构结构示意图。

图9为发明的托料机构外侧面结构示意图。

附图标记说明：

1.切割台、2.机械臂、3.夹具机构、301.横梁、302.插销固定板、303.夹具电缸、304.移动夹具、305.滑杆、306.固定夹具、307.托辊、308.插销、4.摄像机构、5.托料机构、501.升降电缸、502.滑块固定板、503.滑块、504.滑轨、505.滑轨固定板、506.辊架、507.支撑辊、508.连接板、6.过渡支撑座机构、601.支架、602.固定板、603.下夹辊、604.上夹辊、605.斜置电缸、606.上辊支撑板、607.滑块一、608.滑块二、609.侧辊、7.储料架、8.型材。

具体实施方式

实施例1，如图1—9所示，管、型材机器人识别无序抓取上料机，包括有机械臂2以及摄像机构4，摄像机构4可以识别型材的位置以及形状，配合机械臂2以及夹具机构3可以实现自主识别型材、自主导航、自主抓取，机械臂2上端设置有夹具机构3，夹具机构3包括有横梁301，横梁301中部设置有托辊307，托辊307为可转动结构，方便将型材8上托；横梁301两侧各固定设置有一个夹具电缸303，夹具电缸303输出端固定设置有移动夹具304，移动夹具304上固定设置有滑杆305，滑杆305可滑动的贯穿夹具电缸303侧壁；设置有滑杆305为了保证移动夹具304在夹取的过程中更加稳固；与移动夹具304相对应的横梁301上固定设置有固定夹具306，移动夹具304与固定夹具306配和可将型材8进行夹取，横梁301两端至少固定设置有一个插销308，插销308是为了方便提取型材8，并将型材8一端搭在过渡支撑座机构6上，插销308固定在插销固定板302上端，插销固定板302与横梁301固定。

机械臂2右侧设置有一排托料机构5，托料机构5主要是为了放置型材8，以便后续切割工序的进行，托料机构5可带动型材8上下移动；托料机构5包括有升降电缸501，升降电缸501侧面固定设置有滑块固定板502，升降电缸501上端连接有连接板508，连接板508右端连接有滑轨固定板505，滑轨固定板505与滑块固定板502之间通过滑块503与滑轨504滑动连接，滑轨固定板505右侧固定设置有辊架506，辊架506上可滚动的设置有支撑辊507，支撑辊507中部为凹陷结构以便放置型材8。

托料机构5右侧设置有储料架7，储料架7能实现放置型材8即可，储料架7结构不做限定，在实际使用中不用储料架7也可。

储料架7右侧设置有多个过渡支撑座机构6，过渡支撑座用来在夹取过程中的型材8的临时放置架，过渡支撑座机构6包括有支架601，支架601上部固定设置有固定板602，固定板602外侧面中部固定设置有斜置电缸605，斜置电缸605输出端连接有上辊支撑板606，上辊支撑板606与固定板602之间为滑动连接，上辊支撑板606与固定板602之间通过滑块一607与滑轨504一滑动连接，上辊支撑板606上可转动的设置有上夹辊604，固定板602外侧面可转动的设置有下夹辊603，固定板602内侧面可转动的设置有侧辊609；摄像机构4位于储料架7附近。

在使用时，该设备适合两端设有通孔的型材8，将型材8放置在储料架7内，通过摄像机构4识别型材8的摆放位置以及型材8的形状，实现快速定位，配合机械臂2的灵活度高、精度高的特点，可以实现准确的抓；即摄像机构4识别出型材8的摆放位置以及型材8各个面的朝向，通过机械臂2将夹具机构3上的插销308插入型材8一端的孔内在机械臂2的带动下将型材8放置在一个过渡支撑座机构6上；此时型材8位于上夹辊604与下夹辊603之间，通过斜置电缸605带动上夹辊604将型材8预夹紧，过渡支撑座机构6上的，插销308脱离型材8，夹具机构3中部的托辊307托住型材8中部下表面向上抬起型材8，托辊307带动型材8将其放置在另一个过渡支撑座机构6上，此时型材8位于过渡支撑座机构6上，通过斜置电缸605带动上夹辊604将型材8夹紧，再将夹具机构3上的固定夹具306移动至型材8上，通过夹具电缸303带动移动夹具304将型材8进行夹紧，过渡支撑座机构6松开型材8，夹具机构3将型材8按照摄像机构4识别的型材8的面将其按照设定放置在托料机构5上；当型材8为非圆形时通过夹具机构3改变型材8放置在托料机构5上的方向，即可根据摄像机构4识别的型材8面来将型材8特定的面朝向某一特定放向；托料机构5可以根据需要来调整型材8在托料机构5上的高低，即通过控制器控制升降电缸501带动支撑辊507进行上下移动，进而实现对型材8放置高度的调节；便于后续切割台1上的切割头对型材8的切割。因此上述设备可以实现自主导航，自主抓取，并且具有快速定位、准确抓取、准确放料的优点。

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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用以限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.管、型材机器人识别无序抓取上料机，包括有机械臂（2）以及摄像机构（4），其特征在于：所述的机械臂（2）上端设置有夹具机构（3），机械臂（2）右侧设置有一排托料机构（5），托料机构（5）右侧设置有储料架（7），储料架（7）右侧设置有多个过渡支撑座机构6，摄像机构（4）位于储料架（7）附近。

2.根据权利要求1所述的管、型材机器人识别无序抓取上料机，其特征在于：所述的夹具机构（3）包括有横梁（301），横梁（301）中部设置有托辊（307），横梁（301）上设置有两个可以夹取的夹具，横梁（301）一端设置有一个勾取件。

3.根据权利要求2所述的管、型材机器人识别无序抓取上料机，其特征在于：所述的勾取件包括有一个插销（308）部件，插销（308）部件连接有插销固定板（302），插销固定板（302）与横梁（301）固定。

4.根据权利要求1所述的管、型材机器人识别无序抓取上料机，其特征在于：所述的托料机构（5）包括有可升降的支撑辊（507）。

5.根据权利要求4所述的管、型材机器人识别无序抓取上料机，其特征在于：所述的托料机构（5）还包括有升降电缸（501），升降电缸（501）可带动支撑辊（507）上下移动。

6.根据权利要求1所述的管、型材机器人识别无序抓取上料机，其特征在于：所述的过渡支撑座机构（6）包括有支架（601），支架（601）上部设置有放置夹紧机构。

根据权利要求6所述的管、型材机器人识别无序抓取上料机，其特征在于：所述的放置夹紧机构包括有固定板（602），固定板（602）与支架（601）固定连接，固定板（602）外侧面中部固定设置有斜置电缸（605），斜置电缸（605）输出端连接有上辊支撑板（606），上辊支撑板（606）与固定板（602）之间为滑动连接，上辊支撑板（606）上可转动的设置有上夹辊（604），固定板（602）外侧面可转动的设置有下夹辊（603），固定板（602）内侧面可转动的设置有侧辊（609）。

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