CN203345082U

CN203345082U - 一种用于机器人的随行跟踪系统

Info

Publication number: CN203345082U
Application number: CN 201320326833
Authority: CN
Inventors: 杨琴琴; 单齐勇; 田文兴; 夏伟
Original assignee: Shanghai Fanuc Robotics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Fanuc Robotics Co Ltd
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2023-06-07

Abstract

本实用新型公开了一种自动化水平高、成本低的用于机器人的随行跟踪系统，包括生产线、机器人装置及线外随行装置。机器人装置包括安装在生产线一旁的机器人行走机构、安装在机器人行走机构上的机器人及安装在机器人上的手抓。手抓包括一底座、一手抓本体、一对激光传感器、一2D相机及一相机光源。线外随行装置包括一桁架、一对导轨、一随行板、第一皮带机构、第二皮带机构、一电机、一编码器、一皮带夹紧机构及一长销伸缩机构。在皮带夹紧机构夹紧第一皮带机构的皮带时，长销伸缩机构及第二皮带机构的皮带随第一皮带机构的皮带移动，在皮带夹紧机构松开第一皮带机构的皮带时，长销伸缩机构及第二皮带机构的皮带被在生产线上移动的工件推着移动。

Description

一种用于机器人的随行跟踪系统

技术领域

本实用新型涉及一种机器人在汽车生产线上抓放备胎的装置，具体涉及一种用于机器人的随行跟踪系统。

背景技术

目前的汽车总装车间，有两种方法将备胎放到随生产线缓慢移动的汽车后背箱中的。

一种方法是：汽车到达备胎放置工位时，生产线的线体会停止移动，工人利用助力器将备胎抬起，同时再将备胎放在汽车后背箱内，确认完毕后，再发信号让生产线移动到下一个工位。此方法的缺点是费时，会导致整车装配时间的增加，产能会下降。

第二种方法是：汽车到达备胎放置工位时，生产线的线体不停止继续移动，工人利用助力器将备胎抬起，然后工人必须一边移动一边将备胎放在汽车的后背箱内。此方法的缺点是费力，工人在此工位操作时，会消耗很大的体力，体力下降时，误操作的概率会大大增加，严重时会导致整条生产线的线体停运，同时由于消耗体力比较严重，会增加人工成本。

鉴于此，改用机器人搬运备胎是自动化生产的必然趋势。但是传统的机器人随行跟踪技术，要求编码器必须安装到汽车生产线的传送机构的驱动电机主轴的位置，让编码器跟随驱动电机主轴一起转动来获取传送带的运行速度，并将这些信息传送给机器人，机器人根据这些信息，能够准确地抓取或放置在生产线上移动的汽车。为了提高老的汽车生产线的改造效率，降低改造成本，不能对一些老的汽车生产线的传送机构进行改造，这样就没办法将编码器装到传送机构的伺服电机上，也就没办法实现机器人的随行跟踪抓放备胎的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于机器人的随行跟踪系统，它能提高自动化水平，提高安装精度，降低劳动成本。

实现上述目的的一种技术方案是：一种用于机器人的随行跟踪系统，包括生产线、机器人装置及线外随行装置，所述机器人装置包括安装在所述生产线一旁的机器人行走机构、安装在机器人行走机构上的机器人及安装在机器人上的手抓，其中，所述手抓包括一底座、一手抓本体、一对激光传感器、一2D相机及一相机光源，其中，所述底座的尾端与所述机器人的手臂末端连接；所述手抓本体安装在所述底座的前部；所述一对激光传感器安装在所述底座的头部两侧；所述2D相机及相机光源均安装在所述底座的头部中间；所述线外随行装置包括一桁架、一对导轨、一随行板、第一皮带机构、第二皮带机构、一电机、一编码器、一皮带夹紧机构及一长销伸缩机构，其中，所述桁架安装在所述生产线的一侧；所述一对导轨与所述生产线平行地安装在所述桁架的上端；所述随行板可移动地安装在所述一对导轨上；所述第一皮带机构和所述第二皮带机构一内一外地安装在所述桁架的上端，使所述第一皮带机构的皮带和所述第二皮带机构的皮带平行地位于所述一对导轨之间，并且所述第二皮带机构的皮带连接在所述随行板的下端面上；所述电机的输出轴与所述第一皮带机构的同步带轮连接；所述编码器与所述第二皮带机构的同步带轮连接；所述皮带夹紧机构对应所述第一皮带机构的皮带连接在所述随行板上；所述长销伸缩机构位于所述桁架的内侧并连接在所述随行板上；在所述皮带夹紧机构夹紧所述第一皮带机构的皮带时，所述长销伸缩机构及所述第二皮带机构的皮带随所述第一皮带机构的皮带移动，在所述皮带夹紧机构松开所述第一皮带机构的皮带时，所述长销伸缩机构及所述第二皮带机构的皮带被在所述生产线上移动的工件推着移动。

上述的用于机器人的随行跟踪系统，其中，所述手抓本体通过一手抓气缸安装在所述底座上。

上述的用于机器人的随行跟踪系统，其中，所述2D相机通过一相机连接板安装在所述底座上，所述相机光源通过一过渡板安装在所述底座上并通过一光源连接板安装在所述2D相机上。

上述的用于机器人的随行跟踪系统，其中，所述皮带夹紧机构包括一安装在所述随行板上表面上的夹紧气缸、安装在夹紧气缸的动作杆上的压板及安装在夹紧气缸的缸体上的夹板。

上述的用于机器人的随行跟踪系统，其中，所述长销伸缩机构包括一连接在所述随行板的侧面上的伸缩气缸及一连接在伸缩气缸的动作杆上的长销。

上述的用于机器人的随行跟踪系统，其中，所述电机通过电机支座安装在所述桁架的始端内侧，所述编码器通过编码器支座安装在所述桁架的始端外侧，并且所述编码器通过联轴器与所述第二皮带机构的一个同步带轮连接。

上述的用于机器人的随行跟踪系统，其中，所述桁架包括底架、若干安装在底架下部的调节腿及一安装在底架上端的顶板，所述导轨安装在所述顶板上。

上述的用于机器人的随行跟踪系统，其中，所述线外随行装置还包括一安装在所述桁架外侧的拖链，该拖链的一头连接在所述随行板上。

上述的用于机器人的随行跟踪系统，其中，所述线外随行装置还包括一安装在所述桁架的始端并与所述随行板的高度对应的缓冲器。

本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统的技术方案，将可事先装配调试好的线外随行装置直接在现场安装在老的生产线旁。该线外随行装置能够在生产线外跟踪到生产线上的工件的移动速度，并将该速度信息传送给机器人，完成机器人随生产线放置零件到该工件上的目的，从而能降低老生产线的改造成本，提高改造效率。

本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统能适用于不同的汽车备胎搬运安装，同时能自动检测并辨别汽车备胎前道工序是否放错；能够自动检测出汽车的后备箱盖是否打开，能够大大提高备胎安装工位的生产节拍；能够避免备胎被反向放置到汽车后备箱内，避免造成后道工序出错；能够真正使工人从繁重的、重复的劳动中解脱出来，能24小时不间断地工作；能够减少劳动成本，提高产品的质量；能够保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗及降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统的俯视图；

图2为本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统的结构示意图；

图3为本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统中的手抓的一侧立体图；

图4为本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统中的手抓的另一侧立体图；

图5为本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统中的线外随行装置的立体图；

图6为本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统中的线外随行装置的俯视图。

具体实施方式

为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

请参阅图1至图6，本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统，包括生产线100、机器人装置200及线外随行装置300。

机器人装置200包括安装在生产线100一旁的机器人行走机构21、安装在机器人行走机构21上的机器人22及安装在机器人22上的手抓23。

手抓23（见图3和图4）包括一底座231、一手抓本体232、一对激光传感器234、一2D相机235及一相机光源237，其中，底座231呈Z字形并且尾端与机器人22的手臂末端连接；手抓本体232通过一手抓气缸233安装在底座231的前部；一对激光传感器234安装在底座231的头部两侧；2D相机235通过一相机连接板236安装在底座231的头部中间；相机光源237通过一过渡板238安装在底座231的头部中间并通过一光源连接板239安装在2D相机235上。

线外随行装置300（见图5和图6）包括一桁架30、一对导轨31、一随行板32、第一皮带机构33、第二皮带机构34、一电机35、一编码器36、一皮带夹紧机构37、一长销伸缩机构38及拖链39，其中：

桁架30安装在汽车生产线100的一侧，桁架30包括底架301、若干安装在底架301下部的调节腿302及一安装在底架302上端的顶板303；

一对导轨31与生产线100平行地安装在桁架30的顶板303上；

随行板32通过滑块可移动地安装在一对导轨31上；桁架30的始端还对应该随行板32的高度安装一缓冲器320；

第一皮带机构33和第二皮带机构34分别包括一对安装在桁架30的始终端的同步带轮及绕包在一对同步带轮上的皮带330、340，第一皮带机构33和第二皮带机构34一内一外地安装在桁架30的上端，使第一皮带机构的皮带330和第二皮带机构的皮带340平行地位于一对导轨31之间，并且第二皮带机构34的皮带340连接在随行板32的下端面上；

电机35通过电机支座350安装在桁架30的始端内侧，该电机35为伺服电机并且输出轴与第一皮带机构33的一个同步带轮连接；

编码器36通过编码器支座360安装在桁架30的始端外侧，该编码器36通过联轴器361与第二皮带机构34的一个同步带轮连接；

皮带夹紧机构37对应第一皮带机构33的皮带330连接在随行板32上，该皮带夹紧机构37包括一安装在随行板32上表面上的夹紧气缸支座370、安装在夹紧气缸支座370上的夹紧气缸371、安装在夹紧气缸371的动作杆上的压板372及安装在夹紧气缸371的缸体上的夹板373；

长销伸缩机构38位于桁架30的内侧并连接在随行板32上，该长销伸缩机构38包括一连接在随行板32的侧面上的伸缩气缸支座380、安装在气缸支座380上的伸缩气缸381及一连接在伸缩气缸381的动作杆上的长销382；

拖链39安装在桁架30的外侧并且一头通过一连接板390连接在随行板32上。

在皮带夹紧机构37夹紧第一皮带机构33的皮带330时，长销伸缩机构38及第二皮带机构34的皮带340随第一皮带机构33的皮带330移动，在皮带夹紧机构37松开第一皮带机构33的皮带330时，长销伸缩机构38及第二皮带机构34的皮带340被在生产线10上移动的工件推着移动。

本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统的工作原理是：在生产线外跟踪到随生产线移动的工件的移动速度，并将该速度信息传送给机器人，机器人利用手抓自动抓取零件，再将零件放置到工件内，完成机器人随生产线抓放零件的目的。

本实用新型的用于机器人的随行跟踪系统应用于机器人在汽车生产线上抓放备胎时，生产线100为汽车生产线，工件为汽车10，零件为备胎40，线外随行装置300就安装在汽车生产线的备胎上料区域的一侧。

当备胎输送线400上的备胎40被定位好以后，机器人22会将手抓23移动到备胎输送线400的备胎40上方，然后利用手抓23上的2D相机235对备胎40进行拍照，确认备胎40没有被工人放错和放反的情况下，机器人22将手抓本体232放置到备胎40中间，手抓气缸233撑开，使手抓本体232将备胎40牢牢抓住，接着机器人22将手抓23和备胎40运至汽车生产线100的备胎上料区域，等待汽车10进入备胎上料区域。当汽车10随着汽车生产线100的移动进入备胎上料区域后，线外随行装置300上的随行板32位于桁架30的始端，此时皮带夹紧机构37松开第一皮带机构33的皮带330，长销伸缩机构38上的长销382伸出而挡住汽车10，使汽车10推动长销伸缩机构38向前运动，通过随行板32与长销伸缩机构38相连的第二皮带机构34的皮带340随长销伸缩机构38一起运动，并带动第二皮带机构34的同步带轮转动，使得与第二皮带机构34的同步带轮相连的编码器36获得了汽车10的移动速度并将该速度信号传送给机器人22。机器人22收到汽车10的速度信号后，利用手抓23上的激光传感器234对汽车10进行辨别，辨别汽车10的后背箱盖是否已经打开，如果没有打开，机器人22不会去放置备胎40，否则会和汽车10碰撞，造成损失或者事故；如果汽车10的后背箱盖打开了，机器人22会利用手抓23上2D相机235对后背箱处进行拍照，自动计算出后背箱的位置，然后将手抓23运至备胎的放置位置处，手抓气缸233缩回，手抓23将备胎40放置在后背箱内的正确位置后，机器人22带着手抓23自动退出后背箱，去抓下一个备胎。当长销伸缩机构38被汽车10推动运动到桁架30的终端时，触动安装在桁架30终端的接近开关50，使长销伸缩机构38的长销382收回，同时皮带夹紧机构37夹住第一皮带机构33的皮带330，由于这条皮带330与电机35相连，通过电机35的转动带动这条皮带330反转而将长销伸缩机构38送回到桁架30的始端，此时皮带夹紧机构37松开掉第一皮带机构33的皮带330，长销伸缩机构38的长销382伸出等待下一辆汽车10的到来。缓冲器320使连接在随行板32上的皮带夹紧机构37和长销伸缩机构38能平稳地在桁架30的始端停止。拖链39用于承载线外随行装置300上的电缆线、电源线、信号线及气动元件的气管并随随行板32一起运动。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims

1.一种用于机器人的随行跟踪系统，包括生产线、机器人装置及线外随行装置，所述机器人装置包括安装在所述生产线一旁的机器人行走机构、安装在机器人行走机构上的机器人及安装在机器人上的手抓，其特征在于，

所述手抓包括一底座、一手抓本体、一对激光传感器、一2D相机及一相机光源，其中，所述底座的尾端与所述机器人的手臂末端连接；所述手抓本体安装在所述底座的前部；所述一对激光传感器安装在所述底座的头部两侧；所述2D相机及相机光源均安装在所述底座的头部中间；

所述线外随行装置包括一桁架、一对导轨、一随行板、第一皮带机构、第二皮带机构、一电机、一编码器、一皮带夹紧机构及一长销伸缩机构，其中，所述桁架安装在所述生产线的一侧；所述一对导轨与所述生产线平行地安装在所述桁架的上端；所述随行板可移动地安装在所述一对导轨上；所述第一皮带机构和所述第二皮带机构一内一外地安装在所述桁架的上端，使所述第一皮带机构的皮带和所述第二皮带机构的皮带平行地位于所述一对导轨之间，并且所述第二皮带机构的皮带连接在所述随行板的下端面上；所述电机的输出轴与所述第一皮带机构的同步带轮连接；所述编码器与所述第二皮带机构的同步带轮连接；所述皮带夹紧机构对应所述第一皮带机构的皮带连接在所述随行板上；所述长销伸缩机构位于所述桁架的内侧并连接在所述随行板上；在所述皮带夹紧机构夹紧所述第一皮带机构的皮带时，所述长销伸缩机构及所述第二皮带机构的皮带随所述第一皮带机构的皮带移动，在所述皮带夹紧机构松开所述第一皮带机构的皮带时，所述长销伸缩机构及所述第二皮带机构的皮带被在所述生产线上移动的工件推着移动。

2.根据权利要求1所述的用于机器人的随行跟踪系统，其特征在于，所述手抓本体通过一手抓气缸安装在所述底座上。

3.根据权利要求1所述的用于机器人的随行跟踪系统，其特征在于，所述2D相机通过一相机连接板安装在所述底座上，所述相机光源通过一过渡板安装在所述底座上并通过一光源连接板安装在所述2D相机上。

4.根据权利要求1所述的用于机器人的随行跟踪系统，其特征在于，所述皮带夹紧机构包括一安装在所述随行板上表面上的夹紧气缸、安装在夹紧气缸的动作杆上的压板及安装在夹紧气缸的缸体上的夹板。

5.根据权利要求1所述的用于机器人的随行跟踪系统，其特征在于，所述长销伸缩机构包括一连接在所述随行板的侧面上的伸缩气缸及一连接在伸缩气缸的动作杆上的长销。

6.根据权利要求1所述的用于机器人的随行跟踪系统，其特征在于，所述电机通过电机支座安装在所述桁架的始端内侧，所述编码器通过编码器支座安装在所述桁架的始端外侧，并且所述编码器通过联轴器与所述第二皮带机构的一个同步带轮连接。

7.根据权利要求1所述的用于机器人的随行跟踪系统，其特征在于，所述桁架包括底架、若干安装在底架下部的调节腿及一安装在底架上端的顶板，所述导轨安装在所述顶板上。

8.根据权利要求1所述的用于机器人的随行跟踪系统，其特征在于，所述线外随行装置还包括一安装在所述桁架外侧的拖链，该拖链的一头连接在所述随行板上。

9.根据权利要求1所述的用于机器人的随行跟踪系统，其特征在于，所述线外随行装置还包括一安装在所述桁架的始端并与所述随行板的高度对应的缓冲器。