CN209551764U - 一种机器人上料机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于自动化设备技术领域，公开了一种机器人上料机械手。其包括底座、设置于底座上的机械臂、设置于机械臂的前端的吸附机构、设置于机械臂或吸附机构上的图像识别装置、设置于吸附机构上的检测装置、以及控制装置，其中，图像识别装置被配置为识别零件的位置；检测装置被配置为检测吸附机构是否吸附有零件；控制装置分别与吸附机构、图像识别装置及检测装置电连接。检测装置能够检测吸附机构上是否吸附有零件，并将信息反馈至控制装置，由控制装置控制吸附机构的动作，图像识别装置能够实时监测零件的位置以及吸附机构的位置，便于机械臂找准零件，针对在自由状态没有约束定位的产品，可以自动校正然后再吸附，上料成功率高。

Description

一种机器人上料机械手

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种机器人上料机械手。

背景技术

胶轴为承载线状、带状产品的零件，包括位于中部的缠绕轴以及位于缠绕轴两端、且直径大于缠绕轴直径的限位部，线状、带状产品缠绕于缠绕轴上，以供后续取用。

在将线状、带状产品缠绕在胶轴的过程中，需要先将胶轴上料。从输送线上输送过来的胶轴全部在料箱中，胶轴并不是按照一定规格摆放，而是随意放置的，因而每个胶轴的放置方向并不一致，且胶轴在箱体中是活动的，没有任何东西固定。

在使用常规机械手抓取胶轴时，由于胶轴位置的不确定性，机械手难以找准胶轴，并且在抓取的瞬间可能会造成胶轴的移动，导致偏离预先的抓取角度，胶轴因受力偏移而脱离机械手，造成抓取失败的结果。

因此，亟需一种机器人上料机械手，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机器人上料机械手，能够在抓取过程中监控零件的位置并进行调整，抓取成功率高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机器人上料机械手，包括底座及设置于所述底座上的机械臂，还包括：

吸附机构，设置于所述机械臂的前端；

图像识别装置，设置于所述机械臂或所述吸附机构上，所述图像识别装置被配置为识别零件的位置；

检测装置，设置于所述吸附机构上，所述检测装置被配置为检测所述吸附机构是否吸附有零件；及

控制装置，分别与所述机械臂、所述吸附机构、所述图像识别装置及所述检测装置电连接。

作为优选，所述检测装置为负压开关，所述负压开关能够检测所述吸附机构的真空度。

作为优选，所述图像识别装置包括两个相机。

作为优选，所述吸附机构包括：

套管，所述套管内部中空，所述套管的一端连接于所述机械臂的前端；

吸嘴，设置于所述套管的另一端；及

真空装置，设置于所述套管上，所述真空装置与所述吸嘴连接。

作为优选，所述套管的顶部连接有法兰，所述法兰连接于所述机械臂的前端。

作为优选，所述真空装置包括真空发生器及真空管，所述真空发生器设置于套管上，所述真空管连接于所述真空发生器与所述吸嘴之间。

作为优选，所述吸嘴包括吸管及吸盘，所述吸管设置于所述套管的底部且与所述真空装置连接，所述吸盘连接于所述吸管的底部，所述吸盘上设置有吸附孔，所述吸附孔与所述吸管连通。

作为优选，所述吸管包括设置于所述套管的底部的外管及活动套设于所述外管内的内管，所述内管的一端连接所述真空装置，另一端连接所述吸盘；

所述吸嘴还包括弹簧，所述弹簧套设于所述内管上，且所述弹簧的两端分别抵接所述外管和所述内管。

作为优选，所述内管与所述吸盘之间通过挠性接头连接，所述挠性接头内部中空以连通所述吸管和所述吸盘。

作为优选，所述机械臂包括若干依次转动连接的手臂，最前端的所述手臂连接所述吸附机构。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的机器人上料机械手设置了吸附机构、图像识别装置、检测装置以及控制装置，吸附机构用于吸取零件并将上料，检测装置能够检测吸附机构上是否吸附有零件，并将信息反馈至控制装置，由控制装置控制吸附机构的动作，图像识别装置能够实时监测零件的位置以及吸附机构的位置，便于机械臂找准零件。该机器人上料机械手针对在自由状态没有约束定位的产品，可以自动校正然后再吸附，上料成功率高。

附图说明

图1是本实用新型提供的机器人上料机械手的结构示意图；

图2是本实用新型提供的机器人上料机械手移除底座、机械臂及法兰后的结构示意图；

图3是图2所示结构的部分剖视图。

图中：

10、胶轴；

1、底座；2、机械臂；3、吸附机构；31、套管；311、走线孔；32、吸嘴；321、吸盘；322、外管；323、内管；324、弹簧；325、挠性接头；331、真空发生器；332、真空管；4、检测装置；5、法兰。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种机器人上料机械手，如图1所示，该机器人上料机械手包括底座1、设置于底座1上的机械臂2以及设置于机械臂2的前端的吸附机构3。机械臂2包括若干依次转动连接的手臂，最前端的手臂连接吸附机构3，机械臂2用于提供驱动力，驱动吸附机构3移动。吸附机构3用于吸取零件并上料。该机器人上料机械手用于对在自由状态没有约束定位的产品的上料，本实施例以对胶轴10的上料为例进行介绍。

胶轴10包括位于中部的缠绕轴以及位于缠绕轴两端、且直径大于缠绕轴直径的限位部，线状、带状产品缠绕于缠绕轴上，以供后续取用。在对胶轴10上料时，由于胶轴10并不是按照一定规格摆放，而是随意放置的，因而每个胶轴10的放置方向并不一致，且胶轴10在箱体中是活动的，没有限位和固定，且胶轴10的结构特点使得胶轴10极易滚动，在抓取的瞬间可能会造成胶轴10的移动，导致偏离预先的抓取角度。

为了提高抓取的准确性，本实施例提供的机器人上料机械手还包括图像识别装置、检测装置4以及控制装置，其中，图像识别装置设置于机械臂2或吸附机构3上，图像识别装置被配置为识别零件的位置；检测装置4设置于吸附机构3上，检测装置4被配置为检测吸附机构3是否吸附有零件；控制装置分别与机械臂2、吸附机构3、图像识别装置及检测装置4电连接。

在吸附机构3吸取零件时，检测装置4用于检测吸附机构3上是否吸附有零件，并将吸附信息反馈至控制装置，由控制装置控制机械臂2动作。如若吸附机构3吸附有零件，则直接将零件上料，并在上料过程中实时监控；若没有吸附，则检测装置4立即将信息传递至控制装置，并通过图像识别装置进行图像识别，获取零件的位置以及吸附机构3的位置后，由控制装置控制机械臂2动作，便于吸附机构3找准零件。以此循环，直至吸附机构3吸附到零件，并将吸附有零件的信息反馈至控制装置，控制装置控制机械臂2动作，将零件送至指定位置。该机器人上料机械手能够自动校正然后再吸附，上料成功率高。

具体地，检测装置4为负压开关，负压开关与控制装置电连接，负压开关能够检测吸附机构3的真空度。图像识别装置包括两个相机。吸附机构3在吸附有零件和未吸附有零件时具有不同的真空度，当负压开关检测到的真空度为未吸附有零件的真空度时将信息反馈至控制装置，控制装置控制图像识别装置通过相机拍照的方式再次获取零件三维坐标，并控制机械臂2移动到合适的位置，使得吸附机构3重新抓取零件。以此循环，直至负压开关检测到的真空度为吸附有零件时的真空度时，将吸附有零件的信息反馈至控制装置，控制装置控制机械臂2动作，将零件送至指定位置。

如图2和图3所示，吸附机构3包括套管31、吸嘴32及真空装置，其中，套管31内部中空，套管31的一端通过法兰5连接于机械臂2的前端，套管31及机械臂2分别与法兰5通过螺栓连接。吸嘴32设置于套管31的另一端，通过负压吸附的方式吸取零件。真空装置设置于套管31上，真空装置与吸嘴32连接。真空装置用于提供负压，使得吸嘴32能够吸取零件。

具体地，套管31的底部设置有安装孔，该安装孔为通孔，吸嘴32套设于该安装孔内并与套管31固定连接；真空装置包括真空发生器331及真空管332，真空发生器331设置于套管31上，真空管332连接于真空发生器331与吸嘴32之间；套管31的外壁靠近真空发生器331处设置有走线孔311，真空管332可通过走线孔311伸入套管31内，从而与吸嘴32连接。走线孔311还用于真空开关的走线。通过走线孔311，将线路集成于套管31内部，避免线路缠绕。

继续如图2和图3所示，吸嘴32包括吸管及吸盘321，吸管设置于套管31的底部且与真空装置连接，吸盘321连接于吸管的底部，吸盘321上设置有吸附孔，吸附孔与吸管连通。当吸盘321与零件接触时，真空装置通过吸附孔将吸盘321与零件之间抽真空，使得吸盘321因负压与零件相吸附。为了提高吸附效果，本实施例中，吸嘴32可以设置有两个或两个以上。通过两个吸嘴32对零件进行吸附，使得机械臂2在移动零件时零件不易晃动，并且两处同时吸附增强了吸力，避免零件掉落。

为提高吸嘴32与零件接触时的柔性，吸管包括设置于套管31的底部的外管322及活动套设于外管322内的内管323，内管323的一端连接真空装置，另一端连接吸盘321；吸嘴32还包括弹簧324，弹簧324套设于内管323上，且弹簧324的两端分别抵接外管322和内管323。在吸盘321接触零件时，受到零件的抵压，使得内管323相对外管322滑动，压缩弹簧324，并在弹簧324的弹力作用下保持平衡，起到缓冲的作用。内管323与吸盘321之间通过挠性接头325连接，挠性接头325内部中空以连通吸管和吸盘321。挠性接头325由具有一定的变形能力的材料制成，例如橡胶，挠性接头325沿其两端向中间的轴径逐渐减小，使得挠性接头325在受到外力时能够向轴径变小处弯曲，能够实现一定角度的摆动，从而使吸盘321能够实现一定角度的摆动。

本实施例提供的机器人上料机械手的工作过程如下：

首先，图像识别装置通过拍照的方式获取待上料的零件的三维坐标，并传递至控制装置，控制装置控制机械臂2动作，使得吸附机构3移动至零件处吸附零件；

吸附机构3通过吸盘吸附零件，在吸盘321接触零件时，受到零件的抵压，使得内管323相对外管322滑动，压缩弹簧324，并在弹簧324的弹力作用下保持平衡，缓冲作用力，真空装置通过吸附孔将吸盘321与零件之间抽真空，使得吸盘321因负压与零件相吸附；

吸附过程中，检测装置4实时监测吸附机构3是否吸附有零件，若未吸附有零件，则将信息反馈至控制装置，控制装置控制图像识别装置再次获取零件三维坐标，并控制机械臂2移动到合适的位置，使得吸附机构3重新吸取零件。以此循环，直至检测装置4检测到吸附机构3吸附有零件时，将信息反馈至控制装置，控制装置控制机械臂2动作，将零件送至指定位置上料。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人上料机械手，包括底座(1)及设置于所述底座(1)上的机械臂(2)，其特征在于，还包括：

吸附机构(3)，设置于所述机械臂(2)的前端；

图像识别装置，设置于所述机械臂(2)或所述吸附机构(3)上，所述图像识别装置被配置为识别零件的位置；

检测装置(4)，设置于所述吸附机构(3)上，所述检测装置(4)被配置为检测所述吸附机构(3)是否吸附有零件；及

控制装置，分别与所述机械臂(2)、所述吸附机构(3)、所述图像识别装置及所述检测装置(4)电连接。

2.根据权利要求1所述的机器人上料机械手，其特征在于，所述检测装置(4)为负压开关，所述负压开关能够检测所述吸附机构(3)的真空度。

3.根据权利要求1所述的机器人上料机械手，其特征在于，所述图像识别装置包括两个相机。

4.根据权利要求1-3任一项所述的机器人上料机械手，其特征在于，所述吸附机构(3)包括：

套管(31)，所述套管(31)内部中空，所述套管(31)的一端连接于所述机械臂(2)的前端；

吸嘴(32)，设置于所述套管(31)的另一端；及

真空装置，设置于所述套管(31)上，所述真空装置与所述吸嘴(32)连接。

5.根据权利要求4所述的机器人上料机械手，其特征在于，所述套管(31)的顶部连接有法兰(5)，所述法兰(5)连接于所述机械臂(2)的前端。

6.根据权利要求4所述的机器人上料机械手，其特征在于，所述真空装置包括真空发生器(331)及真空管(332)，所述真空发生器(331)设置于套管(31)上，所述真空管(332)连接于所述真空发生器(331)与所述吸嘴(32)之间。

7.根据权利要求4所述的机器人上料机械手，其特征在于，所述吸嘴(32)包括吸管及吸盘(321)，所述吸管设置于所述套管(31)的底部且与所述真空装置连接，所述吸盘(321)连接于所述吸管的底部，所述吸盘(321)上设置有吸附孔，所述吸附孔与所述吸管连通。

8.根据权利要求7所述的机器人上料机械手，其特征在于，所述吸管包括设置于所述套管(31)的底部的外管(322)及活动套设于所述外管(322)内的内管(323)，所述内管(323)的一端连接所述真空装置，另一端连接所述吸盘(321)；

所述吸嘴(32)还包括弹簧(324)，所述弹簧(324)套设于所述内管(323)上，且所述弹簧(324)的两端分别抵接所述外管(322)和所述内管(323)。

9.根据权利要求8所述的机器人上料机械手，其特征在于，所述内管(323)与所述吸盘(321)之间通过挠性接头(325)连接，所述挠性接头(325)内部中空以连通所述吸管和所述吸盘(321)。

10.根据权利要求1-3任一项所述的机器人上料机械手，其特征在于，所述机械臂(2)包括若干依次转动连接的手臂，最前端的所述手臂连接所述吸附机构(3)。