CN117182875A - 自动取件装置及工件位置修正系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了自动取件装置及工件位置修正系统，包括机械臂、放置盘、一对固定柱和横杆，所述固定柱和横杆形成固定架，所述固定柱顶部设有定位器a和定位器b，所述横杆顶部表面中心处设有伺服电机，所述伺服电机的伸缩杆竖直向下贯穿横杆伸出，所述伸缩杆底端设有冲击头，所述机械臂末端设有放置盘，所述放置盘上设有定位器c，所述放置盘上设有工件，所述伸缩杆与横杆重叠处设有定位器d。通过UWB无线定位方法和勾股定理确定定位器d11和工件9与冲击头7的接触点间距，合力达到准确的工件9位置定位，再确定伸缩杆6和冲击头7的长度，以保证伸缩杆6伸长的耗时能达到最优化，减少取件过程的时间，增加工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及自动取件技术领域，尤其涉及自动取件装置及工件位置修正系统。
背景技术
随着科技的日益发展，在生产加工作业中，原来采用的人工流水线操作，已逐渐被全机械自动化生产线所替代，进而有效地节省人力成本，特别是规范化的工业生产领域，已采用高科技的工业机器人设备作为生产线上的加工节点，取代人手加工，利用工业机器人具有的稳定性高、承重量大以及操作精准等优点来进行现代化的生产加工，并已逐渐普及到各大型全机械自动化生产线上。
公布号为：CN 110465926 A的“一种工业机器人自动取件系统”，本发明涉及机器人技术领域，提供一种工业机器人自动取件系统，包括旋转取件装置、传送带、净化装置以及除尘装置，所述旋转取件装置包括转盘和吸杆，所述吸杆随所述转盘的旋转而将工件吸取并转移位置；传送带用于运送工件，传送带上设有固定工件的固定台，所述转盘将所述吸杆移动至所述固定台上吸取工件；净化装置设有向所述固定台朝向的离子喷射口，所述净化装置通过所述离子喷射口对工件作离子风喷射；除尘装置设有对所述固定台上的工件作尘吸的吸尘风机。本发明对整体结构作改进，让工件在被拾取前先作预处理，该预处理主要对待处理工件上的杂质作清除，从而让取件装置能准确地吸取工件并作有效分离，有效地降低工件的漏取率，提高加工质量。
公布号为：CN 108638459 A的“一种改进型注塑件取件装置”，本发明公开了一种改进型注塑件取件装置，包括轨道机架、升降臂机构和取件机构，所述取件机构包括取件板、螺纹套安装柱和取件柱，所述取件板中心通过电动转轴连接到所述升降臂机构的升降臂下端，所述螺纹套安装柱垂直安装在所述取件板一侧，所述取件柱垂直安装在所述取件板另一侧，所述取件柱端部安装有取件吸盘，所述螺纹套安装柱包括柱体、从所述柱体端部伸出的螺纹套定位柱和径向胀紧机构，所述径向胀紧机构包括设在所述螺纹套定位柱内的驱动机构、径向设在驱动机构侧面的滑道以及与所述滑道滑动配合的胀紧块。本发明不仅节约了时间，提高了效率更加降低了人工成本或设备成本，并且能保证螺纹套安装位置的准确性。
现有的取件系统大多为吸盘类或磁吸类，对工件和装置整理的整洁度有一定的要求，在清理过程中较为麻烦，对不同材质的零件也很难起到相同的作用，因为，本发明提出了一种自动取件装置及工件位置修正系统，利用UWB无线定位和勾股定理分别定位工件位置，再利用伺服电机和冲击头对工件进行冲击进行取件工作，确保每次冲击冲击头和伸缩杆的长度能正好取下工件，不会多伸出，也不会少伸出，减少取件过程的时间，增加工作效率。
发明内容
针对上述问题，本发明提供自动取件装置及工件位置修正系统，具体如下，
包括机械臂、放置盘、一对固定柱和横杆，所述固定柱和横杆形成固定架，所述固定柱顶部设有定位器a和定位器b，所述横杆顶部表面中心处设有伺服电机，所述伺服电机的伸缩杆竖直向下贯穿横杆伸出，所述伸缩杆底端设有冲击头，所述机械臂末端设有放置盘，所述放置盘上设有定位器c，所述放置盘上设有工件，所述伸缩杆与横杆重叠处设有定位器d。
所述冲击头为橡胶材质。
所述机械臂底座和伺服电机位置在同一直线上。
所述定位器a、b、c、d与处理器连接处理信息。
S1：采用UWB无线定位，通过定位器a、定位器b、定位器c，三个合起形成三角形，利用限制腰长的方式控制工件的位置。
S2：利用定位器d限定定位器c的高度，避免定位器c的高度高于定位器d的高度。
S3：再利用定位器d与工件处于垂直状态，定位器c和工件与冲击头接触点的间距为固定距离，定位器c、定位器d和工件与冲击头接触点形成直角三角形，
S4：通过设定定位器a和定位器c，定位器b和定位器c之间间距可以得到一个定位器c和定位器d的间距范围，定位器c和工件与冲击头的接触点间距固定，通过勾股定理在确定定位器d和工件与冲击头的接触点间距范围。
S5：将定位器d和工件与冲击头的接触点间距范围分为区间范围和预防范围。
S6：设定伸缩杆伸出的长度，推动冲击头接触工件，撞击工件进行取件工作。
定位器d的位置是固定的，通过设定定位器a和定位器c，定位器b和定位器c之间间距可以得到一个定位器c和定位器d的间距范围，定位器c和工件与冲击头的接触点间距固定，通过勾股定理可以得出：
X2+Y2＝Z2
其中，X为定位器c和工件与冲击头的接触点间距，Y为定位器d和工件与冲击头的接触点间距，Z为定位器c和定位器d的间距，知道X和Z的范围区间，可以得出Y的区间范围，在这个范围内再分为正常的区间范围和预防范围。
本发明的有益效果：
1.本发明通过UWB无线定位方法和定位器c、定位器d和工件与冲击头接触点形成直角三角形，再利用勾股定理确定定位器d和工件与冲击头的接触点间距，合力达到准确的工件位置定位，再确定伸缩杆和冲击头的长度，以保证伸缩杆伸长的耗时能达到最优化，减少取件过程的时间，增加工作效率。
2.采用本发明的方式进行取件工作不需要担心工件表面灰尘对取件工作的干扰，减少养护或清尘的时间。
3.本发明的方法中设定的定位器d和工件与冲击头的接触点间距有正常的区间范围和预防范围，两种范围值能够确保装置正常的运作，同时预防范围下能够对工作人员进行提示，辅助工作人员对装置运行状态的判定，及时对装置进行检修，避免装置会在错误的状态下运行，造成更大的损失，保障公司财物的安全。
附图说明
图1为本发明的工件位置修正系统流程图；
图2为本发明的整体结构示意图；
图3为本发明的固定架结构示意图；
图4为本发明的UWB无线定位示意图；
图5为本发明的冲击棒结构位置示意图；
图6为本发明的定位器在坐标轴内结构位置示意图。
图中：1、固定柱；2、定位器a；3、定位器b；4、横杆；5、伺服电机；6、伸缩杆；7、冲击头；8、放置盘；9、工件；10、定位器c；11、定位器d；12、机械臂。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于
说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
固定柱1和横杆4形成固定架，固定柱1顶部设有定位器a2和定位器b3，横杆4顶部表面中心处设有伺服电机5，伺服电机5的伸缩杆6竖直向下贯穿横杆4伸出，伸缩杆6底端设有冲击头7，机械臂12末端设有放置盘8，放置盘8上设有定位器c10，放置盘8上设有工件9，伸缩杆6与横杆4重叠处设有定位器d11。
利用机械臂12将工件9输送至冲击棒下方，然后利用伺服电机5带动伸缩棒推动伸缩杆6前端的冲击头7冲击机械臂12上的工件9将工件9取下。
橡胶材质的冲击头7也会保证工件9在正面冲击取件时不会被损伤表面，保证工件9表面的完整性。
机械臂12底座和伺服电机5位置在同一直线上，在机械臂12旋转带动定位器c10能够更加快速的旋转90°或180°以便定位定位器c10和定位器d11，使定位器c10和定位器d11处于同一垂直线上。
定位器a2、定位器b3、定位器c10、定位器d11之间的信息传输至上位机处理器中进行计算处理，在机械臂12固定编程下出现的结构松动导致定位不准确的情况可以在上位机中报错，同时限定定位器a2和定位器c10，定位器b3和定位器c10之间间距区间，并在此范围扩大范围设定机器的预防范围，预防范围的数值可以使设备正常工作，但会在上位机处出现提示，机器松动时机械臂12的高度出现降低，定位器a2和定位器c10，定位器b3和定位器c10之间间距会扩大，降出设定正常的区间范围，到达预防范围内的数值，提醒工作人员进行机器检测或维护。
定位的步骤如下：
1.采用UWB无线定位，通过定位器a2、定位器b3、定位器c10，三个合起形成三角形，利用限制腰长的方式控制工件9的位置。
定位器a2、定位器b3、定位器c10，三个合起形成三角形，定位器a2和定位器c10，定位器b3和定位器c10之间间距通过上位机进行限定，限定一个区间，工件9位于冲击头7正下方时定位器a2、定位器b3、定位器c10形成的三角形为等腰三角形，设定腰边长度区间能够控制工件9位于冲击头7下的位置
2.利用定位器d11限定定位器c10的高度，避免定位器c10的高度高于定位器d11的高度。
在利用定位器a2、定位器b3、定位器c10，三个合起形成三角形的时候在y轴上的限定腰长的等腰三角形会在y轴上呈现正负两种形态，而这两种形态的工件9高度不同，工件9在y轴正极上的高度可能会高于定位器d11，从而出现碰撞冲击头7、横杆4或伺服电机5的现象，导致机械臂12或工件9的损坏，因为利用定位器d11限定定位器c10的高度，减少机器碰撞的损坏现象。
3.再利用定位器d11与工件9处于垂直状态，定位器c10和工件9与冲击头7接触点的间距为固定距离，定位器c10、定位器d11和工件9与冲击头7接触点形成直角三角形，通过勾股定理在角度和底边确定时可以确定其他边的长度，从而确定伸缩杆6和冲击头7在多少长度下才能接触工件9并提供力冲击工件9，将工件9取下。
4.在冲击头7冲击工件9时，如果冲击头7伸出过长，工件9可能会被冲击头7或伸缩杆6和放置盘8卡住的情况，同时多余的伸长也会导致冲击工件9的时间变长，浪费取件时间，降低工作效率，而且在工件9不同或放置盘8不同的情况下，还会导致整体设备编程的改变，但是如果采用本发明的方法可以仅利用勾股定理设定底边和夹角的数值，改变伸缩杆6伸出长度，从而达到快速取件的效。
定位器d11的位置是固定的，通过设定定位器a2和定位器c10，定位器b3和定位器c10之间间距可以得到一个定位器c10和定位器d11的间距范围，定位器c10和工件9与冲击头7的接触点间距固定，通过勾股定理可以得出：
X2+Y2＝Z2
其中，X为定位器c10和工件9与冲击头7的接触点间距，Y为定位器d11和工件9与冲击头7的接触点间距，Z为定位器c10和定位器d11的间距，知道X和Z的范围区间，可以得出Y的区间范围，
5.在这个范围内再分为正常的区间范围和预防范围，在正常的区间范围可以正常工作，预防范围内进行预警，提醒工作人员进行维护或检修，避免设备出错，造成工作干扰。
6.设定伸缩杆6伸出的长度，推动冲击头7接触工件9，撞击工件9进行取件工作。
通过UWB无线定位方法和定位器c10、定位器d11和工件9与冲击头7接触点形成直角三角形，再利用勾股定理确定定位器d11和工件9与冲击头7的接触点间距，合力达到准确的工件9位置定位，再确定伸缩杆6和冲击头7的长度，以保证伸缩杆6伸长的耗时能达到最优化，减少取件过程的时间，增加工作效率。
采用本发明的方式进行取件工作不需要担心工件9表面灰尘对取件工作9的干扰，减少养护或清尘的时间。
本发明的方法中设定的定位器d11和工件9与冲击头7的接触点间距有正常的区间范围和预防范围，两种范围值能够确保装置正常的运作，同时预防范围下能够对工作人员进行提示，辅助工作人员对装置运行状态的判定，及时对装置进行检修，避免装置会在错误的状态下运行，造成更大的损失，保障公司财物的安全。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (6)
1.自动取件装置，其特征在于，包括机械臂(12)、放置盘(8)、一对固定柱(1)和横杆(4)，所述固定柱(1)和横杆(4)形成固定架，所述固定柱(1)顶部设有定位器a(2)和定位器b(3)，所述横杆(4)顶部表面中心处设有伺服电机(5)，所述伺服电机(5)的伸缩杆(6)竖直向下贯穿横杆(4)伸出，所述伸缩杆(6)底端设有冲击头(7)，所述机械臂(12)末端设有放置盘(8)，所述放置盘(8)上设有定位器c(10)，所述放置盘(8)上设有工件(9)，所述伸缩杆(6)与横杆(4)重叠处设有定位器d(11)。
2.根据权利要求1所述的自动取件装置，其特征在于，所述冲击头(7)为橡胶材质。
3.根据权利要求1所述的自动取件装置，其特征在于，所述机械臂(12)底座和伺服电机(5)位置在同一直线上。
4.根据权利要求1所述的自动取件装置，其特征在于，所述定位器a(2)、b(3)、c(10)、d(11)与处理器连接处理信息。
5.使用权利要求1至4所述的自动取件装置的工件位置修正系统，其特征在于，步骤如下：
S1：采用uwb无线定位，通过定位器a(2)、定位器b(3)、定位器c(10)，三个合起形成三角形，利用限制腰长的方式控制工件(9)的位置。
S2：利用定位器d(11)限定定位器c(10)的高度，避免定位器c(10)的高度高于定位器d(11)的高度。
S3：再利用定位器d(11)与工件(9)处于垂直状态，定位器c(10)和工件(9)与冲击头(7)接触点的间距为固定距离，定位器c(10)、定位器d(11)和工件(9)与冲击头(7)接触点形成直角三角形，
S4：通过设定定位器a(2)和定位器c(10)，定位器b(3)和定位器c(10)之间间距可以得到一个定位器c(10)和定位器d(11)的间距范围，定位器c(10)和工件(9)与冲击头(7)的接触点间距固定，通过勾股定理在确定定位器d(11)和工件(9)与冲击头(7)的接触点间距范围。
S5：将定位器d(11)和工件(9)与冲击头(7)的接触点间距范围分为区间范围和预防范围。
S6：设定伸缩杆(6)伸出的长度，推动冲击头(7)接触工件(9)，撞击工件(9)进行取件工作。
6.根据权利要求5所述的自动取件装置及工件位置修正系统，其特征在于，步骤4中的具体计算方式如下：定位器d(11)的位置是固定的，通过设定定位器a(2)和定位器c(10)，定位器b(3)和定位器c(10)之间间距可以得到一个定位器c(10)和定位器d(11)的间距范围，定位器c(10)和工件(9)与冲击头(7)的接触点间距固定，通过勾股定理可以得出：
X2+Y2＝Z2
其中，X为定位器c(10)和工件(9)与冲击头(7)的接触点间距，Y为定位器d(11)和工件(9)与冲击头(7)的接触点间距，Z为定位器c(10)和定位器d(11)的间距，知道X和Z的范围区间，可以得出Y的区间范围，在这个范围内再分为正常的区间范围和预防范围。
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