CN115180404A - 一种搬运薄板的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于薄板搬运技术领域，特别涉及一种搬运薄板的方法及装置。该搬运薄板的方法是，通过机器人带动搬运薄板装置至薄板的上表面，搬运薄板装置通过设置于框架上的多组自适应真空吸附组件吸附薄板上表面，自适应真空吸附组件的吸附端与薄板上表面柔性接触，且自适应真空吸附组件根据薄板上表面轮廓进行自适应调节。本发明采用多个自适应真空吸附组件吸附薄板，自适应真空吸附组件能自适应薄板的小曲率表面或阶梯面，吸附灵活，安全可靠，节省人力，工作效率高。

Description

一种搬运薄板的方法及装置

技术领域

本发明属于薄板搬运技术领域，特别涉及一种搬运薄板的方法及装置。

背景技术

汽车装备行业内，在汽车装配过程中，由于装配区空间有限，装配物料无法全部放置在装配区内供装配工人使用，通常会单独设置仓储区，仓储区用于专门存放物料。在装配过程中，由小车定时定量将仓储区的物料运送至装配区内，而汽车挡风玻璃由于其材料的易碎性，汽车挡风玻璃在长途运输而来时，便将汽车挡风玻璃固定在承载工装内，为了避免在厂区周转的过程中避免发生意外，通过并不会将固定汽车挡风玻璃的装置拆除，而是直接运输送装配区处，由装配工人将固定装置拆除后，再将汽车挡车玻璃吊装装配，显然这明显会耽误工作效率，增加用工工时。但是提前拆开紧固装置会导致汽车挡风玻璃缺乏固定，而在人工搬运运送过程中容易发生意外，造成严重的损失。目前，汽车玻璃在搬运时无法很好地固定和减震，这样就无法实现对于汽车玻璃在搬运时的缓冲和保护，在搬运时可能会因为发生碰撞导致汽车玻璃的损坏，造成不必要的经济损失。曲面屏透明件正在成为流行趋势，由于曲面汽车不是纯平的玻璃板，其带有一定的弧度，现有吸盘转移装置吸附曲面玻璃时往往出现吸盘边沿漏出缝隙，导致吸附不上的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种搬运薄板的方法及装置，以解决现有搬运装置及方法吸附曲面玻璃时容易出现吸盘边沿漏出缝隙，导致吸附不上，造成严重的损失的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一实施了提供一种搬运薄板的方法，该搬运薄板的方法是通过机器人带动搬运薄板的装置至薄板的上表面，搬运薄板的装置通过设置于框架上的多组自适应真空吸附组件吸附薄板上表面，自适应真空吸附组件的吸附端与薄板上表面柔性接触，且自适应真空吸附组件根据薄板上表面轮廓进行自适应调节。

在一种可能实现的方式中，所述自适应真空吸附组件包括气缸、导向套筒、导向杆及吸盘，其中导向套筒固定在框架上，气缸设置于导向套筒的上端，导向杆的一端插设于导向套筒内且通过浮动接头与气缸的输出端连接，导向杆的另一端通过转接头与吸盘连接；通过吸盘在薄板的上表面进行柔性吸附，浮动接头能使吸盘与薄板的上表面自适应调节。

在一种可能实现的方式中，所述吸盘包括硬质定位体及套装在硬质定位体外侧的外部橡胶风琴，硬质定位体上沿轴向设有真空气道槽，硬质定位体的上端设有真空源机械接口，真空源机械接口与真空源连接，通过外部橡胶风琴与薄板上表面柔性吸附，硬质定位体与薄板上表面定位接触。

在一种可能实现的方式中，所述薄板包括小曲率薄板和阶梯薄板组件；

所述自适应真空吸附组件吸附小曲率薄板或阶梯薄板组件的过程包括以下步骤：

气缸为单杆双作用带锁气缸，单杆双作用带锁气缸解除锁定；

吸盘的外部橡胶风琴与小曲率薄板或阶梯薄板组件的上表面密封接触；

吸盘抽真空；

硬质定位体与小曲率薄板的上表面接触且相对滑动，导向杆相对气缸的输出端摆动，从而调整硬质定位体位姿，使硬质定位体的接触端面与小曲率薄板的上凸小曲率曲面相切；或硬质定位体的接触端面与阶梯薄板组件的上表面接触；

锁定气缸,完成所述自适应真空吸附组件对小曲率薄板或阶梯薄板组件的吸附。

本发明另一实施例提供一种搬运薄板的装置，包括转接法兰、框架及自适应真空吸附组件，其中框架上排列有多组自适应真空吸附组件，框架的一端设有转接法兰，转接法兰用于与机器人连接；

自适应真空吸附组件包括气缸、导向套筒、导向杆及吸盘，其中导向套筒固定在框架上，气缸设置于导向套筒的上端，导向杆的一端插设于导向套筒内且通过浮动接头与气缸的输出端连接，导向杆的另一端通过转接头与吸盘连接；吸盘用于在薄板的上表面柔性吸附，浮动接头能使吸盘与薄板的上表面轮廓自适应调节。

在一种可能实现的方式中，所述气缸包括锁头部件、缸体及活塞杆，其中锁头部件连接在缸体的前端，锁头部件与所述导向套筒的上端连接；活塞杆的一端通过活塞与缸体内壁滑动配合，活塞杆的另一端穿过锁头部件与所述浮动接头连接。

在一种可能实现的方式中，所述气缸为单杆双作用带锁气缸。

在一种可能实现的方式中，所述导向杆相对所述活塞杆的浮动角度为0-5°。

在一种可能实现的方式中，所述吸盘包括硬质定位体及套装在硬质定位体外侧的外部橡胶风琴，硬质定位体上沿轴向设有真空气道槽，硬质定位体的上端设有真空源机械接口。

在一种可能实现的方式中，所述自适应真空吸附组件的排列方式为m行n列，其中m≥2；n≥2。

本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种搬运薄板的方法及装置，采用多个自适应真空吸附组件吸附薄板，自适应真空吸附组件能自适应薄板的小曲率表面或阶梯面，吸附灵活，安全可靠，节省人力，工作效率高。设备模块化，标准化程度高，便于人机工程学操作。

本发明通过多个自适应真空吸附组件进行多点式吸附，以便适应具有小曲率结构或阶梯结构的薄板吸附；同时通过每一个自适应真空吸附组件自身的浮动特性，适应吸附点的薄板表面结构，提高吸附能力，保证安全可靠。

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为本发明一种搬运薄板的装置的结构示意图；

图2为本发明中自适应真空吸附组件的结构示意图；

图3为小曲率薄板的结构示意图；

图4为阶梯薄板组件的结构示意图；

图中：1为转接法兰，2为框架，3为L型连接板，4为气缸，401为锁头部件，402为缸体，403为活塞杆，5为导向套筒，6为浮动接头，7为导向杆，8为转接头，9为吸盘，901为硬质定位体，902为真空气道槽，903为真空源机械接口，904为外部橡胶风琴，10为小曲率薄板，101为上凸小曲率曲面，102为四边，103为圆角，11为阶梯薄板组件，111为玻璃框，112为内层玻璃，113为外层玻璃。

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。

本发明一实施例提供一种搬运薄板的方法，吸附曲面薄板或阶梯面时不会出现吸盘边沿漏出缝隙，吸附安全可靠，提高工作效率的同时保证安全性。参见图1所示，该搬运薄板的方法是，机器人带动搬运薄板的装置至薄板的上表面，搬运薄板的装置通过设置于框架3上的多组自适应真空吸附组件吸附薄板上表面，自适应真空吸附组件的吸附端与薄板上表面柔性接触，且自适应真空吸附组件根据薄板上表面轮廓进行自适应调节。

参见图1、图2所示，本发明一实施例中，自适应真空吸附组件包括气缸4、导向套筒5、导向杆7及吸盘9，其中导向套筒5固定在框架3上，气缸4设置于导向套筒5的上端，导向杆7的一端插设于导向套筒5内且通过浮动接头6与气缸4的输出端连接，导向杆7的另一端通过转接头8与吸盘9连接；通过吸盘9在薄板的上表面进行柔性吸附，浮动接头6能使吸盘9与薄板的上表面轮廓自适应调节。

参见图2所示，本发明一实施例中，吸盘9包括硬质定位体901及套装在硬质定位体901外侧的外部橡胶风琴904，硬质定位体901上沿轴向设有真空气道槽902，硬质定位体901的上端设有真空源机械接口903。通过外部橡胶风琴904与薄板上表面柔性吸附，硬质定位体901与薄板上表面定位接触。

参见图3、图4所示，薄板包括小曲率薄板10和阶梯薄板组件11。参见图3所示，小曲率薄板10具有上凸小曲率曲面101，上凸小曲率曲面101的四边102具有圆角103。参见图4所示，阶梯薄板组件11包括玻璃框111及设置于玻璃框111内的内层玻璃112和外层玻璃113，内层玻璃112和外层玻璃113平行非共面。

具体地，自适应真空吸附组件吸附小曲率薄板10或阶梯薄板组件11的过程包括以下步骤：

气缸4为单杆双作用带锁气缸，单杆双作用带锁气缸解除锁定；

吸盘9的外部橡胶风琴904与小曲率薄板10或阶梯薄板组件11的上表面柔性接触，形成密封接触；当吸附小曲率薄板10时，外部橡胶风琴904与小曲率薄板10的上凸小曲率曲面101接触变形，形成密封接触，这样通过多个阵列排列的自适应真空吸附组件多点式吸附小曲率薄板10；当吸附阶梯薄板组件11时，通过多点吸附的方式实现内层玻璃112和外层玻璃113的吸附；

吸盘9抽真空；

当吸附小曲率薄板10时，硬质定位体901与小曲率薄板10的上表面接触且相对滑动，同时外部橡胶风琴904弹性变形，导向杆7相对气缸4的输出端摆动，从而调整硬质定位体901位姿，使硬质定位体901的接触端面与小曲率薄板10的上凸小曲率曲面101相切，上凸小曲率曲面101的凸点容纳于吸盘9的真空气道槽902内；当吸附阶梯薄板组件11时，硬质定位体901的接触端面与阶梯薄板组件11的上表面接触；

锁定气缸4；具体地，单杆双作用带锁气缸的第三气管供给压缩空气减为正常大气压，第三气管的气压不能抵消弹簧制动器的的弹力，弹簧制动器的弹力释放，制动器瓦片运动，缸体402和活塞杆403在任意长度被制动器瓦片抱紧，防止缸体402和活塞杆403相对移动；

完成自适应真空吸附组件对小曲率薄板10或阶梯薄板组件11的吸附。

机器人将小曲率薄板10或阶梯薄板组件11解除真空吸附关系为逆操作。

本实施例中，搬运薄板的装置设置在助力机械手上，助力机械手购置于江阴同力工业自动化有限公司，型号为TLJXS-50。助力机械手是固定在某个工位上，只能在可操作的工作半径内运作。助力机械手采用力的平衡原理，通过空压机产生的气压使物料在提升或下降时呈悬浮状态,达到零重力或者微重力，操作手柄上的按钮实现轻松移载、工件精准定位、多方位操作功能，具有夹取物料品种广泛、操作简单、安全高效等特点。

本实施例中，小曲率薄板10为客车前挡风玻璃，具有小曲率特性。阶梯薄板组件11的内层玻璃112和外层玻璃113均为平面客车玻璃。

本发明一实施例提供的一种搬运薄板的方法，操作简单，通过自适应真空吸附组件的浮动结构自适应挡风玻璃的小曲率特性，增加安全性，这与操作者的操作经验关系较小，避免了对于熟练技术工人的依赖，节省人工，工作效率高，便于人机工程学操作。

基于上述设计构思，本发明另一实施例提供一种搬运薄板的装置，实现曲面或阶梯面薄板的安全可靠吸附及搬运，不会出现吸盘边沿漏出缝隙，提高工作效率的同时保证安全性。参见图1所示，该搬运薄板的装置，包括转接法兰1、框架3及自适应真空吸附组件，其中框架3上排列有多组自适应真空吸附组件，框架3的一端设有转接法兰1，转接法兰1用于与机器人连接。参见图2所示，自适应真空吸附组件包括气缸4、导向套筒5、导向杆7及吸盘9，其中导向套筒5固定在框架3上，气缸4设置于导向套筒5的上端，导向杆7的一端插设于导向套筒5内且通过浮动接头6与气缸4的输出端连接，导向杆7的另一端通过转接头8与吸盘9连接；吸盘9用于在薄板的上表面进行柔性吸附，浮动接头6能使吸盘9与薄板的上表面轮廓自适应调节。

参见图2所示，本发明的另一实施例中，气缸4包括锁头部件401、缸体402及活塞杆403，其中锁头部件401连接在缸体402的前端，锁头部件401与导向套筒5的上端连接；活塞杆403的一端通过活塞与缸体402内壁滑动配合，活塞杆403的另一端穿过锁头部件401与浮动接头6连接。

本实施例中，气缸4为单杆双作用带锁气缸。单杆双作用带锁气缸为市购产品，购置于SMC；型号为MDNBF32-125-D-M9PL。单杆双作用带锁气缸含有三个气孔，其中两个气孔和正常单杆双作用气缸一样，可以控制活塞杆403的上下运动。活塞杆403的头部将缸体402内部分成上方无杆腔和下方有杆腔，第三个气孔可以将缸体402和活塞杆403在任意长度位置锁定。第三个气孔加压缩空气导致克服弹簧力将缸体402和活塞杆403在任意长度摩擦解除锁定，优点是突然断电断气状态下，将缸体402和活塞杆403在任意长度位置相对锁定。

具体地，浮动接头6的一端连接活塞杆403，浮动接头6的另外一端连接导向杆7。浮动接头6成为活塞杆403和导向杆7的球副，塞杆403和导向杆7的浮动角度为0-5°。浮动接头为市购产品，品牌：SMC；型号：JA30-10-125。

本发明的另一实施例中，导向套筒5可以收纳活塞杆403、浮动接头6和导向杆7，导向套筒5可以控制收纳状态的塞杆403和导向杆7的浮动角度。

进一步地，导向套筒5通过L型连接板3与框架3连接。导向杆7的另一端通过转接头8与吸盘9连接。

参见图2所示，本发明的另一实施例中，吸盘9包括硬质定位体901及套装在硬质定位体901外侧的外部橡胶风琴904，硬质定位体901上沿轴向设有真空气道槽902，硬质定位体901的上端设有真空源机械接口903。

本发明的另一实施例中，框架3为铝型材框架，框架3上排列有m行n列自适应真空吸附组件，其中m≥2；n≥2，可对小曲率薄板10或阶梯薄板组件11进行吸附搬运。参见图3所示，小曲率薄板10具有上凸小曲率曲面101，上凸小曲率曲面101的四边102具有圆角103。参见图4所示，阶梯薄板组件11包括玻璃框111及设置于玻璃框111内的内层玻璃112和外层玻璃113。本实施例中，框架3上列有3行×4列自适应真空组件。

本发明另一实施例提供的一种搬运薄板的装置，采用多个自适应真空吸附组件吸附薄板，自适应真空吸附组件能自适应薄板的小曲率表面或阶梯面，吸附灵活，安全可靠，节省人力，工作效率高。本发明设备模块化，标准化程度高，便于人机工程学操作。

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 (10)

1.一种搬运薄板的方法，其特征在于，该搬运薄板的方法是，通过机器人带动搬运薄板装置至薄板的上表面，搬运薄板装置通过设置于框架(3)上的多组自适应真空吸附组件吸附薄板上表面，自适应真空吸附组件的吸附端与薄板上表面柔性接触，且自适应真空吸附组件根据薄板上表面轮廓进行自适应调节。

2.根据权利要求1所述的搬运薄板的方法，其特征在于，所述自适应真空吸附组件包括气缸(4)、导向套筒(5)、导向杆(7)及吸盘(9)，其中导向套筒(5)固定在框架(3)上，气缸(4)设置于导向套筒(5)的上端，导向杆(7)的一端插设于导向套筒(5)内且通过浮动接头(6)与气缸(4)的输出端连接，导向杆(7)的另一端通过转接头(8)与吸盘(9)连接；通过吸盘(9)在薄板的上表面进行柔性吸附，浮动接头(6)能使吸盘(9)与薄板的上表面自适应调节。

3.根据权利要求2所述的搬运薄板的方法，其特征在于，所述吸盘(9)包括硬质定位体(901)及套装在硬质定位体(901)外侧的外部橡胶风琴(904)，硬质定位体(901)上沿轴向设有真空气道槽(902)，硬质定位体(901)的上端设有真空源机械接口(903)，真空源机械接口(903)与真空源连接，通过外部橡胶风琴(904)与薄板上表面柔性吸附，硬质定位体(901)与薄板上表面定位接触。

4.根据权利要求3所述的搬运薄板的方法，其特征在于，所述薄板包括小曲率薄板(10)和阶梯薄板组件(11)；

所述自适应真空吸附组件吸附小曲率薄板(10)或阶梯薄板组件(11)的过程包括以下步骤：

气缸(4)为单杆双作用带锁气缸，单杆双作用带锁气缸解除锁定；

吸盘(9)的外部橡胶风琴(904)与小曲率薄板(10)或阶梯薄板组件(11)的上表面密封接触；

吸盘(9)抽真空；

硬质定位体(901)与小曲率薄板(10)的上表面接触且相对滑动，导向杆(7)相对气缸(4)的输出端摆动，从而调整硬质定位体(901)位姿，使硬质定位体(901)的接触端面与小曲率薄板(10)的上凸小曲率曲面(101)相切；或硬质定位体(901)的接触端面与阶梯薄板组件(11)的上表面接触；

锁定气缸(4),完成所述自适应真空吸附组件对小曲率薄板(10)或阶梯薄板组件(11)的吸附。

5.一种搬运薄板的装置，其特征在于，包括转接法兰(1)、框架(3)及自适应真空吸附组件，其中框架(3)上排列有多组自适应真空吸附组件，框架(3)的一端设有转接法兰(1)，转接法兰(1)用于与机器人连接；

自适应真空吸附组件包括气缸(4)、导向套筒(5)、导向杆(7)及吸盘(9)，其中导向套筒(5)固定在框架(3)上，气缸(4)设置于导向套筒(5)的上端，导向杆(7)的一端插设于导向套筒(5)内且通过浮动接头(6)与气缸(4)的输出端连接，导向杆(7)的另一端通过转接头(8)与吸盘(9)连接；吸盘(9)用于在薄板的上表面柔性吸附，浮动接头(6)能使吸盘(9)与薄板的上表面轮廓自适应调节。

6.根据权利要求5所述的搬运薄板的装置，其特征在于，所述气缸(4)包括锁头部件(401)、缸体(402)及活塞杆(403)，其中锁头部件(401)连接在缸体(402)的前端，锁头部件(401)与所述导向套筒(5)的上端连接；活塞杆(403)的一端通过活塞与缸体(402)内壁滑动配合，活塞杆(403)的另一端穿过锁头部件(401)与所述浮动接头(6)连接。

7.根据权利要求6所述的搬运薄板的装置，其特征在于，所述气缸(4)为单杆双作用带锁气缸。

8.根据权利要求6所述的搬运薄板的装置，其特征在于，所述导向杆(7)相对所述活塞杆(403)的浮动角度为0-5°。

9.根据权利要求5所述的搬运薄板的装置，其特征在于，所述吸盘(9)包括硬质定位体(901)及套装在硬质定位体(901)外侧的外部橡胶风琴(904)，硬质定位体(901)上沿轴向设有真空气道槽(902)，硬质定位体(901)的上端设有真空源机械接口(903)。

10.根据权利要求5所述的搬运薄板的装置，其特征在于，所述自适应真空吸附组件的排列方式为m行n列，其中m≥2；n≥2。

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