CN113771074A - 一种压边型搬运薄板机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于薄板工件搬运技术领域，特别涉及一种压边型搬运薄板机器人。包括机器人、智能端拾器、定位机构、水平推动机构及分离机构，其中智能端拾器设置于机器人的执行末端，用于薄板的拾取；定位机构设置于智能端拾器的一端，用于定位被拾取的薄板；水平推动机构设置于定位机构上，用于水平推动位于被智能端拾器拾取的薄板下方的粘连薄板；分离机构设置于智能端拾器的另一端，用于剥离粘连薄板脱落。本发明通过水平推动机构和分离机构协同作用下，完成粘连薄板的分离，分离效率高，通过风刀吹气提高分离节拍效果。

Description

一种压边型搬运薄板机器人

技术领域

本发明属于薄板工件搬运技术领域，特别涉及一种压边型搬运薄板机器人。

背景技术

对于薄板工件在装箱或者拆卸箱过程中，需要洁净机器人在板条箱中进行堆垛或者拆垛。薄板工件典型的例如，液晶显示器面板、显示器面板、面板基板、玻璃上片或太阳能电池用面板等的薄板状面板，由于薄板表面光滑， 多层堆叠，薄板互相压紧，板间空气被挤压排出，薄板互相贴合粘连在一起， 在薄板分拆加工时，常常因为粘料导致双料，影响实际生产。对于磁性薄板分料，一般采用磁力分张设备，能够有效解决薄板磁力分张问题。但是，应用洁净机器人对非磁性薄板进行搬运、码垛、拆卸的过程中，针对非磁性薄板的分张，依然较为困难，常见的是气吹张，毛刷分张， 但以上两种方式效率低，可靠性差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种压边型搬运薄板机器人，以解决洁净机器人对非磁性薄板进行搬运、码垛或者拆垛过程中，分张困难，工作效率低、可靠性差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的实施例提供的一种压边型搬运薄板机器人，包括机器人、智能端拾器、定位机构、水平推动机构及分离机构 ，其中智能端拾器设置于机器人的执行末端，用于薄板的拾取；定位机构设置于智能端拾器的一端，用于定位被拾取的薄板；水平推动机构设置于定位机构上，用于水平推动位于被智能端拾器拾取的薄板下方的粘连薄板；分离机构设置于智能端拾器的另一端，用于剥离粘连薄板脱落。

在一种可能实现的方式中，所述智能端拾器包括智能端拾器本体和带风琴真空吸盘，其中智能端拾器本体为长方形结构，带风琴真空吸盘设置于智能端拾器本体上，用于吸附薄板。

在一种可能实现的方式中，所述定位机构包括直线模组和定位头；

所述智能端拾器本体为长方形结构，且一端或两端沿长度方向设有滑槽，所述定位头滑动连接在一滑槽内；

所述直线模组设置于所述智能端拾器本体上，且与所述定位头连接，所述直线模组用于驱动所述定位头沿滑槽滑动。

在一种可能实现的方式中，所述定位头包括从上至下依次连接的滑动部、导向斜面及侧定位面，导向斜面与侧定位面之间的相交线为卡线，卡线对薄板在高度方向定位。

在一种可能实现的方式中，所述水平推动机构包括水平分离气缸，水平分离气缸设置于所述侧定位面的下方，且水平分离气缸杆可沿水平方向伸缩。

在一种可能实现的方式中，所述带风琴真空吸盘包括定位件及罩设于所述定位件外侧的风琴，所述定位件为倒置的T型结构，且沿轴向设有内部真空气道，内部真空气道与风琴的内腔连通。

在一种可能实现的方式中，所述智能端拾器本体上至少设有五个所述带风琴真空吸盘，分别布置在智能端拾器本体的中心及两端。

在一种可能实现的方式中，所述分离机构包括高度分离气缸和风刀除尘器，所述高度分离气缸设置于所述智能端拾器的端部，且高度分离气缸杆可沿高度方向伸缩，所述高度分离气缸通过高度分离气缸杆驱动粘连基板端部向下弯曲；所述风刀除尘器用于向被拾取薄板与粘连薄板之间的间隙吹风。

在一种可能实现的方式中，所述风刀除尘器为风管，所述风管的进气端与外部气源连接，吹气端向下弯折。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明采用带风琴真空吸盘，在薄板平直和拱曲状态，都能保障真空吸附，安全可靠；

2.本发明采用定位头定位薄板，有效抑制分离薄板两个短边的振动，对薄板位置和姿态二次校正；

3.本发明通过水平推动机构和分离机构协同作用下，完成粘连薄板的分离，分离效率高，通过风刀吹气提高分离节拍效果；

4.本发明对于多个工位，只需要端拾器一个分离机构，经济型好，占地面积小，有助于提高洁净厂房的利用率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种压边型搬运薄板机器人的轴测图；

图2为本发明一种压边型搬运薄板机器人的主视图;

图3为图2中I处放大图；

图4为图2中Ⅱ处放大图；

图5为图的俯视图；

图6为图5的A-A剖视图；

图7为图6中Ⅲ处放大图；

图中：1、机器人，2、地面，3、带风琴真空吸盘，4、智能端拾器，5、风刀除尘器，6、工位，7、分离基板，8、粘连基板，9、水平分离气缸，10、水平分离气缸杆，11、定位头，12、导向斜面，13、侧定位面，14、卡线，15、定位件，16、内部真空气道，17、风琴，18、高度分离气缸，19、高度分离气缸杆，20、基板，21、吸附平面，41、滑槽。

具体实施方式

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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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，或一体地连接；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。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。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种压边型搬运薄板机器人，用于薄板工件的贮存和搬运，对非磁性薄板进行搬运、码垛或者拆垛过程中，分张容易，工作效率高，安全可靠。参见图1-2、图6所示，该一种压边型搬运薄板机器人，包括机器人1、智能端拾器4、定位机构、水平推动机构及分离机构 ，其中智能端拾器4设置于机器人1的执行末端，用于薄板的拾取；定位机构设置于智能端拾器4的一端，用于定位被拾取的薄板；水平推动机构设置于定位机构上，用于水平推动位于被智能端拾器4拾取的薄板下方的粘连薄板；分离机构设置于智能端拾器4的另一端，用于剥离粘连薄板脱落。

参见图6所示，本发明的实施例中，智能端拾器4包括智能端拾器本体和带风琴真空吸盘3，其中智能端拾器本体为长方形结构，带风琴真空吸盘3设置于智能端拾器本体上，用于吸附薄板，带风琴真空吸盘3在薄板平直和拱曲状态，都能保障真空吸附，安全可靠。本实施例中，智能端拾器本体上至少设有五个带风琴真空吸盘3，分别布置于端拾器本体的下端中心和下端四个角附近，五个带风琴真空吸盘3吸附薄板顶部的吸附平面21。

参见图7所示，本发明的实施例中，带风琴真空吸盘3包括定位件15及罩设于定位件15外侧的风琴17，定位件15为倒置的T型结构，且沿轴向设有内部真空气道16，内部真空气道16与风琴17的内腔连通。

参见图1所示，本发明的实施例中，定位机构包括直线模组和定位头11；智能端拾器本体的两端沿长度方向设有滑槽41，定位头11滑动连接在一滑槽41内；直线模组设置于智能端拾器本体上，且与定位头11连接，直线模组用于驱动定位头11沿滑槽41滑动。

参见图2-3所示，本发明的实施例中，定位头11包括从上至下依次连接的滑动部、导向斜面12及侧定位面13，导向斜面12与侧定位面13之间的相交线为卡线14，卡线14对薄板在高度方向进行定位。本实施例中，采用定位头11定位薄板，有效抑制分离薄板的端部振动，对薄板位置和姿态二次校正。也可在智能端拾器本体的两端分别设置两个定位头11，以便抑制分离薄板的两个短边的振动。

进一步地，侧定位面13的高度小于基板二分之一的厚度，避免对水平推动机构造成干涉。

参见图 3所示，本发明的实施例中，水平推动机构包括水平分离气缸9，水平分离气缸9设置于侧定位面13上，且水平分离气缸杆10可沿水平方向伸缩，用以水平方向推动粘连薄板。

进一步地，水平分离气缸杆10的端头沿水平方向具有两个位置，即初始位置（收缩状态）和伸出位置，水平分离气缸杆10的端头在伸出位置时，将下方的粘连薄板推出一小段，与上方的分离基板错开，以便分离机构对其施力。

参见图 4所示，本发明的实施例中，分离机构包括高度分离气缸18和风刀除尘器5，高度分离气缸18设置于智能端拾器4的另一端端部，且高度分离气缸杆19可沿高度方向伸缩，高度分离气缸18通过高度分离气缸杆19驱动粘连基板端部向下弯曲；风刀除尘器5用于向被拾取薄板与粘连薄板之间的间隙吹风。

进一步地，高度分离气缸杆19的端头沿高度方向具有两个位置，即初始位置（收缩状态）和伸出位置，高度分离气缸杆19的端头在伸出位置时，驱动粘连薄板与上方薄板错开一段的端部向下弯曲，从而使粘连的两个薄板之间形成间隙，风刀除尘器5往该间隙吹风，使下方粘连的薄板快速脱落分离。

具体地，风刀除尘器5为风管，风管的进气端与外部气源连接，吹气端向下弯折。优选地，智能端拾器4的另一端设有两个风刀除尘器5，通过在端部气流吹拂的方式使两个粘连的基板有效分离并且可维持在一定漂浮高度而不倾斜，从而保证粘连基板的分离效果。

本实施例中，由于薄板边缘距离吸盘具有一定距离，搬运过程会在高度方向颤动，造成高度方向位置不准。定位机构不但控制水平位置，还控制高度位置，保证粘连基板能被水平分离气缸杆10准确推住，防止水平分离气缸杆10扑空。

本发明的实施例中，机器人1为垂直多关节型洁净机器人，具有六自由度。垂直多关节型洁净机器人下端的底座固定连接在地面2上，垂直多关节型洁净机器人执行末端连接智能端拾器4, 垂直多关节型洁净机器人能提供智能端拾器4空间六个自由度的搬运。薄板工件典型的例如，液晶显示器面板、显示器面板、面板基板、玻璃上片或太阳能电池用面板等薄板状面板。

本发明提供的一种压边型搬运薄板机器人，搬运基板20的工作流程如下：

第一步，将基板20多层叠放在工位6上，为了便于理解将位于上层待拾取的基板定义为分离基板7，粘连在分离基板7下方的基板定位为粘连基板8；

第二步，高度分离气缸杆19的下端位于高位置（收缩状态），水平分离气缸杆10的左端位于右边位置（收缩状态）；

第三步，机器人1带动智能端拾器4运动,让五个带风琴真空吸盘3与工位6最上一层的分离基板7形成真空负压；

具体地，带风琴真空吸盘3含有定位件15与基板形成面面贴合定位，内部真空气道16和风琴17与基板形成真空负压。

第四步，机器人1通过智能端拾器4吸附分离基板7，且向上运动一小段。

由于基板20为薄板且表面光滑，多层堆叠，薄板互相压紧，板间空气被挤压排出，薄板互相贴合粘连在一起，在薄板分拆加工时，因为粘料导致双料；

第五步，定位头11向内部收缩，使导向斜面12与分离基板7的右侧短边接触，分离基板7在五个带风琴真空吸盘3之内的区域为吸附平面21，同时，分离基板7的右侧短边的局部被导向斜面12被压弯为下垂型；

由于定位头11的导向斜面12分别与分离基板7的右侧短边接触,抑制分离基板7的两个短边的振动，同时补偿了抓取位置精度。

当定位头11收缩到位，定位头11的侧定位面13与分离基板7的短边接触定位后开始，定位头11的侧定位面13先与分离基板7的短边接触，导致分离基板7与定位件15水平滑动，达到了分离基板7与端拾器本体在基板的长度方向和水平旋转角度的定位。

第六步，水平分离气缸杆10的左端从右向左边运动，推动粘连基板8相对于分离基板7滑动，粘连基板8的左边会比分离基板7的左边错位出一定宽度。

第七步，高度分离气缸杆19的下端从上向下运动，高度分离气缸杆19的下端会顶粘连基板8的左边；高度分离气缸杆19的下端从上向下运动的力共同作用，导致粘连基板8相对于分离基板7的局部向下弯曲出一定间隙；

第八步，风刀除尘器5的另外一端吹等离子风吹入此间隙，粘连基板8跌落到工位6上的基板20,上完成粘连基板8与分离基板7的分离。

本发明在智能端拾器的两端设置水平推动机构和分离机构，首先通过水平推动机构在薄板的一端将粘连基板水平推出，然后通过分离机构在粘连薄板另一端进行分离，分离效率高，且通过风刀吹气提高分离节拍效果；本发明采用定位头定位分离基板，有效抑制分离基板两个短边的振动，对薄板位置和姿态二次校正；本发明具有高效率、不易损坏基板及成本低廉的优点。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种压边型搬运薄板机器人，其特征在于，包括机器人（1）、智能端拾器（4）、定位机构、水平推动机构及分离机构 ，其中智能端拾器（4）设置于机器人（1）的执行末端，用于薄板的拾取；定位机构设置于智能端拾器（4）的一端，用于定位被拾取的薄板；水平推动机构设置于定位机构上，用于水平推动位于被智能端拾器（4）拾取的薄板下方的粘连薄板；分离机构设置于智能端拾器（4）的另一端，用于剥离粘连薄板脱落。

2.根据权利要求1所述的压边型搬运薄板机器人，其特征在于，所述智能端拾器（4）包括智能端拾器本体和带风琴真空吸盘（3），其中智能端拾器本体为长方形结构，带风琴真空吸盘（3）设置于智能端拾器本体上，用于吸附薄板。

3.根据权利要求2所述的压边型搬运薄板机器人，其特征在于，所述定位机构包括直线模组和定位头（11）；

所述智能端拾器本体为长方形结构，且一端或两端沿长度方向设有滑槽（41），所述定位头（11）滑动连接在一滑槽（41）内；

所述直线模组设置于所述智能端拾器本体上，且与所述定位头（11）连接，所述直线模组用于驱动所述定位头（11）沿滑槽（41）滑动。

4.根据权利要求3所述的压边型搬运薄板机器人，其特征在于，所述定位头（11）包括从上至下依次连接的滑动部、导向斜面（12）及侧定位面（13），导向斜面（12）与侧定位面（13）之间的相交线为卡线（14），卡线（14）对薄板在高度方向定位。

5.根据权利要求4所述的压边型搬运薄板机器人，其特征在于，所述水平推动机构包括水平分离气缸（9），水平分离气缸（9）设置于所述侧定位面（13）的下方，且水平分离气缸杆（10）可沿水平方向伸缩。

6.根据权利要求2所述的压边型搬运薄板机器人，其特征在于，所述带风琴真空吸盘（3）包括定位件（15）及罩设于所述定位件（15）外侧的风琴（17），所述定位件（15）为倒置的T型结构，且沿轴向设有内部真空气道（16），内部真空气道（16）与风琴（17）的内腔连通。

7.根据权利要求2所述的压边型搬运薄板机器人，其特征在于，所述智能端拾器本体上至少设有五个所述带风琴真空吸盘（3），分别布置在智能端拾器本体的中心及两端。

8.根据权利要求1所述的压边型搬运薄板机器人，其特征在于，所述分离机构包括高度分离气缸（18）和风刀除尘器（5），所述高度分离气缸（18）设置于所述智能端拾器（4）的端部，且高度分离气缸杆（19）可沿高度方向伸缩，所述高度分离气缸（18）通过高度分离气缸杆（19）驱动粘连基板端部向下弯曲；所述风刀除尘器（5）用于向被拾取薄板与粘连薄板之间的间隙吹风。

9.根据权利要求8所述的压边型搬运薄板机器人，其特征在于，所述风刀除尘器（5）为风管，所述风管的进气端与外部气源连接，吹气端向下弯折。

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