CN206288690U - 一种带角度定位的输运装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自动抓取送料定位装置，具体地说是一种带角度定位的输运装置，水平旋转气缸安装在支撑结构上，输出端与水平旋臂相连、驱动水平旋臂转动；升降气缸安装在水平旋臂上、随水平旋臂转动，升降气缸的输出端连接有滑台、带动滑台升降，滑台上安装有升降立柱，升降立柱内转动安装有旋转轴，旋转轴的一端与安装在升降立柱上的动力源相连，另一端由升降立柱伸出、并连接有抓手真空吸盘，抓手真空吸盘具有由动力源驱动旋转、随滑台升降及随水平旋臂转动的自由度。本实用新型结构新颖，抓手真空吸盘具有多自由度，在旋转、升降的同时还可使物料在水平方向上进行角度调整，过程简单，衔接可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动抓取送料定位装置，具体地说是一种带角度定位的输运装置。
背景技术
在不同工艺步骤中，物料的转运环节广泛存在。由物料到成品需要经过一系列的工艺过程，在一些特定的工艺过程中，需要保证物料摆放的角度，角度的精确性在很大程度影响产品加工的质量。目前，传统的方式还存在皮带运输、人工调整等方式，这些传统的方式存在效率低、精度差、高废品率等问题。在工业生产自动化程度不断提升的情况下，这种落后的方式不再适应生产的需要，需要一种带角度定位的自动输运方式。
实用新型内容
针对传统物料转运方式存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种带角度定位的输运装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型包括支撑结构、水平旋转气缸、水平旋臂、升降气缸、动力源、升降立柱、滑台、抓手真空吸盘及旋转轴，其中水平旋转气缸安装在支撑结构上，输出端与所述水平旋臂相连、驱动该水平旋臂转动；所述升降气缸安装在水平旋臂上、随水平旋臂转动，该升降气缸的输出端连接有所述滑台、带动该滑台升降，所述滑台上安装有升降立柱，该升降立柱内转动安装有旋转轴，所述旋转轴的一端与安装在升降立柱上的动力源相连，另一端由升降立柱伸出、并连接有抓手真空吸盘，所述抓手真空吸盘具有旋转、升降及随水平旋臂转动的自由度；
其中：所述水平旋臂的一端与水平旋转气缸的输出端固定连接，另一端安装有采集下方物料图像的摄像头；所述支撑结构包括支架及立柱，该立柱的下端固定在所述支架上，上端安装有所述水平旋转气缸；所述动力源包括伺服电机及减速器，该伺服电机及减速器固定在所述升降立柱的上端，所述伺服电机的输出端通过减速器与升降立柱的一端相连。
本实用新型的优点与积极效果为：
1.本实用新型结构新颖，抓手真空吸盘具有多自由度，在旋转、升降的同时还可使物料在水平方向上进行角度调整。
2.本实用新型采用简单的电、气配合，整个抓取运输过程可控制在5秒以内，实现了快速可靠的送料过程。
3.本实用新型除机械结构外，还包括完善的电气控制程序，保证整个抓取送料过程可靠高效。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本实用新型的工作状态图；
图4为本实用新型的程序流程图；
其中：1为支架，2为立柱，3为水平旋转气缸，4为水平旋臂，5为升降气缸，6为伺服电机，7为减速器，8为升降立柱，9为滑台，10为摄像头，11为抓手真空吸盘，12为旋转轴。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1～3所示，本实用新型包括支撑结构、水平旋转气缸3、水平旋臂4、升降气缸5、动力源、升降立柱8、滑台9、抓手真空吸盘11及旋转轴12，其中支撑结构包括支架1及立柱2，该立柱2的下端固定在支架1上，与支架1组成整套输运装置的支撑结构。水平旋转气缸3固定在立柱2的上端，水平旋臂4与水平旋转气缸3的旋转轴固定连接，由水平旋转气缸3驱动在设定角度范围内旋转。
升降气缸5固定在水平旋臂4靠近尾端的位置、随水平旋臂4转动，该升降气缸5的输出端(活塞轴)连接有滑台9、带动该滑台9做竖直方向的升降动作。升降立柱8固定在滑台9上、组成升降机构，在升降立柱8的内部转动安装有旋转轴12，该旋转轴12的一端与安装在升降立柱8上的动力源相连，另一端由升降立柱8伸出、并通过螺纹固定连接有抓手真空吸盘11。动力源包括伺服电机6及减速器7，该伺服电机6及减速器7固定在升降立柱8的上端，伺服电机6的输出端通过减速器7与升降立柱8的一端相连，由伺服电机6和减速器7带动升降立柱8内的旋转轴12旋转，进而带动抓手真空吸盘11一起旋转，形成旋转机构，使物料可以水平方向上进行角度调整；该抓手真空吸盘11具有由伺服电机6驱动旋转、随滑台9升降及随水平旋臂4转动的自由度。
水平旋臂4的一端与水平旋转气缸3的输出端固定连接，另一端安装有摄像头10，采集下方物料的图像，提供伺服电机6的运行参数。
本实用新型的控制方法为：
首先由摄像头10通过对起始位置放料平台进行拍照，判断物料是否已经就绪；如果已经就绪，则通过主控制器执行抓取动作，否则等待；
控制器控制升降气缸5驱动升降立柱8下降到下限位，使抓手真空吸盘11压住物料在取料平台上，此时升降气缸5本体内的检测开关C检测到信号反馈至控制器；控制器控制与抓手真空吸盘11连接的气路上的真空吸盘电磁阀使抓手真空吸盘11吸真空操作；
控制器控制升降气缸5驱动升降立柱8上升到上限位，此时升降气缸5本体内的检测开关D检测到信号反馈至控制器；由控制器控制水平旋转气缸3驱动水平旋臂4移动至水平目标限位，此时水平旋转气缸3本体内的检测开关B检测到信号反馈至控制器；
通过摄像头10采集的图像，将物料当前位位姿与目标位位姿进行比对，得到物料所需旋转角度，并发送给控制器；控制器控制伺服驱动器驱动伺服电机6以设定角速度旋转所需旋转角度，使物料处于目标位姿状态；
由控制器控制升降气缸5驱动升降立柱8下降至下限位，将物料压在送料平台上，此时检测开关C检测到信号反馈至控制器；控制器控制真空吸盘电磁阀使抓手真空吸盘11破真空操作，释放物料；
由控制器控制升降气缸5带动升降立柱8升至上限位，此时升降气缸5本体内的检测开关D检测到信号反馈至控制器；由控制器控制水平旋转气缸3驱动水平旋臂4到抓取等待位，此时水平旋转气缸3本体内的检测开关A检测到信号反馈至控制器；等待执行下一次抓取工作。具体为：
以自动控制为例，为了实现抓料定位装置的自动控制，还需要以下辅助控制装置：
用于检测水平旋转气缸3旋转到位的检测开关A和检测开关B，该检测开关A及检测开关B分别安装在水平旋转气缸3本体内；
用于检测升降气缸5升降到位的检测开关C和检测开关D，该检测开关C及检测开关D分别安装在升降气缸本体内；
用于控制驱动伺服电机6的伺服驱动器；
用于检测物料旋转角度的绝对值编码器；
用于驱动抓手真空吸盘11的真空吸盘电磁阀；
用于对物料进行图像处理的摄像头10。
本实施例采用西门子PLC-300控制器做主控制部件，配套一台伺服驱动器用以驱动伺服电机6，水平旋转气缸3用以驱动水平旋臂4，升降气缸5用以驱动升降立柱8垂直运动。水平旋臂4和升降立柱8用于实现水平和竖直方向的位置控制。水平旋转伺服电机6用于控制抓手真空吸盘11的方向。摄像头10用于处理物料偏移目标方向的角度。
本实施例以在边长为20厘米的正方形平台上抓取物料到另一边长为20厘米的正方形平台上为例。
如图4所示，本实用新型的控制方法如下：
开始，启动自检程序，参数、机构初始化；包括：摄像头10焦距调整，水平旋臂4回抓取等待位，此时检测开关A得信号，升降立柱8回升起限位，此时检测开关D得信号，真空吸盘电磁阀关闭，伺服电机6回零点；
由外部信号判断是否开始执行抓取物料操作，外部信号由上游控制器通过网络提供给PLC-300主控制器；
首先由摄像头10通过对起始位置放料平台进行拍照，判断物料是否已经就绪，如果已经就绪则通过主控制器可以执行抓取动作，如果未发现物料则向上游控制器报警并继续等待；
由PLC-300控制器控制升降气缸5驱动升降立柱8下降到下限位，使抓手真空吸盘11压紧物料在取料平台上，此时检测开关C得信号；
由PLC-300控制器控制真空吸盘电磁阀使抓手真空吸盘11吸真空操作；
由PLC-300控制器控制升降气缸5驱动升降立柱8上升到上限位，此时检测开关D得信号；
由PLC-300控制器控制水平旋转气缸3驱动水平旋臂4移动至水平目标限位，此时检测开关B得信号；
利用摄像头10进行图像识别处理，将物料当前位姿与目标位姿进行比对，计算出物料所需旋转角度，并提供给主控制器；
主控制器控制伺服驱动器驱动伺服电机6以50°/s的角速度旋转上一步计算出的旋转角度，以使物料处于目标位姿状态；
由PLC-300控制器控制升降气缸5驱动升降立柱8下降至下限位，此时检测开关C得信号，将物料压紧在送料平台上；
由PLC-300控制器控制真空吸盘电磁阀使抓手真空吸盘11破真空操作，释放物料；
由PLC-300控制器控制升降气缸5带动升降立柱8上升至上限位，此时检测开关D得信号；
由PLC-300控制器控制水平旋转气缸3驱动水平旋臂4到抓取等待位，此时检测开关A得信号；等待执行下一次抓取工作。
Claims (4)
1.一种带角度定位的输运装置，其特征在于：包括支撑结构、水平旋转气缸(3)、水平旋臂(4)、升降气缸(5)、动力源、升降立柱(8)、滑台(9)、抓手真空吸盘(11)及旋转轴(12)，其中水平旋转气缸(3)安装在支撑结构上，输出端与所述水平旋臂(4)相连、驱动该水平旋臂(4)转动；所述升降气缸(5)安装在水平旋臂(4)上、随水平旋臂(4)转动，该升降气缸(5)的输出端连接有所述滑台(9)、带动该滑台(9)升降，所述滑台(9)上安装有升降立柱(8)，该升降立柱(8)内转动安装有旋转轴(12)，所述旋转轴(12)的一端与安装在升降立柱(8)上的动力源相连，另一端由升降立柱(8)伸出、并连接有抓手真空吸盘(11)，所述抓手真空吸盘(11)具有旋转、升降及随水平旋臂(4)转动的自由度。
2.根据权利要求1所述带角度定位的输运装置，其特征在于：所述水平旋臂(4)的一端与水平旋转气缸(3)的输出端固定连接，另一端安装有采集下方物料图像的摄像头(10)。
3.根据权利要求1所述带角度定位的输运装置，其特征在于：所述支撑结构包括支架(1)及立柱(2)，该立柱(2)的下端固定在所述支架(1)上，上端安装有所述水平旋转气缸(3)。
4.根据权利要求1所述带角度定位的输运装置，其特征在于：所述动力源包括伺服电机(6)及减速器(7)，该伺服电机(6)及减速器(7)固定在所述升降立柱(8)的上端，所述伺服电机(6)的输出端通过减速器(7)与升降立柱(8)的一端相连。
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