CN216067448U

CN216067448U - 机器人及切割系统

Info

Publication number: CN216067448U
Application number: CN202121983158.7U
Authority: CN
Inventors: 于明湖; 居跃峰; 马灵; 刘全; 毛青谊; 潘继帆
Original assignee: SAIC General Motors Corp Ltd; Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
Current assignee: SAIC General Motors Corp Ltd; Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2031-08-23

Abstract

本申请提供一种机器人及一种切割系统。所述机器人包括运动机构、探测器、控制器和切割器。所述探测器用于探测捆扎卷料的扎带并发出位置信号。所述控制器用于接收所述位置信号，并基于所述位置信号控制所述运动机构的运动。所述切割器用于切割扎带。所述探测器和所述切割器连接在所述运动机构上，并随所述运动机构的运动而移动。根据本申请的技术方案，实现了扎带切割的自动化操作，消除了人员暴露于切割环境的危险，降低了人员劳动负荷，并提高了操作准确性和生产效率。

Description

机器人及切割系统

技术领域

本申请涉及卷料处理领域，具体地涉及一种将捆扎卷料开卷的机器人，并进一步涉及一种切割系统。

背景技术

传统汽车制造行业中，冲压件的原材料均是以卷料的形式进行存储的。将卷料开卷成平板是卷料处理的第一工序。

卷料通常用扎带捆扎包装，开卷时需要人员进入开卷线线首区域，并采用传统机械剪刀进行人工剪切，开卷效率低且人员在进入开卷区域后存在料片切割、人员滑倒、设备挤压等安全风险。

因此，需要一种自动化切割设备代替人工操作，以提高捆扎卷料的切割效率、降低人员劳动负荷以及提高操作安全性。

实用新型内容

本申请旨在提供一种机器人及一种切割系统，以解决或缓解至少部分背景技术中提及的问题。

为了实现前述目的之一，根据本申请的一个方面，提供一种机器人，其包括：运动机构；探测器，其用于探测捆扎卷料的扎带，并发出位置信号；控制器，其用于接收所述位置信号，并基于所述位置信号控制所述运动机构的运动；以及切割器，其用于切割扎带；其中，所述探测器和所述切割器连接在所述运动机构上，并随所述运动机构的运动而移动。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述运动机构能够在水平和竖直方向上运动。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述探测器包括距离传感器，所述距离传感器用于获取所述切割器相对于所述捆扎卷料的表面的距离信号，所述控制器通过接收并分析所述距离信号的变化确定所述扎带的位置。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述切割器通过缓冲杆连接在所述运动机构上，所述缓冲杆用于在所述切割器挤压捆扎卷料时提供缓冲。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述切割器包括电热切割刀。

为了实现前述目的之一，根据本申请的另一方面，提供一种切割系统，所述切割系统包括具有用于放置捆扎卷料的工作区间的工作台以及机器人；所述机器人包括：运动机构；探测器，其用于在所述工作区间内探测捆扎卷料的扎带，并发出位置信号；控制器，其用于接收所述位置信号，并基于所述位置信号控制所述运动机构的运动；以及切割器，其用于切割扎带；其中，所述探测器和所述切割器连接在所述运动机构上；所述运动机构能够在初始位置和工作区间的切割位置之间移动，且所述切割位置对应于所述探测器确定的所述扎带的位置。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述运动机构相对于所述工作台固定，且所述运动机构能够沿竖直方向和平行于所述捆扎卷料的轴线的方向运动。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述工作区间内设置有用于放置捆扎卷料的凹槽。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在另外的实施例中，所述凹槽内平行地设置至少两个圆柱体，所述捆扎卷料限定在所述至少两个圆柱体之间，所述捆扎卷料的轴线平行于所述至少两个圆柱体的轴线。

根据本申请的机器人和切割系统，通过在机器人的运动机构上设置探测器和切割器，使得机器人能够代替人员在捆扎卷料开卷区进行切割操作，实现了扎带切割的自动化，降低了人员劳动负荷、消除了人员直接暴露在锋利板料环境中的危险，并且提高了生产效率、提升了设备本身的安全性。

附图说明

参照附图，本申请的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：

图1示出了根据本申请的一种实施方式的机器人及切割系统；

图2示出了图1的虚线圈A中的结构的细节图；

图3示出了图1的虚线圈A中的结构的另一角度的细节图；以及

图4a-4f示出了用根据本申请的一种实施方式的切割系统切割扎带的过程的示意图。

具体实施方式

下文将参照附图中的示例性实施例来详细地描述本申请。但应当知道的是，本申请可通过多种不同的形式来实现，而不应该被理解为局限于本文所阐述的实施例。在此提供这些实施例旨在使得本申请的公开内容更为完整与详尽，并将本申请的构思完全传递给本领域技术人员。

此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本领域技术人员容易想到在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行适当的组合或者删减，由此获得可能未在本文中直接提及的本申请的更多其它实施例，这些实施例并未脱离本申请的范围。

图1示出了根据本申请的一种实施方式的机器人100及切割系统200，图2示出了图1的虚线圈A中的结构的细节图，图3示出了图1的虚线圈A中的结构的另一角度的细节图。本申请的机器人和切割系统用于切割捆扎卷料的扎带以避免人工操作的危险以及提高切割效率。

从图1至图3可以看出，机器人100包括运动机构110、控制器（未示出）以及连接在所述运动机构110上的探测器120、切割器130以及。其中，探测器120用于探测捆扎卷料300的扎带310，并发出位置信号，控制器用于接收位置信号，并基于该位置信号分析扎带310的位置，进而控制运动机构110的运动，切割器130根据控制器所确定的扎带310的位置在运动机构110的带动下切割扎带310。这样，机器人100可以代替人工进行扎带切割，探测器定位准确，有效避免了人工操作带来的操作误差以及潜在的安全问题，机器人的自动化操作降低了人员劳动强度、提高了切割效率。

如下将通过示例性说明来介绍关于该机器人的进一步的改型，以便进一步改善其工作效率、可靠性或出于其他方面的改进考虑。

在一个实施方式中，运动机构110能够在水平和竖直方向上运动，运动机构110在水平的方向的运动使得其能够对准捆扎卷料300，并带动探测器120沿捆扎卷料300的轴向运动来检测切割器130与捆扎卷料300的表面之间的距离。探测器120可以包括距离传感器121，其中距离传感器121用于获取切割器130相对于捆扎卷料300的表面的距离。由于扎带厚度将引起该距离的变化，例如，在运动机构110平行于捆扎卷料300的轴线运动的情况下，扎带310将引起恒定的距离值中的突变；在运动机构110的运动轨迹不与捆扎卷料300的轴线平行的情况下，扎带310将在规律性曲线变化的距离值中引起突变，因此利用控制器分析该距离信息的突变可以确定扎带310的位置。确定扎带310的位置后，控制器控制运动机构110在竖直的方向上靠近捆扎卷料300的表面运动，直到切割器130接触捆扎卷料300的表面，然后控制运动机构110带动切割器130划过扎带310。

如图2所示，切割器130可以通过缓冲杆140连接在所述运动机构110上，缓冲杆140可以在切割器130挤压捆扎卷料300时提供缓冲，从而避免切割器130划伤卷料300，另外可以在运动机构110过于靠近捆扎卷料300时，可以缓冲切割器130与捆扎卷料300之间的干扰或碰撞。

在可选的实施例中，切割器130可以包括电热切割刀，其可以采用电加热的形式，电热切割刀可以将扎带热熔化而不影响卷料的表面质量，避免了传统刀头对卷料表面的机械划伤，同时切割的速度更快、效率更高。

如图3所示，探测器120可以通过支杆150和支撑板160安装到运动机构110，探测器120偏置在支撑板160上，这可以保证探测器的探测范围不受切割器130等的遮挡，用至少两个支杆150以及支撑板160保持探测器120可以保证探测器120的稳定性而不易发生偏转。

如图1所示，切割系统200包括工作台210，其具有用于放置捆扎卷料300的工作区间。切割系统200还包括机器人100，其中机器人100包括探测器120，其在工作台210上的工作区间范围内探测捆扎卷料300的扎带310的位置。机器人100还包括如前述实施方式中所提及的切割器130、运动机构110以及控制器。运动机构110能够在初始位置和工作区间的切割位置之间移动，且切割位置对应于探测器120确定的扎带310的位置。

在可选的实施例中，运动机构110能够在水平和竖直方向上运动并带动探测器120和切割器130移动以分别进行距离探测和扎带切割。此外，在另外的实施例中，运动机构110可以相对于工作台210固定在合适位置处，例如对准捆扎扎带的轴线的位置处，在这种情况下，所述运动机构110仅需要沿竖直方向和平行于捆扎扎带的轴线的方向运动来带动探测器120和切割器130移动，以分别进行距离探测和扎带切割，由此可以降低运动机构110的运动控制的复杂度，并且可以省去在水平面中垂直于捆扎卷料轴线的方向上找准捆扎卷料位置的过程，从而节省操作时间、提高操作效率。

从图1看出，工作台210的工作区间内设置有用于放置捆扎卷料300的凹槽211，凹槽211可以对捆扎卷料300进行限位，从而防止操作过程中捆扎卷料300发生偏转、移位等。

图1中还示出了两个圆柱体2111，其平行地设置在凹槽211内，捆扎卷料300可以被限定在这两个圆柱体2111之间，其轴线平行于两个圆柱体2111的轴线。在放置捆扎卷料300时，圆柱体2111可以便于捆扎卷料300的定向和限位，并且可以避免捆扎卷料300碰撞凹槽211的边缘所造成的损伤。此外，在适当情况下，也可以设置更多的圆柱体。

图4a-4f示出了用根据本申请的一种实施方式的切割系统切割扎带的过程的示意图。切割扎带主要包括扎带定位和扎带切割步骤。

1）扎带定位步骤

捆扎卷料300放置到工作台210之后，机器人100的运动机构110首先移动到初始高度，如图4a。然后，安装在运动机构110上的探测器120检测切割器130距捆扎卷料300顶部的距离，如图4b所示，然后运动机构110竖直向下靠近捆扎卷料300的表面移动，直到切割器130达到设定的安全高度，例如切割器130距捆扎卷料300表面约为10 mm，此时停止运动机构110的移动。

在该安全高度上，运动机构110沿捆扎卷料300的轴线方向低速移动，同时探测器130检测竖直方向上因扎带310的厚度引起的距离变化信号，该信号被传递到控制器，控制器分析并确定扎带310的位置，如图4c。

2）扎带切割步骤

扎带310的位置确定后，控制器控制运动机构110带动切割器130沿竖直方向移动，直到切割器130触碰捆扎卷料300的表面，如图4d所示；然后切割器130低速划过扎带310，如图4e所示，进而完成扎带切割，如图4f。

此后，切割器130向上移动返回原高度，机器人继续执行下一根扎带的定位和切割。

根据本申请的机器人及切割系统，通过在机器人上设置探测器和切割器，实现了对捆扎卷料的扎带的自动化定位和切割，显著提高了扎带切割的准确性和工作效率，有效避免了人员直接暴露于危险的操作环境，并且可以明显降低人员劳动负荷。

以上例子主要说明了本申请的机器人和切割系统。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。

Claims

1.一种机器人（100），其特征在于，所述机器人（100）包括：

运动机构（110）；

探测器（120），其用于探测捆扎卷料（300）的扎带（310），并发出位置信号；

控制器，其用于接收所述位置信号，并基于所述位置信号控制所述运动机构（110）的运动；以及

切割器（130），其用于切割扎带（310）；

其中，所述探测器（120）和所述切割器（130）连接在所述运动机构（110）上，并随所述运动机构（110）的运动而移动。

2.根据权利要求1所述的机器人（100），其特征在于，所述运动机构（110）能够在水平和竖直方向上运动。

3.根据权利要求1所述的机器人（100），其特征在于，所述探测器（120）包括距离传感器（121），所述距离传感器（121）用于获取所述切割器（130）相对于所述捆扎卷料（300）的表面的距离信号，所述控制器通过接收并分析所述距离信号的变化确定所述扎带（310）的位置。

4.根据权利要求1所述的机器人（100），其特征在于，所述切割器（130）通过缓冲杆（140）连接在所述运动机构（110）上，所述缓冲杆（140）用于在所述切割器（130）挤压捆扎卷料（300）时提供缓冲。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的机器人（100），其特征在于，所述切割器（130）包括电热切割刀。

6.一种切割系统（200），其特征在于，所述切割系统（200）包括：

工作台（210），其具有用于放置捆扎卷料（300）的工作区间；

机器人（100），其包括：

运动机构（110）；

探测器（120），其用于在所述工作区间内探测捆扎卷料（300）的扎带（310），并发出位置信号；

切割器（130），其用于切割扎带（310）；

其中，所述探测器（120）和所述切割器（130）连接在所述运动机构（110）上；所述运动机构（110）能够在初始位置和所述工作区间的切割位置之间移动，且所述切割位置对应于所述探测器（120）确定的所述扎带（310）的位置。

7.根据权利要求6所述的切割系统（200），其特征在于，所述运动机构（110）能够在水平和竖直方向上运动。

8.根据权利要求7所述的切割系统（200），其特征在于，所述运动机构（110）相对于所述工作台（210）固定，且所述运动机构（110）能够沿竖直方向和平行于所述捆扎卷料的轴线的方向运动。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的切割系统（200），其特征在于，所述工作区间内设置有用于放置捆扎卷料（300）的凹槽（211）。

10.根据权利要求9所述的切割系统（200），其特征在于，所述凹槽（211）内平行地设置至少两个圆柱体（2111），所述捆扎卷料（300）限定在所述至少两个圆柱体（2111）之间，所述捆扎卷料（300）的轴线平行于所述至少两个圆柱体（2111）的轴线。

11.根据权利要求6至8任意一项所述的切割系统（200），其特征在于，所述探测器（120）包括距离传感器（121），所述距离传感器（121）用于获取所述切割器（130）相对于所述捆扎卷料（300）的表面的距离信号，所述控制器通过接收并分析所述距离信号的变化确定所述扎带（310）的位置。

12.根据权利要求6至8任意一项所述的切割系统（200），其特征在于，所述切割器（130）通过缓冲杆（140）连接在所述运动机构（110）上，所述缓冲杆（140）用于在所述切割器（130）挤压捆扎卷料（300）时提供缓冲。

13.根据权利要求6至8任意一项所述的切割系统（200），其特征在于，所述切割器（130）包括电热切割刀。