CN116062476B

CN116062476B - 一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法及取片装置

Info

Publication number: CN116062476B
Application number: CN202310330737.9A
Authority: CN
Inventors: 赵建普; 唐鹏; 张嘉俊
Original assignee: Chengdu Siyue Intelligent Equipment Co ltd
Current assignee: Chengdu Siyue Intelligent Equipment Co ltd
Priority date: 2023-03-31
Filing date: 2023-03-31
Publication date: 2023-06-23
Anticipated expiration: 2043-03-31
Also published as: CN116062476A

Abstract

本发明涉及一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法及取片装置，属于智能仓储技术领域，包括如下步骤：S1：先在两机械臂上分别设置至少两个定位传感器；S2：机械臂对机械臂上放置的玻璃片进行取片时，处于同一纵深L位置的传感器先后感知到玻璃片，通过两定位传感器得出玻璃片纵深差为ΔL，而两机械臂之间的间距为R，此间距同样为两机械臂手臂之间的间距，然后计算出玻璃片倾斜角α；S3：根据S2中测出的倾斜角度，机械臂的旋转轴向倾斜方向旋转α角度，对玻璃片进行抓取。本申请具有减少玻璃片破损、提高出片合格率的优点。

Description

一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法及取片装置

技术领域

本发明涉及一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法及取片装置，属于智能仓储技术领域。

背景技术

如图1所示，目前需对玻璃片进行检测或加工作业时，需使用机械臂对玻璃片进行抓取和放置，机械臂抓取玻璃片后，将玻璃片从设备中取出或将玻璃片放置在设备中，进而便于对玻璃片进行检测或加工作业；机械臂在机械化生产作业中有着较为广泛的运用，是一种较为常见的工件转移、搬运设备，机械臂对玻璃片进行转移时，由于玻璃片自身较为硬脆的性质，因此在对玻璃片进行转移搬运时，对操作的精度要求较高；机械臂取玻璃片时，机械臂伸出手臂到达指定位置上升抓取玻璃片后，退出设备。完成取片过程；如图2所示，机械臂放玻璃片时，机械臂伸出手臂到达指定位置下降，放下玻璃片，进入设备，完成放片过程。

如图3和图4所示，机械臂对玻璃片进行抓取时，多采用视觉检测技术来控制机械臂的移动，上述方式对机械臂的控制精度较低，因此在对玻璃片转移搬运的过程中易造成玻璃片损坏的问题；而通过预存储的指令来控制机械臂进行工作，在对玻璃片进行抓取时，不进行玻璃片倾斜检测，机械臂的工作模式过于死板，当玻璃片存在倾斜问题时，机械臂的抓取过程很容易出现错误，机械臂进行取、放片时可能导致玻璃片与设备或卡夹之间碰撞，导致玻璃片破损。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法及取片装置。

第一方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法，包括如下步骤：

S1：先在两机械臂上分别设置至少两个定位传感器；

S2：机械臂对放置件上放置的玻璃片进行取片时，定位传感器先后感知到玻璃片，通过两定位传感器得出玻璃片纵深差为ΔL，而两机械臂之间的间距为R，此间距同样为两机械臂手臂之间的间距，因此由公式α=arctan（ΔL/R），得出玻璃片倾斜角α；

S3：根据S2中测出的倾斜角度，机械臂的旋转轴向倾斜方向旋转α角度，对玻璃片进行抓取。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步的，在S3中，机械臂通过定位传感器测出玻璃片的倾斜角度为α，机械臂与玻璃片之间的距离是H，根据公式

/>

，因此机械臂X轴的行走距离为ΔX。

进一步的，S3中根据公式

/>

，得出机械臂Y轴的行走距离为ΔY。

进一步的，在S3中，当旋转角度α过大时，为减少机械臂与设备之间易出现碰撞的问题，给旋转角度α一个设定值。

进一步的，在S3中：

a.机械臂根据测出的倾斜角度α，且到达取片指定位置。

b.①当倾斜角度α小于设定值时，机械臂旋转轴向倾斜方向旋转α角度；

②当倾斜角度α大于设定值时，机械臂先进行c步骤，再通过旋转轴向倾斜方向旋转α角度；

c.机械臂X轴向指定方向前进

/>

距离；

d.机械臂Y轴向指定方向前进

/>

，机械臂上升，通过机械臂上吸盘进行取片。

e.机械臂取到片后，旋转轴反向旋转α角度，回归正常取片位置，取出玻璃片。

进一步的，在S1中两定位传感器处于同一纵深L位置。

第二方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种机械手取玻璃片自动校正取片装置，包括支座、机械臂和两定位传感器，所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂均设置在支座上，两所述定位传感器分别设置在第一机械臂和第三机械臂上。

进一步的，所述第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂上分别设有与玻璃片相适配的吸盘。

进一步的，所述支座下端设有随动器，所述支座设有主控制器，所述主控制器分别与随动器和定位传感器相关联。

进一步的，所述主控制器还与吸盘相关联。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本申请通过在放置件上设置定位传感器，当需抓取的玻璃片出现倾斜问题时，通过两定位传感器可得出玻璃片的倾斜角度α，机械臂再对玻璃片进行抓取时，可旋转角度对玻璃片进行抓取，因此可减少在取、放片时，对玻璃片进行错误抓取的问题，从而可保证对玻璃片的抓取精度；

2、本申请为减少当α角度过大时，机械臂与设备之间易出现碰撞的问题，因此先给旋转角度α一个设定值β，当倾斜角度α小于设定值时，机械臂旋转轴向倾斜方向旋转α角度；当倾斜角度α大于设定值时，机械臂优先进行c步骤，再通过旋转轴向倾斜方向旋转α角度；机械臂X轴向指定方向前进

/>

距离；机械臂Y轴向指定方向前进 />

/>

，机械臂上升，通过机械臂上吸盘进行取片；机械臂取到片后，旋转轴反向旋转α角度，回归正常取片位置，取出玻璃片，通过对旋转角度设置设定值β，实现对玻璃片抓取的同时，还可减少机械臂与设备之间碰撞的问题；

3、本申请通过在机械臂上设置定位传感器，当机械臂靠近玻璃片时，两定位传感器可先后感知到玻璃片，两定位传感器配合可得出玻璃片纵深差为ΔL，两机械臂之间的距离是一定的，因此可对玻璃片的倾斜角度进行计算，因此在机械臂对玻璃片进行抓取时，机械臂可倾斜角度进行抓取，当机械臂将玻璃片抓取到位后，可带动玻璃片进行旋转,进而可使倾斜的玻璃片恢复水平状态，从而便于对玻璃片进行取片和放片。

附图说明

图1为本申请背景技术中对玻璃片取片时的示意图；

图2为本申请背景技术中对玻璃片放片时的示意图；

图3为本申请背景技术中玻璃片倾斜时取片的示意图；

图4为本申请背景技术中玻璃片倾斜时放片的示意图；

图5为本申请实施例中凸显定位传感器的示意图；

图6为本申请实施例中取片定位的过程示意图1；

图7为本申请实施例中取片定位的过程示意图2；

图8为本申请实施例中S3中a步骤的示意图；

图9为本申请实施例中S3中b步骤的示意图；

图10为本申请实施例中S3中c步骤的示意图；

图11为本申请实施例中S3中d步骤的示意图；

图12为本申请实施例中S3中e步骤的示意图。

图中，1、支座；11、定位传感器；2、机械臂；21、第一机械臂；22、第二机械臂；23、第三机械臂；3、随动器；31、旋转轴；32、伸出臂；4、设备；5、玻璃片。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请中所说的定位传感器处于同一纵深位置，是指设置在机械臂上的定位传感器到支座的距离相同；本申请中所说相关联是指模块之间有信号输送，存在控制或被控制的关系。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法的实施例

如图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法包括如下步骤：

S1：先在两机械臂2上端分别设置两定位传感器11，且两定位传感器11的高度相同，即两个定位传感器处于同一纵深L；

通过在两机械臂2上设置定位传感器11，当机械臂2对玻璃片5进行抓取时，机械臂2上的定位传感器11可先感知到玻璃片5，通过定位传感器11可对机械臂2与玻璃片5之间的纵深差进行测量，减少了机械臂2上缺少传感器时，机械臂2对玻璃片5进行抓取时，机械臂2易出现损坏玻璃片5的问题，通过设置定位传感器11，可大大减少此类问题的出现，从而可保证被抓取玻璃片5的合格率。

S2：机械臂2对放置件上放置的玻璃片5进行取片时，处于同一纵深位置的定位传感器11先后感知到玻璃片5，通过两定位传感器11得出玻璃片5纵深差为ΔL，而两机械臂2之间的间距为R，此间距同样为两机械臂2手臂之间的间距，因此由公式α=arctan（ΔL/R），得出玻璃片5倾斜角α；

两定位传感器11通过配合可对存在倾斜问题的玻璃片5的倾斜纵深差进行感知，而两机械臂2之间的距离是一定的，因此便于通过上述公式对玻璃片5的倾斜角度进行测量，得出玻璃片5的倾斜角度，从而便于对玻璃片5进行抓取。

S3：根据S2中测出玻璃片5的倾斜角度α，机械臂2与玻璃片5之间的距离是H，根据公式∆X=H*tanα，因此机械臂2X轴的行走距离为ΔX，S3中根据公式∆Y=∆X*sinα，得出机械臂2Y轴的行走距离为ΔY，当旋转角度α过大时，为减少机械臂2与设备4之间易出现碰撞的问题，给旋转角度α一个设定值β，所述设定值β为锐角，具体可根据机械臂2与设备4的尺寸来设计，优选为所20度~60度，所述机械臂2对玻璃片5的具体抓取过程为：

a.机械臂2根据测出的倾斜角度α，且到达取片指定位置。

b.①当倾斜角度α小于设定值β时，机械臂2的旋转轴31向倾斜方向旋转α角度；

②当倾斜角度α大于设定值β时，机械臂2优先进行c步骤，再通过旋转轴31向倾斜方向旋转α角度；

c.机械臂2X轴向指定方向前进∆X距离；

d.机械臂2Y轴向指定方向前进∆Y距离，机械臂2上升，通过机械臂2上吸盘进行取片；

e.机械臂2取到片后，旋转轴31反向旋转α角度，回归正常取片位置，取出玻璃片5。

如图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，在S3中对玻璃片5进行抓取时，机械臂2与玻璃片5之间的距离H是一定的，根据在S2中计算出的玻璃片5的倾斜角度，因此可根据公式对机械臂2X轴的行走距离进行计算，同时也可根据公式对机械臂2Y轴的行走距离进行计算，使用机械臂2对玻璃片5进行抓取前，先给旋转角度一个设定值，当玻璃片5实际的倾斜角度α小于设定值β时，机械臂2先旋转α，机械臂2X轴先向指定方向前进∆X距离，机械轴Y轴再向指定方向前进∆Y距离，同时机械臂2上升，机械臂2上的吸盘与玻璃片5相抵触，即可实现对玻璃片5的抓取；当玻璃片5实际的倾斜角度α大于设定值β时，机械臂2X轴先向指定方向前进∆X距离，机械臂2Y轴再向指定方向前进∆Y距离，然后机械臂2再通过旋转轴31向倾斜方向旋转α角度，然后机械臂2上升，机械臂2上吸盘与玻璃片5相抵触，即可实现对玻璃片5的抓取，同时通过设置设定值角度β，可减少机械臂2与设备4之间碰撞的问题，从而对机械臂2和设备4起到一定的保护作用；通过上述步骤对放置架上放置的玻璃片5进行取放，可降低机械臂2取、放片过程中可能出现的玻璃片5破损问题出现的概率，可保证出片的合格率。

一种机械手取玻璃片自动校正取片装置的实施例

如图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，一种机械手取玻璃片自动校正取片装置包括支座1、机械臂2和两定位传感器11，机械臂2包括第一机械臂21、第二机械臂22和第三机械臂23，第一机械臂21、第二机械臂22和第三机械臂23均设置在支座1上，支座1对第一机械臂21、第二机械臂22和第三机械臂23起到主要的安装作用，当需对玻璃片5进行抓取时，支座1、第一机械臂21、第二机械臂22和第三机械臂23，可一起进行倾斜旋转和运动，从而便于对玻璃片5进行抓取；两定位传感器11分别设置在第一机械臂21和第三机械臂23上，第一机械臂21、第二机械臂22和第三机械臂23伸出对玻璃片5进行抓取时，通过定位传感器11便于对玻璃片5的位置信息进行采集，从而便于对玻璃片5进行精准的抓取。

如图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，第一机械臂21和第二机械臂22上分别设有与玻璃片5相适配的吸盘，吸盘的吸附原理为真空吸附，当第一机械臂21和第二机械臂22靠近玻璃片5时，吸盘与玻璃片5相接触后，即可对玻璃片5进行吸附。

如图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，支座1下端设有随动器3，随动器3包括旋转轴31和伸出臂32，通过设置随动器3、支座1、第一机械臂21和第二机械臂22，可进行旋转、还可进行X轴和Y轴运动，从而便于对第一机械臂21和第二机械臂22进行驱动，从而便于对玻璃片5进行抓取；支座1设有主控制器，主控制器分别与随动器3和定位传感器11相关联，主控制器还与吸盘相关联，通过主控制器便于对随动器3、定位传感器11和吸盘进行控制，而且主控制器可对定位传感器11传递而来的数据进行处理和计算，从而便于控制随动器3对第一机械臂21和第二机械臂22进行控制，从而便于对玻璃片5进行抓取。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：先在两机械臂（2）上分别设置至少两个定位传感器（11）；

S2：机械臂（2）对放置件上放置的玻璃片（5）进行取片时，定位传感器（11）先后感知到玻璃片（5），通过两定位传感器（11）得出玻璃片（5）纵深差为ΔL，而两机械臂（2）之间的间距为R，此间距同样为两机械臂（2）手臂之间的间距，因此由公式α=arctan（ΔL/R），得出玻璃片（5）倾斜角α；

S3：根据S2中测出的倾斜角度，机械臂（2）的旋转轴（31）向倾斜方向旋转α角度，对玻璃片（5）进行抓取；机械臂（2）通过定位传感器（11）测出玻璃片（5）的倾斜角度为α，机械臂（2）与玻璃片（5）之间的距离是H，根据公式∆X=H*tanα，因此机械臂（2）X轴的行走距离为ΔX；根据公式∆Y=∆X*sinα，得出机械臂（2）Y轴的行走距离为ΔY；当旋转角度α过大时，给旋转角度α一个设定值β，β为锐角；

a.机械臂（2）根据测出的倾斜角度α，且到达取片指定位置；

b.①当倾斜角度α小于设定值β时，机械臂（2）的旋转轴（31）向倾斜方向旋转α角度；

②当倾斜角度α大于设定值β时，机械臂（2）先进行c步骤，再通过旋转轴（31）向倾斜方向旋转α角度；

c.机械臂（2）X轴向指定方向前进∆X距离；

d.机械臂（2）Y轴向指定方向前进∆Y距离，机械臂（2）上升，通过机械臂（2）上吸盘进行取片；

e.机械臂（2）取到片后，旋转轴（31）反向旋转α角度，回归正常取片位置，取出玻璃片（5）。

2.根据权利要求1所述的一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法，其特征在于：在S1中两定位传感器（11）处于同一纵深L位置。

3.一种机械手取玻璃片自动校正取片装置，采用权利要求1-2任一项所述的一种机械手取玻璃片自动校正取片的方法，其特征在于：包括支座（1）、机械臂（2）和两定位传感器（11），所述机械臂（2）包括第一机械臂（21）、第二机械臂（22）和第三机械臂（23），所述第一机械臂（21）、第二机械臂（22）和第三机械臂（23）均设置在支座（1）上，两所述定位传感器（11）分别设置在第一机械臂（21）和第三机械臂（23）上。

4.根据权利要求3所述的一种机械手取玻璃片自动校正取片装置，其特征在于：所述第一机械臂（21）、第二机械臂（22）和第三机械臂（23）上分别设有与玻璃片（5）相适配的吸盘。

5.根据权利要求4所述的一种机械手取玻璃片自动校正取片装置，其特征在于：所述支座（1）下端设有随动器（3），所述支座（1）设有主控制器，所述主控制器分别与随动器（3）和定位传感器（11）相关联。

6.根据权利要求5所述的一种机械手取玻璃片自动校正取片装置，其特征在于：所述主控制器还与吸盘相关联。