CN117445013A - Vga平台与六自由度机械手融合控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化技术领域，且公开了VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，包括充电桩、织布设备，所述充电桩的上方设置有AGV小车，所述AGV小车的顶端设置有机器人一，所述机器人一的顶端设置有相机，所述机器人一的顶端设置有电动夹爪，所述充电桩的后方设置有支撑架，所述支撑架的顶端固定安装有第七轴，所述第七轴的输出端设置有机器人二，所述支撑架的后方设置有斜坡式料盒存放架，所述支撑架的前侧固定安装有物料放置盒，所述充电桩的右端设置有电控柜，所述电控柜的右端设置有工控机柜。能够迅速的进行上下料作业，具有较高的灵活性，从而不再需要多条不同的产线，节省占地空间的同时，降低厂家生产成本。

Description

VGA平台与六自由度机械手融合控制系统

技术领域

本发明属于自动化技术领域，具体为VGA平台与六自由度机械手融合控制系统。

背景技术

AGV ( Automatic Guided Vehicle)即自动导引小车，又叫无人搬运车，自动小车，搬运机器人。指装备有电磁或光学，雷达激光等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，VGA是一种控制平台，用于控制AGV小车进行移动作业。

随着科技的发展，大部分工厂在生产时都已经使用机器人进行上下料、焊接、组装等操作，许多工程在短时间内生产一种产品后，接下来又切换到其他不同产品，而这样高灵活的生产模式，对技术人员和自动化设备都是极具难度，而厂家为了提高生产的效率，可能会同时准备多种不同的产线或者自动化设备，但这样就可能需要准备多条不同的产线，在增加厂家生产成本的同时还增加了占地面积。

发明内容

本发明的目的在于提供VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，包括充电桩、织布设备，所述充电桩的上方设置有AGV小车，所述AGV小车的顶端设置有机器人一，所述机器人一的顶端设置有相机，所述机器人一的顶端设置有电动夹爪，所述充电桩的后方设置有支撑架，所述支撑架的顶端固定安装有第七轴，所述第七轴的输出端设置有机器人二，所述支撑架的后方设置有斜坡式料盒存放架，所述支撑架的前侧固定安装有物料放置盒，所述充电桩的右端设置有电控柜，所述电控柜的右端设置有工控机柜。

优选的，所述AGV小车的顶端固定安装有料箱，所述料箱的前侧固定安装有气缸，所述气缸的输出轴固定套装有连接盒，所述连接盒的内腔螺纹连接有限位柱，所述连接盒通过限位柱螺纹连接有夹持板。

优选的，所述 机器人一和机器人二的顶端均设置有相机和电动夹爪，所述相机位于电动夹爪的后侧。

优选的，所述斜坡式料盒存放架的后侧设置有开关门，所述斜坡式料盒存放架的内腔放置有五十个料盒，五十个所述料盒的顶端均设置有满料指示灯。

优选的，所述气缸共有两个，两个所述气缸分别固定安装在料箱的前后两侧。

优选的，所述连接盒的顶部开设有螺纹孔，所述连接盒的中部开设圆柱孔。

优选的，所述夹持板远离料箱中心处的一侧固定安装有圆柱，所述圆柱的顶端开设有螺纹孔。

优选的，所述物料放置盒共有两个，两个所述物料放置盒分别固定安装在支撑架前侧的左右两端，所述物料放置盒的长宽高分别为500mm×400mm×150mm。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过机器人一和机器人二结构紧凑，无需安全围栏，最大程度的节省使用空间，并且操作者只需对AGV小车发送信号，AGV小车在收到信号后，带动机器人一移动至规定位置，使得在更换生产的产品后，也能够迅速的进行上下料作业，具有较高的灵活性，从而不再需要多条不同的产线，节省占地空间的同时，降低厂家生产成本。

2、本发明通过启动气缸带动夹持板沿着气缸的轴线方向向料箱的中心处运动，从而通过夹持板对抓取的物料进行固定，从而防止AGV小车带动料箱内腔物料移动时，料箱内腔存放的物料掉落的情况发生。

3、本发明通过拧动限位柱，将限位柱拿出连接盒和夹持板的内腔，接着将夹持板更换，从而可以根据所生产的产品形状将夹持板更换成所需的型号，在进一步提高实用性的同时，也提高了夹持板的更换效率，从而进一步的提高生产效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构机器人一连接示意图；

图3为本发明结构气缸连接示意图；

图4为本发明结构限位柱连接示意图；

图5为本发明结构织布设备布局示意图；

图6为本发明结构机器人一工作流程示意图；

图7为本发明结构机器人二工作流程示意图。

图中：1、充电桩；2、AGV小车；3、机器人一；4、相机；5、电动夹爪；6、料箱；7、气缸；8、连接盒；9、限位柱；10、夹持板；11、支撑架；12、第七轴；13、斜坡式料盒存放架；14、机器人二；15、物料放置盒；16、织布设备；17、电控柜；18、工控机柜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明实施例提供了VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，包括充电桩1、织布设备16，充电桩1的上方设置有AGV小车2，AGV小车2的顶端设置有机器人一3，机器人一3的顶端设置有相机4，机器人一3的顶端设置有电动夹爪5，充电桩1的后方设置有支撑架11，支撑架11的顶端固定安装有第七轴12，第七轴12的输出端设置有机器人二14，支撑架11的后方设置有斜坡式料盒存放架13，支撑架11的前侧固定安装有物料放置盒15，充电桩1的右端设置有电控柜17，电控柜17的右端设置有工控机柜18；

通过AGV小车2在受到信号带动机器人一3到相应的织布设备16下面，然后启动相机4进行拍照确定物料位置，接着启动电动夹爪5运转将物料抓送至料箱6的内腔，接着在通过相机4拍照确定物料是否抓完，若未抓完再通过启动电动夹爪5对物料进行抓取，待全部抓取完成后，AGV小车2回到充电桩1的位置进行充电，然后将物料抓至物料放置盒15的内腔进行暂存，接着回到原位待命，再通过第七轴12带动机器人二14运动至合适的位置，接着再通过机器人二14顶端的相机4拍照确定物料位置，接着再通过机器人二14顶端的电动夹爪5将物料抓送至斜坡式料盒存放架13内腔的料盒内，并且通过相机4拍照确认物料是否抓完，若未抓完再通过启动电动夹爪5将物料抓取，当料盒内的物料集齐夹持板10片时，再通过满料指示灯提示操作员，接着再通过第七轴12带动机器人二14回到原位待命；

如图6所示，机器人一3的工作流程如下：

设备原位充电区等待，当系统传输织机OK信息时，其按织机信号确定行进方向，当设备行驶至织机位置后，由相机确定织片位置，机器人向抓取位移动，该过程发生碰撞报警则退回抓取位，当抓取位置OK时，启动夹爪，抓件送至AGV托盘，随后由相机拍照确认其是否抓完，若未抓完，则重新向抓取位移动，并重复后续动作，直至全部抓取完成，此时，AGV回至原位充电，机器人抓取布料送至转运区过程中重复“机器人向抓取位移动”至“相机拍照确认是否抓完”之间的步骤，最后回原位充电，等待命令；

如图7所示，机器人二14的工作流程如下：

七轴机器人位于原位，利用相机确定织片位置，随后机器人向抓取位移动，然后，启动夹爪，抓件送至对应料库，相机拍照确认是否抓完，未抓完时，再次由相机确定织片位置，并重复执行其后续几个步骤，当集齐10片，则提示操作员，控制七轴机器人回原位。

通过机器人一3和机器人二14结构紧凑，无需安全围栏，最大程度的节省使用空间，并且操作者只需对AGV小车2发送信号，AGV小车2在收到信号后，带动机器人一3移动至规定位置，使得在更换生产的产品后，也能够迅速的进行上下料作业，具有较高的灵活性，从而不再需要多条不同的产线，节省占地空间的同时，降低厂家生产成本。

其中，AGV小车2的顶端固定安装有料箱6，料箱6的前侧固定安装有气缸7，气缸7的输出轴固定套装有连接盒8，连接盒8的内腔螺纹连接有限位柱9，连接盒8通过限位柱9螺纹连接有夹持板10；

通过启动气缸7运转，通过气缸7的运转带动夹持板10沿着气缸7的轴线方向向料箱6的中心处运动，从而通过夹持板10对物料进行夹持固定，并且可通过将限位柱9拧出夹持板10和连接盒8的内腔，从而使得夹持板10能够拿出连接盒8的内腔，接着可根据实际生产产品的形状对夹持板10进行更换；

通过启动气缸7带动夹持板10沿着气缸7的轴线方向向料箱6的中心处运动，从而通过夹持板10对抓取的物料进行固定，从而防止AGV小车2带动料箱6内腔物料移动时，料箱6内腔存放的物料掉落的情况发生。

其中， 机器人一3和机器人二14的顶端均设置有相机4和电动夹爪5，相机4位于电动夹爪5的后侧；

通过相机4对物料进行拍照，接着再通过电动夹爪5进行抓取；

通过相机4对物料进行拍照，物料的数量由传感器给出信号到PLC，相机4对物料进行拍照确定物料是否需要抓取或者是否抓取完毕，接着再通过电动夹爪5进行抓取，大幅的提高了自动化程度，并且通过相机4和电动夹爪5的相互配合降低了出错率。

其中，斜坡式料盒存放架13的后侧设置有开关门，斜坡式料盒存放架13的内腔放置有五十个料盒，五十个料盒的顶端均设置有满料指示灯；

通过机器人二14顶端的电动夹爪5将物料抓取至料盒进行存放；

通过斜坡式料盒存放架13后侧的开关门，使得人工可以从斜坡式料盒存放架13的后侧拿走料盒，从而不再需要人工从斜坡式料盒存放架13的前侧拿取料盒，提高工作效率的同时还降低了人工的劳动强度，并通过料盒顶端的满料提示灯，从而提示工作人员可以将料盒拿走。

其中，气缸7共有两个，两个气缸7分别固定安装在料箱6的前后两侧；

通过机器人一3将物料从料箱6的内腔抓取至气缸7的内腔进行存放；

通过两个气缸7的设置，使得两个气缸7能够带动夹持板10将料箱6内腔的物料进行限位夹持，从而避免AGV小车2带动料箱6内的物料移动的过程中，物料掉落出料箱6的内腔。

其中，连接盒8的顶部开设有螺纹孔，连接盒8的中部开设圆柱孔；

通过将限位柱9拧入连接盒8顶部的螺纹孔内对夹持板10进行固定；

通过连接盒8顶部的螺纹孔从而使得限位柱9能够拧入，再通过连接盒8中部的圆柱孔，从而使得夹持板10能够放置在圆柱孔内，然后再通过限位柱9对夹持板10进行固定。

其中，夹持板10远离料箱6中心处的一侧固定安装有圆柱，圆柱的顶端开设有螺纹孔；

通过将限位柱9拧入夹持板10顶端开设的螺纹孔内，从而对夹持板10进行固定；

通过夹持板10远离料箱6中心处的一侧固定安装有圆柱，从而使得圆柱能够插入连接盒8中部的圆柱孔内，接着再通过圆柱顶端的螺纹孔，使得限位柱9能够穿过连接盒8的螺纹孔拧入至夹持板10的螺纹孔内，从而对夹持板10进行固定，并且使得夹持板10能够根据所需要夹持物料的形状进行更换，在提高稳定性的同时，还极大的提高了实用性、灵活性。

其中，物料放置盒15共有两个，两个物料放置盒15分别固定安装在支撑架11前侧的左右两端，物料放置盒15的长宽高分别为500mm×400mm×150mm；

通过机器人一3带动电动夹爪5将物料抓取至物料放置盒15的内腔进行存放；

通过两个物料放置盒15，对物料进行中转暂存，在提高储物量的同时，还使得两个机器人一3能够同时的进行工作。

工作原理及使用流程：AGV小车2在受到信号带动机器人一3到相应的织布设备16下面，然后启动相机4进行拍照确定物料位置，接着启动电动夹爪5运转将物料抓送至料箱6的内腔，接着启动气缸7运转，通过气缸7的运转带动夹持板10沿着气缸7的轴线方向向料箱6的中心处运动，从而通过夹持板10对物料进行夹持固定，并且可通过将限位柱9拧出夹持板10和连接盒8的内腔，从而使得夹持板10能够拿出连接盒8的内腔，接着可根据实际生产产品的形状对夹持板10进行更换；

接着在通过相机4拍照确定物料是否抓完，若未抓完再通过启动电动夹爪5对物料进行抓取，待全部抓取完成后，AGV小车2回到充电桩1的位置进行充电，然后将物料抓至物料放置盒15的内腔进行暂存，接着回到原位待命；

接着再通过第七轴12带动机器人二14运动至合适的位置，接着再通过机器人二14顶端的相机4拍照确定物料位置，接着再通过机器人二14顶端的电动夹爪5将物料抓送至斜坡式料盒存放架13内腔的料盒内，并且通过相机4拍照确认物料是否抓完，若未抓完再通过启动电动夹爪5将物料抓取，当料盒内的物料集齐夹持板10片时，再通过满料指示灯提示操作员，接着再通过第七轴12带动机器人二14回到原位待命。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，包括充电桩（1）、织布设备（16），其特征在于：所述充电桩（1）的上方设置有AGV小车（2），所述AGV小车（2）的顶端设置有机器人一（3），所述机器人一（3）的顶端设置有相机（4），所述机器人一（3）的顶端设置有电动夹爪（5），所述充电桩（1）的后方设置有支撑架（11），所述支撑架（11）的顶端固定安装有第七轴（12），所述第七轴（12）的输出端设置有机器人二（14），所述支撑架（11）的后方设置有斜坡式料盒存放架（13），所述支撑架（11）的前侧固定安装有物料放置盒（15），所述充电桩（1）的右端设置有电控柜（17），所述电控柜（17）的右端设置有工控机柜（18）。

2.根据权利要求1所述的VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，其特征在于：所述AGV小车（2）的顶端固定安装有料箱（6），所述料箱（6）的前侧固定安装有气缸（7），所述气缸（7）的输出轴固定套装有连接盒（8），所述连接盒（8）的内腔螺纹连接有限位柱（9），所述连接盒（8）通过限位柱（9）螺纹连接有夹持板（10）。

3.根据权利要求1所述的VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，其特征在于：所述机器人一（3）和机器人二（14）的顶端均设置有相机（4）和电动夹爪（5），所述相机（4）位于电动夹爪（5）的后侧。

4.根据权利要求1所述的VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，其特征在于：所述斜坡式料盒存放架（13）的后侧设置有开关门，所述斜坡式料盒存放架（13）的内腔放置有五十个料盒，五十个所述料盒的顶端均设置有满料指示灯。

5.根据权利要求2所述的VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，其特征在于：所述气缸（7）共有两个，两个所述气缸（7）分别固定安装在料箱（6）的前后两侧。

6.根据权利要求2所述的VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，其特征在于：所述连接盒（8）的顶部开设有螺纹孔，所述连接盒（8）的中部开设圆柱孔。

7.根据权利要求2所述的VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，其特征在于：所述夹持板（10）远离料箱（6）中心处的一侧固定安装有圆柱，所述圆柱的顶端开设有螺纹孔。

8.根据权利要求1所述的VGA平台与六自由度机械手融合控制系统，其特征在于：所述物料放置盒（15）共有两个，两个所述物料放置盒（15）分别固定安装在支撑架（11）前侧的左右两端，所述物料放置盒（15）的长宽高分别为500mm×400mm×150mm。