CN204505276U - 码垛机器人的搬运系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种码垛机器人的搬运系统，包括机器人单元和夹具单元，机器人单元包括安装底座、及与安装底座转动连接的机器人手臂，夹具单元包括与机器人手臂自由端连接的夹具底座、及与夹具底座滑动连接的第一夹具、及设置于夹具底座上的第一驱动装置、第二驱动装置、第二夹具和第三驱动装置。对工件进行抓取或下料时，依据抓取或下料位置的不同，第一驱动装置驱动第一夹具进行转动，第二驱动装置驱动第二夹具进行转动，第三驱动装置根据两个工件抓取或下料位置之间的距离，驱动第一夹具进行平移，第一夹具抓取或放开第一工件，与此同时，第二夹具抓取或放开第二工件，使码垛机器人能同时抓取或下料两个工件。因此大大提高码垛机器人工作效率。

Description

码垛机器人的搬运系统

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种码垛机器人的搬运系统。

背景技术

目前我国码垛作业采用的搬运码垛方式有：一是人工搬运；二是机械式码垛机；三是码垛机器人。人工搬运存在劳动强度大、效率低和安全性差的问题；而机械式码垛机受结构等因素的限制，存在着占地面积大、操作程序更改麻烦、耗电量大等缺点。而码垛机器人对各种形状包装的货物都适用，且由于性能可靠、维修保养简单，得到越来越广泛地应用。但目前的码垛机器人在搬运工件时，一般只能对一个工件进行抓取、搬运和定位，因此工作效率低，无法满足高速生产的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种码垛机器人的搬运系统，能够同时抓取两个工件、并提高工作效率。

为实现本实用新型的目的，采取的技术方案是：

一种码垛机器人的搬运系统，包括机器人单元和夹具单元，机器人单元包括安装底座、及与安装底座转动连接的机器人手臂，夹具单元包括与机器人手臂自由端固定连接的夹具底座、及与夹具底座滑动连接的第一夹具、及设置于夹具底座上的第一驱动装置、第二驱动装置、第二夹具和第三驱动装置，第一夹具由第一驱动装置驱动旋转，第一夹具由第三驱动装置驱动滑动，第二驱动装置驱动第二夹具旋转。

工作时，机器人单元通过机器人手臂将夹具单元运行至两个工件的抓取位置，依据抓取位置的不同，第一驱动装置驱动第一夹具进行转动，第二驱动装置驱动第二夹具进行转动，第三驱动装置根据两个待搬运的工件之间的距离，驱动第一夹具进行平移，第一夹具运行至第一工件的抓取位置，第一夹具抓取第一工件，与此同时，第二夹具运行至第二工件的抓取位置，第二夹具抓取第二工件，使码垛机器人能同时抓取两个工件，并同时对两个工件进行搬运；搬运至两个工件的下料位置时，依据下料位置的不同，第一驱动装置驱动第一夹具进行转动，第二驱动装置驱动第二夹具进行转动，第三驱动装置根据两个工件之间的距离，驱动第一夹具进行平移，第一夹具运行至第一工件的下料位置，第一夹具放开第一工件，与此同时，第二夹具运行至第二工件的下料位置，第二夹具放开第二工件，因此大大提高码垛机器人工作效率。

下面对技术方案进一步说明：

进一步的是，夹具底座上设有水平滑轨，第一夹具与水平滑轨滑动连接。第一夹具通过水平滑轨和夹具底座滑动连接。

进一步的是，夹具单元还包括与第三驱动装置联接的传动连杆，传动连杆上联接有第一夹具。第三驱动装置通过传动连杆驱动第一夹具进行平移。

进一步是的，码垛机器人的搬运系统还包括视觉成像单元和控制器，视觉成像单元包括成像模块和定位模块，成像模块的输出端与定位模块的输入端连接，定位模块的输出端与控制器的输入端连接，控制器与第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置电性连接。视觉成像单元通过成像模块对工件的位置进行成像，并通过定位模块读取工件的位置信息，视觉成像单元将位置信息传递至控制器，控制器通过第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置对第一夹具和第二夹具的位置进行修正，使码垛机器人能准确地抓取工件和下料工件，实现码垛机器人搬运系统的精确定位。

进一步的是，成像模块包括第一成像装置，第一成像装置与夹具底座固定连接。码垛机器人抓取工件后，对工件进行码垛时，通过第一成像装置对工件的码放位置进行成像，使工件放置在正确的位置，进一步提高码垛机器人搬运系统定位的精确性。

进一步的是，码垛机器人的搬运系统还包括上料平台和码垛平台，上料平台和码垛平台均在机器人单元的作用半径内。

进一步的是，成像模块还包括第二成像装置，第二成像装置位于上料平台的上方。上料平台上放置有待码垛的工件，码垛机器人抓取工件前，通过第二成像装置对工件的安放位置进行成像，再通过定位模块将位置信息传递到控制器，并将第一夹具和第二夹具运行至正确的位置，使码垛机器人能准确地抓取工件，进一步提高码垛机器人搬运系统定位的精确性。

进一步的是，夹具单元还包括机械夹具、及驱动机械夹具上下移动的驱动电机，机械夹具和驱动电机均设置于夹具底座上。通过机械夹具对用于码垛工件的材料进行抓取。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过机器人手臂将夹具单元运行至两个工件的抓取位置，依据抓取位置的不同，第一驱动装置驱动第一夹具进行转动，第二驱动装置驱动第二夹具进行转动，第三驱动装置根据两个待搬运的工件之间的距离，驱动第一夹具进行平移，第一夹具运行至第一工件的抓取位置，第一夹具抓取第一工件，以此同时，第二夹具运行至第二工件的抓取位置，第二夹具抓取第二工件，使码垛机器人能同时抓取两个工件，并同时对两个工件进行搬运；搬运至两个工件的下料位置时，依据下料位置的不同，第一驱动装置驱动第一夹具进行转动，第二驱动装置驱动第二夹具进行转动，第三驱动装置根据两个工件之间的距离，驱动第一夹具进行平移，第一夹具运行至第一工件的下料位置，第一夹具放开第一工件，与此同时，第二夹具运行至第二工件的下料位置，第二夹具放开第二工件，因此大大提高码垛机器人工作效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例码垛机器人的搬运系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例夹具单元和机器人单元的结构示意图。

附图标记说明：

10.机器人单元，110.安装底座，120.机器人手臂，20.夹具单元，210.夹具底座，211.水平滑轨，220.第一夹具，221.第一驱动装置，222.第三驱动装置，230.第二夹具，231.第二驱动装置，230.第一机械夹具，231.第一驱动电机，240.第二机械夹具，241.第二驱动电机，30.第一上料平台，40.第二上料平台，50.码垛平台，60.第二成像装置，70.第一成像装置，80.压缩机，910.木托盘，920.泡沫。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1和图2所示，一种码垛机器人的搬运系统，包括机器人单元10和夹具单元20，机器人单元10包括安装底座110、及与安装底座110转动连接的机器人手臂120，夹具单元20包括与机器人手臂120自由端固定连接的夹具底座210、及与夹具底座210滑动连接的第一夹具220、及设置于夹具底座210上的第一驱动装置221、第二夹具230、第二驱动装置231和第三驱动装置222，第一驱动装置221驱动第一夹具220转动，第二驱动装置231驱动第二夹具230转动，第三驱动装置222驱动第一夹具220滑动。

工作时，机器人单元10通过机器人手臂120将夹具单元20运行至两个工件的抓取位置，依据抓取位置的不同，第一驱动装置221驱动第一夹具220进行转动，第二驱动装置231驱动第二夹具230进行转动，第三驱动装置222根据两个待搬运的工件之间的距离，驱动第一夹具220进行平移，第一夹具220运行至第一工件的抓取位置，第一夹具220抓取第一工件，以此同时，第二夹具230运行至第二工件的抓取位置，第二夹具230抓取第二工件，使码垛机器人能同时抓取两个工件，并同时对两个工件进行搬运；搬运至两个工件的下料位置时，依据下料位置的不同，第一驱动装置221驱动第一夹具220进行转动，第二驱动装置231驱动第二夹具230进行转动，第三驱动装置222根据两个工件之间的距离，驱动第一夹具220进行平移，第一夹具220运行至第一工件的下料位置，第一夹具220放开第一工件，与此同时，第二夹具230运行至第二工件的下料位置，第二夹具230放开第二工件，因此大大提高码垛机器人工作效率。

在本实施例中，如图2所示，夹具单元20还包括与第三驱动装置222联接的传动连杆(附图未标识)和水平滑轨211，传动连杆上联接有第一夹具220，水平滑轨211设置于夹具底座210上，第一夹具220与水平滑轨211滑动连接。第三驱动装置222通过传动连杆驱动第一夹具220沿水平滑轨211平移。

如图1所示，码垛机器人的搬运系统还包括第一上料平台30、第二上料平台40和码垛平台50，第一上料平台30、第二上料平台40和码垛平台50均在机器人单元10的作用半径内。第一上料平台30放置待码垛的工件，第二上料平台40防止用于码垛工件的材料，码垛机器人先将第二上料平台40上用于码垛工件的材料搬运至码垛平台50上，再将工件搬运至位于码垛平台50上用于码垛工件的材料上。

如图2所示，夹具单元20还包括用于抓取用于码垛工件的材料的第一机械夹具230和第二机械夹具240、及驱动第一机械夹具230上下移动的第一驱动电机231、及驱动第二机械夹具240上下移动的第二驱动电机241，第一机械夹具230、第一驱动电机231、第二机械夹具240和第二驱动电机241均设置于夹具底座210上。码垛机器人的搬运系统通过第一机械夹具230和第二机械夹具240对码垛工件的材料进行抓取。

在本实施例中，第一驱动装置221和第二驱动装置231均为伺服旋转电机，第三驱动装置222为伺服平移电机，第一驱动电机231和第二驱动电机241为普通电机。

码垛机器人的搬运系统还包括视觉成像单元和控制器，视觉成像单元包括成像模块和定位模块，成像模块的输出端与定位模块的输入端连接，定位模块的输出端与控制器的输入端连接，控制器与第一驱动装置221、第二驱动装置231、第三驱动装置222电性连接。视觉成像单元通过成像模块对工件的位置进行成像，并通过定位模块读取工件的位置信息，视觉成像单元将位置信息传递至控制器，控制器通过第一驱动装置221、第二驱动装置231和第三驱动装置222对第一夹具220和第二夹具230的位置进行修正，使码垛机器人能准确地抓取工件和下料工件，实现码垛机器人搬运系统的精确定位。

如图2所示，成像模块还包括第二成像装置60，第二成像装置60位于上料平台的上方。上料平台上放置有待码垛的工件，码垛机器人抓取工件前，通过第二成像装置60对工件的安放位置进行成像，再通过定位模块将位置信息传递到控制器，并将第一夹具220和第二夹具230修正至正确的位置，使码垛机器人能准确地抓取工件，进一步提高码垛机器人搬运系统定位的精确性。

如图2所示，成像模块包括第一成像装置70，第一成像装置70与夹具底座210固定连接。码垛机器人抓取工件后，对工件进行码垛时，通过第一成像装置70对工件将要的码放位置进行成像，再通过定位模块将位置信息传递到控制器，并将第一夹具220和第二夹具230修正至正确的位置，通过使工件放置在正确的码垛位置，进一步提高码垛机器人搬运系统定位的精确性。

在本实施例中，需要进行码垛的工件为压缩机80，用于码垛压缩机80的材料包括木托盘910和泡沫920，第一成像装置70为3D成像装置，第二成像装置60为2D成像装置，压缩机80码垛的具体工艺为：

先通过机器人单元10将夹具单元20运行至第二上料平台40，通过第一机械夹具230和第二机械夹具240将木托盘910搬运至码垛平台50上；

再通过机器人单元10将夹具单元20运行至第二上料平台40，通过第一机械夹具230和第二机械夹具240将表面带有固定孔的泡沫920搬运至码垛平台50上；

再通过机器人单元10将夹具单元20运行至第一上料平台30，位于第一上料平台30上方的第二成像装置60对将要抓取的两个压缩机80的安放位置进行成像，并通过定位模块将两个压缩机80的位置信息传递至控制器，包括两个压缩机80的抓取点及两个压缩机80之间的相对位置，控制器将修正信息传递至第一驱动装置221、第二驱动装置231和第三驱动装置222，第一驱动装置221驱动第一夹具220转动，第二驱动装置231驱动第二夹具230转动，第三驱动装置222根据两个压缩机80的相对位置对第一夹具220进行平移，最终使第一夹具220和第二夹具230分别运行至两个压缩机80的抓取位置，对两个压缩机80同时进行抓取；

再通过机器人单元10将两个压缩机80运行至码垛平台50，并位于表面带有固定孔的泡沫920上方，位于夹具底座210上的第一成像装置70对将要码放两个压缩机80的两个固定孔位置进行成像，并通过定位模块将两个固定孔的位置信息传递至控制器，控制器将修正信息传递至第一驱动装置221、第二驱动装置231和第三驱动装置222，第一驱动装置221驱动第一夹具220转动，第二驱动装置231驱动第二夹具230转动，第三驱动装置222根据两个压缩机80的相对位置对第一夹具220进行平移，最终使两个压缩机80分别对准将要码放的固定孔，并将两个压缩机80同时码放至两个固定孔，重复以上动作，将需要码垛的压缩机80搬运至表面带有固定孔的泡沫920上；在本实施例中，由于三个驱动装置的角度、距离和压缩机80放到固定孔时的角度、距离是变化的，因此将第一成像装置设置为3D成像装置，采用3D成像进行重新精确定位；

压缩机80搬运完成后，再通过机器人单元10将夹具单元20运行至第二上料平台40，通过第一机械夹具230和第二机械夹具240将下表面均带有固定孔的泡沫920搬运至码垛平台50上，并位于已经码放好的压缩机80上方，位于夹具底座210上的第一成像装置70对码放好压缩机80位置进行成像，并通过定位模块将压缩机80的位置信息传递至控制器，控制器驱动机器人单元10进行位置调整，使下表面均带有固定孔的泡沫920码放在压缩机80上，完成压缩机80的码垛，实现压缩机80码垛的全自动化工艺。

如图1所示，还可以将两层的压缩机80码垛在一起，码垛过程为先放一层为木托盘910，再放一层上表面带有固定孔的泡沫920，再放一层压缩机80，再放一层上下表面均带有固定孔的泡沫920，再放一层压缩机80，最后放一层下表面带有固定孔的泡沫920。还可以根据实际需要，将一层以上的压缩机80码垛在一起。

如图1所示，第一上料平台30、第二上料平台40和码垛平台50均配置有传送带，方便各物件的输送。

本实用新型通过机器人手臂120将夹具单元20运行至两个工件的抓取位置，依据抓取位置的不同，第一驱动装置221驱动第一夹具220进行转动，第二驱动装置231驱动第二夹具230进行转动，第三驱动装置222根据两个待搬运的工件之间的距离，驱动第一夹具220进行平移，第一夹具220运行至第一工件的抓取位置，第一夹具220抓取第一工件，以此同时，第二夹具230运行至第二工件的抓取位置，第二夹具230抓取第二工件，使码垛机器人能同时抓取两个工件，并同时对两个工件进行搬运；搬运至两个工件的下料位置时，依据下料位置的不同，第一驱动装置221驱动第一夹具220进行转动，第二驱动装置231驱动第二夹具230进行转动，第三驱动装置222根据两个工件之间的距离，驱动第一夹具220进行平移，第一夹具220运行至第一工件的下料位置，第一夹具220放开第一工件，与此同时，第二夹具230运行至第二工件的下料位置，第二夹具230放开第二工件，因此大大提高码垛机器人工作效率。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种码垛机器人的搬运系统，其特征在于，包括机器人单元和夹具单元，所述机器人单元包括安装底座、及与所述安装底座转动连接的机器人手臂，所述夹具单元包括与所述机器人手臂自由端固定连接的夹具底座、及与所述夹具底座滑动连接的第一夹具、及设置于所述夹具底座上的第一驱动装置、第二驱动装置、第二夹具和第三驱动装置，所述第一夹具由所述第一驱动装置驱动旋转，所述第一夹具由所述第三驱动装置驱动滑动，所述第二驱动装置驱动所述第二夹具旋转。

2.根据权利要求1所述的码垛机器人的搬运系统，其特征在于，所述夹具底座上设有水平滑轨，所述第一夹具与所述水平滑轨滑动连接。

3.根据权利要求2所述的码垛机器人的搬运系统，其特征在于，夹具单元还包括与所述第三驱动装置联接的传动连杆，所述传动连杆上联接有所述第一夹具和所述第二夹具。

4.根据权利要求1所述的码垛机器人的搬运系统，其特征在于，还包括视觉成像单元和控制器，所述视觉成像单元包括成像模块和定位模块，所述成像模块的输出端与所述定位模块的输入端连接，所述定位模块的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器与所述第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置电性连接。

5.根据权利要求4所述的码垛机器人的搬运系统，其特征在于，所述成像模块包括第一成像装置，所述第一成像装置与所述夹具底座固定连接。

6.根据权利要求4或5所述的码垛机器人的搬运系统，其特征在于，还包括上料平台和码垛平台，所述上料平台和所述码垛平台均在所述机器人单元的作用半径内。

7.根据权利要求6所述的码垛机器人的搬运系统，其特征在于，所述成像模块还包括第二成像装置，所述第二成像装置位于所述上料平台的上方。

8.根据权利要求6所述的码垛机器人的搬运系统，其特征在于，所述夹具单元还包括机械夹具、及驱动所述机械夹具上下移动的驱动电机，所述机械夹具和所述驱动电机均设置于所述夹具底座上。