CN208616914U - 一种玻璃摆片机器人 - Google Patents

Abstract

一种玻璃摆片机器人，包括控制柜、桁架和设置在桁架上的吸盘组件，桁架的两端分别放置玻璃架和辊道架，在玻璃架和辊道架之间设有玻璃轮廓识别装置，包括设置在玻璃移动路线下方的识别相机和光源组件，光源组件包括呈十字交叉布置的四组光源，光源组件中发光区域的长度和宽度均大于所夹取玻璃的长度和宽度，识别相机设置于由四组光源围成的中心区域内，识别相机和控制柜的控制系统连接，以接收控制系统的拍照指令并将采集的图像发送给控制系统；由设置的旋转机构驱动吸盘组件在水平内旋转，以调整玻璃在辊道架上摆放的方向。本实用新型可通过识别玻璃的尺寸将玻璃摆放在辊道架上的合适位置，极大地节省人力投入，提高玻璃钢化的效率。

Description

一种玻璃摆片机器人

技术领域

本实用新型属于玻璃加工领域，具体涉及玻璃钢化工艺中玻璃上片的摆片机器人。

背景技术

在钢化玻璃加工工艺中，需要上片装置将放置在玻璃架上的玻璃按照一定的秩序摆放在上片台的输送辊道上，对于尺寸一致的玻璃来说，由于辊道架的尺寸是已知的，因此很容易由控制系统控制上片装置进行摆片。但是，对于一批尺寸不同的玻璃，由于玻璃尺寸的不相同，甚至形状不规则，并非是长方形或正方形的玻璃，因此现有技术中上片装置很难将玻璃逐片按照一定秩序摆放在上片台上，为了保证加热炉的玻璃装载率，这时往往需要人工将玻璃抬上上片台，这样一来就增加了人力投入和人工成本，而且人力操作效率较低，容易疲劳，甚至存在一定的安全隐患。因此，需要提供一种玻璃摆片机器人，以解决这个技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种玻璃摆片机器人，可以在玻璃移动的过程中通过所设置的玻璃轮廓识别装置识别所移动的玻璃尺寸，由控制系统根据玻璃尺寸结合预先设定的辊道架的尺寸情况，确定将玻璃放置在辊道架上的位置，从而提高尺寸不同的玻璃上片摆片的效率，提高每炉的玻璃装载率，减少人力投入，降低加工成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种玻璃摆片机器人，包括控制柜、桁架和设置在桁架上的吸盘组件，桁架的两端分别放置玻璃架和上片台，所述吸盘组件安装在桁架的竖直立柱上，在升降机构驱动下竖直立柱带动吸盘组件升降，竖直立柱通过移动机构沿桁架的活动横梁移动，活动横梁带动竖直立柱以及吸盘组件在驱动机构驱动下沿桁架的纵梁移动，实现对吸盘组件的移动；在玻璃架和上片台之间设有玻璃轮廓识别装置，玻璃轮廓识别装置包括设置在玻璃移动路线下方的识别相机和光源组件，所述的光源组件包括呈十字交叉布置的四组光源，光源组件中发光区域的长度和宽度均大于所夹取玻璃的长度和宽度，所述的识别相机设置于由四组光源围成的中心区域内，识别相机和所述的控制柜的控制系统信号连接，以接收控制系统的拍照指令并将采集的图像发送给控制系统；所述的吸盘组件上设有旋转机构，驱动吸盘组件在水平内旋转，以调整玻璃在辊道架上摆放的方向。

所述光源组件由四根十字交叉的棒形光源组成，每根棒形光源安装在一个长槽中，长槽深度大于棒形光源的高度，所述的识别相机凸出于光源组件设置。

所述吸盘组件包括吸盘安装架和安装在吸盘安装架上的吸盘，吸盘和气压控制系统连接。

所述的旋转机构采用旋转电机，旋转电机固定在所述竖直立柱的底端，旋转电机的旋转轴和吸盘安装架的中心连接。

或者，所述的旋转机构采用旋转电机，所述竖直立柱底端固定连接倒置的U形框，用于支撑所述旋转电机的支撑轴穿过U形框两侧板设置，旋转电机的旋转轴和吸盘安装架连接。

进一步的，所述吸盘安装架和竖直立柱之间还设有翻转机构，翻转机构实现吸盘组件从竖直姿态到水平姿态的切换，从而实现将竖直摆放在玻璃架上的玻璃取下，并水平放置在上片台的输送辊道上。

更进一步的，所述的翻转机构采用气缸，气缸位于竖直立柱的一侧，气缸缸体直接或通过安装座固定在竖直立柱上，气缸的活塞杆和一个U形支架转动连接，该U形支架的两端分别和所述的支撑轴端部固定连接，所述U形框两侧板上分别设有轴承，所述的支撑轴和轴承配合安装。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型提供一套玻璃轮廓识别装置，利用该系统可以识别玻璃的轮廓，获得玻璃的长宽尺寸，这样根据辊道架的尺寸情况和已经摆放玻璃后辊道架的空余尺寸，就可以得到玻璃需要摆放的位置，控制柜通过该位置的坐标信息就可以控制桁架上的伺服电机动作，将吸盘上的玻璃送入预定位置完成摆放，这样就极大地节省人力投入，提高玻璃钢化的效率。

第二，本实用新型采用五轴联动，桁架结构，齿轮齿条传动方式,运行高速平稳，最大负载重量为125Kg，额定负载100Kg，最快摆片速1000mm/s，平均速度为500mm/s，位置精度：1mm。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的侧视图；

图4是图1中A处放大图；

图中标记：1、桁架，2、玻璃架，3、控制柜，4、吸盘组件，5、纵梁，6、竖直立柱，7、活动横梁，8、X向伺服电机，9、移动小车，10、玻璃轮廓识别装置，11、识别相机，12、光源，13、气缸，14、旋转电机，15、吸盘安装架，16、吸盘，17、U形支架，18、U形框，19、轴承，20、支撑轴，21、防护网。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，通过具体的实施例对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图所示，一种玻璃摆片机器人，用于将玻璃架2上的玻璃逐片摆放在辊道架上，包括控制柜3、桁架1和设置在桁架1上的吸盘组件4，所述的桁架1包括顶部的矩形框架和支撑矩形框架的支撑架，矩形框架上两条平行于辊道架输送方向的纵梁5作为桁架X轴，在这两条纵梁5上横跨一条活动横梁7，作为桁架Y轴，桁架Y轴可沿桁架X轴移动，移动的动力由桁架Y轴两端的X向伺服电机8提供，X向伺服电机8的输出轴安装有支撑在桁架X轴上的轨道轮，在所述桁架Y轴上设有竖直立柱6作为桁架Z轴，竖直立柱6上部设有齿条，驱动竖直立柱6竖直升降的Z向伺服电机的输出轴上安装有和所述齿条啮合的齿轮，而Z向伺服电机则安装在移动小车9上，并通过移动小车9沿桁架Y轴移动，移动小车9的动力由自身携带的Y向伺服电机提供，用于夹取玻璃的吸盘组件4则安装在竖直立柱6底部，这样就可以实现吸盘组件4在X向、Y向和Z向的移动；所述的吸盘组件4包括用以安装多个吸盘16的吸盘安装架15和夹取玻璃的吸盘16，吸盘16和气压控制系统连接；为了优化玻璃在辊道架上的摆片，以充分利用辊道架的空间，因此玻璃在辊道架上摆放时，其长边可能垂直于辊道输送方向，也可能平行于辊道输送方向，因此，吸盘组件4还应该具备水平转动功能；而玻璃架2上的玻璃一般是直立或倾斜放置，因此在夹取玻璃时以及将玻璃水平摆放在辊道架上时，吸盘组件4需要分别处于不同的姿态，即竖直姿态和水平姿态，因此，吸盘组件4和竖直立柱6之间还需要一套翻转机构；因此，吸盘组件4应该具备水平面内的旋转以及竖直方向的翻转功能，实现该功能的为旋转机构和翻转机构，具体设置如下：在竖直立柱6的底端固定安装一个倒置的U形框18，该U形框18由三块板材连接而成，在U形框18两侧板上分别设置相对称的轴承19，一根支撑轴20设置在U形框18的口部，支撑轴20两端和轴承19配合安装，并且支撑轴20端部向外伸出轴承19，作为旋转机构的旋转电机14固定安装在该支撑轴20上，且位于U形框18内，为了更好地固定旋转电机14，支撑轴20中部宽度较大，旋转电机14的旋转轴从支撑轴20上的开孔伸出和吸盘安装架15固定连接，以驱动吸盘安装架15的旋转；所述的翻转机构包括气缸13和U形支架17，作为优选，气缸13成对设置，成对的两个气缸13缸体通过安装座固定在竖直立柱6上，气缸13的活塞杆头部与U形支架17转动连接，U形支架17的两端则分别和所述支撑轴20伸出轴承19的端部固定连接，这样通过气压控制系统操控气缸13活塞杆的活动，就可以实现吸盘安装架15的翻转，完成吸盘安装架15竖直姿态和水平姿态的切换。

吸盘组件4在从玻璃架2上夹取玻璃后，要移动到辊道架位置，将玻璃放置在辊道架上，在玻璃架2到辊道架之间的移动路线上设定一个中转位置，所有的玻璃在移动过程中都需要经过该中转位置后再向辊道架的不同位置移动。该中转位置的下方设置玻璃轮廓识别装置10，包括识别相机12和光源组件，识别相机12采用面阵相机，光源组件包括十字交叉布置的四组光源12，光源12可以选择棒形光源，例如荧光灯管或LED灯管，而且同一方向上两根棒形光源的总长度要大于该方向上玻璃的长度，以使得光源组件中发光区域面积大于玻璃面积，在四根棒形光源围成的中心区域内固定识别相机11，识别相机11和所述控制柜3的控制系统连接，在夹取玻璃的吸盘组件4到达中转位置时，控制系统打开光源12，并向识别相机11发送控拍照指令，识别相机11将所拍摄的图像信息传递给控制系统，用于玻璃轮廓尺寸的确定。

进一步的，所述的棒形光源安装在一个长槽中，长槽深度大于棒形光源的高度，所述的识别相机11凸出于光源组件设置。

优选的，吸盘组件移动玻璃到达中转位置时，玻璃轮廓的长、宽分别和光源组件的长、宽方向平行，吸盘组件的中心和面阵相机上下相对，当玻璃不是矩形或正方形时，玻璃轮廓是指能够容纳玻璃的最小矩形。

为了操作安全，在桁架1侧面设有防护网21，防护网21固定在桁架1的支撑架以及地面上。

本实用新型中，玻璃轮廓尺寸的确定原理是：当玻璃到达中转位置时，光源的光线照射在玻璃以及吸盘组件的下表面，玻璃将光线反射到面阵相机中，由面阵相机采集到此时的图像，并传送给控制系统，所采集的图像中，由于反射作用，玻璃的亮度明显高于周围区域的亮度，由此可以确定玻璃的轮廓边缘，棒形光源在玻璃上形成高亮度的、呈十字交叉的光带（该光带小于棒形光源的实际长度），以面阵相机所在的位置为原点建立平面坐标系，根据所述光带在坐标系的位置即可得到玻璃的长宽尺寸。

在实际使用时，先将上片台输送辊道的长宽尺寸输入控制系统，建立一个关于输送辊道长宽的坐标系，以便于玻璃的摆放；随后，控制系统通过吸盘组件4的吸盘16夹取玻璃架2上的玻璃并移动至所述的中转位置，即玻璃轮廓识别装置10的上方，此时控制系统打开光源12，并控制识别相机11拍照，识别相机11将采集到的图像信息发送给控制系统，控制系统对图像信息分析获得玻璃的长宽尺寸，并结合辊道架玻璃的摆放情况，确定该玻璃在辊道架上的摆放位置，生成相应的坐标信息，控制桁架上各个伺服电机将玻璃移动到该位置后，放在辊道架上，完成一次玻璃的摆放，然后吸盘组件4重新回到玻璃架2位置，夹取下一块玻璃，进而完成玻璃的逐片摆放。

以上桁架中吸盘组件在X轴、Y轴、Z轴的移动控制属于本领域的常规技术，在此不作详述。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种玻璃摆片机器人，包括桁架（1）、控制柜（3）和设置在桁架（1）上的吸盘组件（4），桁架（1）的两端分别放置玻璃架（2）和辊道架，所述吸盘组件（4）安装在桁架（1）的竖直立柱（6）上，在升降机构驱动下竖直立柱（6）带动吸盘组件（4）升降，竖直立柱（6）通过移动机构沿桁架（1）上的活动横梁（7）移动，活动横梁（7）带动竖直立柱（6）以及吸盘组件（4）在驱动机构驱动下沿桁架（1）的纵梁（5）移动，实现对吸盘组件（4）的移动；其特征在于：在玻璃架（2）和辊道架之间设有玻璃轮廓识别装置（10），玻璃轮廓识别装置（10）包括设置在玻璃移动路线下方的识别相机（11）和光源组件，所述的光源组件包括呈十字交叉布置的四组光源（12），光源组件中发光区域的长度和宽度均大于所夹取玻璃的长度和宽度，所述的识别相机（11）设置于由四组光源（12）围成的中心区域内，识别相机（11）和所述的控制柜（3）的控制系统信号连接，以接收控制系统的拍照指令并将采集的图像发送给控制系统；所述的吸盘组件（4）具有旋转机构，驱动吸盘组件（4）在水平面内旋转，以调整玻璃在辊道架上摆放的方向。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃摆片机器人，其特征在于：所述光源组件由四根十字交叉的棒形光源组成，每根棒形光源安装在一个长槽中，长槽深度大于棒形光源的高度，所述的识别相机（11）凸出于光源组件设置。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃摆片机器人，其特征在于：所述吸盘组件（4）包括吸盘安装架（15）和安装在吸盘安装架（15）上的吸盘（16），吸盘（16）和气压控制系统连接。

4.根据权利要求3所述的一种玻璃摆片机器人，其特征在于：所述的旋转机构采用旋转电机（14），旋转电机（14）安装在所述竖直立柱（6）的底端，旋转电机（14）的旋转轴和吸盘安装架（15）的中心连接。

5.根据权利要求3所述的一种玻璃摆片机器人，其特征在于：所述的旋转机构采用旋转电机（14），所述竖直立柱（6）底端固定连接倒置的U形框（18），用于支撑所述旋转电机（14）的支撑轴（20）穿过U形框（18）两侧板设置，旋转电机（14）的旋转轴和吸盘安装架（15）连接。

6.根据权利要求5所述的一种玻璃摆片机器人，其特征在于：所述吸盘安装架（15）和竖直立柱（6）之间还设有翻转机构，翻转机构实现吸盘组件（4）从竖直姿态到水平姿态的切换。

7.根据权利要求6所述的一种玻璃摆片机器人，其特征在于：所述的翻转机构采用气缸（13），气缸（13）位于竖直立柱（6）的一侧，气缸（13）缸体直接或通过安装座固定在竖直立柱（6）上，气缸（13）的活塞杆和一个U形支架（17）转动连接，该U形支架（17）的两端分别和所述的支撑轴（20）端部固定连接，所述U形框（18）两侧板上分别设有轴承（19），所述的支撑轴（20）和轴承（19）配合安装。