CN217675714U - 一种视觉识别机械臂上料设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种视觉识别机械臂上料设备，包括：用于承载叠放板材和升降板材的进料升降装置；用于获取板材标签信息和板材加工信息的摄像头装置；用于检测进料升降装置最上层板材高度的传感装置；两条以上、分别用于将板材传输到加工工位的工位传输线；以及用于将板材从进料升降装置移动到工位传输线上的工业机器人；摄像头装置设置在进料升降装置的上方；工业机器人的执行末端设置有用于吸取板材的吸取装置；各条工位传输线分别设置在工业机器人的外侧；工业机器人与摄像头装置信号连接；进料升降装置与传感装置信号连接。该设备可实现板材混合放置后灵活上料到各个工位，提高板材加工效率和节省人力成本。

Description

一种视觉识别机械臂上料设备

技术领域

本实用新型涉及板材上料技术领域，更具体地说，涉及一种视觉识别机械臂上料设备。

背景技术

随着工业4.0的发展，定制家具行业自动化生产技术快速提升，定制个性化需求不断地增加。在定制家具生产过程中，往往会将大规格原始板料切割成各式各样、不同大小尺寸的板材，将这些板材来形成家具的各个部分，然后将这些部分组合在一起形成完整的家具。从一张原始板料切割形成的各个板材，后续并不一定进行相同的加工，因此需要去往不同的加工工位。而目前，当板材切割后贴上标签，之后人工将这些板材进行分拣，将进行同类加工的板材归集在一起，之后分别运往相应的工位。该方式不利于加工效率的进一步提升，也耗费较多的人力资源，操作工人劳动强度大。因此，现亟待设计出一种可将板材灵活上料到各个工位的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种可实现板材混合放置后灵活上料到各个工位、提高板材加工效率和节省人力成本的视觉识别机械臂上料设备。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：包括：

用于承载叠放板材和升降板材的进料升降装置；

用于获取板材标签信息和板材加工信息的摄像头装置；

用于检测进料升降装置最上层板材高度的传感装置；

两条以上、分别用于将板材传输到加工工位的工位传输线；

以及用于将板材从进料升降装置移动到工位传输线上的工业机器人；

所述摄像头装置设置在进料升降装置的上方；工业机器人的执行末端设置有用于吸取板材的吸取装置；各条工位传输线分别设置在工业机器人的外侧；所述工业机器人与摄像头装置信号连接；进料升降装置与传感装置信号连接。

本实用新型设备的工作原理是：进料升降装置承载叠放在一起的板材；传感装置检测进料升降装置最上层板材高度，通过进料升降装置调整高度，使最上层板材高度保持在设定高度，从而使摄像头装置无需升降的情况下有效对焦，清晰拍摄板材；摄像头装置获取板材标签信息和板材加工信息，从而得到板材下一加工工位信息；摄像头装置通过板材标签信息和板材加工信息，确定板材下一加工工位信息，可采用现有技术，例如采用数据库表格方式，查找板材标签和加工工序的对应关系；工业机器人将板材从进料升降装置移动到下一加工工位对应的工位传输线上，完成板材上料。

本实用新型设备可实现板材混合放置后灵活上料到各个工位，进一步提高板材加工效率和节省人力成本；通过传感装置检测进料升降装置最上层板材高度，以调整进料升降装置高度，使摄像头装置无需升降的情况下有效对焦，清晰拍摄板材。

优选地，所述摄像头装置通过摄像头支架设置在进料升降装置的上方；所述工业机器人设置在进料升降装置远离摄像头支架的一侧。

优选地，所述传感装置包括若干传感模块，所有传感模块均位于进料升降装置靠近摄像头支架的一侧；所有传感模块并排设置在同一水平高度上。该设置可检测进料升降装置上各处承托板材的高度，从而准确得到最上层板材高度。

优选地，所述进料升降装置包括带有承托辊筒的承托平台、X形升降架和升降驱动模块；所述承托平台设置在X形升降架上；X形升降架包括相互铰接的支撑架一和支撑架二，支撑架一和支撑架二交叉布设；X形升降架与升降驱动模块连接，以实现支撑架一和支撑架二交叉角度调节。进料升降装置采用X形支撑和升降方式，可平稳、有效地承托和升降板材。

优选地，还包括进料传输线；所述进料传输线与承托平台相接。

优选地，所述进料传输线通过旋转平台与承托平台相接。设置进料传输线与承托平台相接，便于将板材传输至承托平台上，进一步提升上料的便捷程度。

优选地，所述吸取装置包括基座、固定吸持组、两个活动吸持组、两个移动机构，以及抽真空开关和真空发生器；所述固定吸持组设置在基座下方的中部；两个活动吸持组分别分布在固定吸持组的两侧；两个活动吸持组分别可滑动地设置在基座下方，并通过移动机构与基座连接，以实现两个活动吸附组分别朝向固定吸持组移动或背向固定吸持组移动；固定吸持组和两个活动吸持组分别与抽真空开关一对一连接，抽真空开关分别与真空发生器一对一连接。

该吸取装置通过调整各个活动吸持组的位置和设定各个抽真空开关的开关状态，可灵活地调整对板材的吸附位置，使吸取操作更加可靠和稳固，还可实现同时吸取多块板材，提高加工效率。

优选地，两个活动吸持组分别包括活动吸持架和设置在活动吸持架下方的若干活动吸盘；活动吸持架与移动机构连接；各个活动吸盘分别与所在活动吸持组对应的抽真空开关连接；

所述固定吸持组包括固定吸持架和设置在固定吸持架下方的若干固定吸盘；固定吸持架设置在基座下方；各个固定吸盘分别与固定吸持组对应的抽真空开关连接。

该结构的活动吸持组和固定吸持组可实现板材的牢固吸附。

优选地，所有固定吸盘和活动吸盘的吸附工作面均位于同一水平面上。

优选地，各个抽真空开关和真空发生器分别设置在基座的上方；各个抽真空开关分别通过管体与真空发生器连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型设备可实现板材混合放置后灵活上料到各个工位，进一步提高板材加工效率和节省人力成本；

2、本实用新型设备通过传感装置检测进料升降装置最上层板材高度，以调整进料升降装置高度，使摄像头装置无需升降的情况下有效对焦，清晰拍摄板材；

3、本实用新型设备，进料升降装置采用X形支撑和升降方式，可平稳、有效地承托和升降板材；

4、本实用新型设备，吸取装置通过调整各个活动吸持组的位置和设定各个抽真空开关的开关状态，可灵活地调整对板材的吸附位置，使吸取操作更加可靠和稳固，还可实现同时吸取多块板材，提高加工效率。

附图说明

图1是本实用新型视觉识别机械臂上料设备的结构示意图；

图2是本实用新型视觉识别机械臂上料设备的摄像头装置和传感装置的安装示意图；

图3是本实用新型视觉识别机械臂上料设备的进料升降装置的结构示意图；

图4是实施例二视觉识别机械臂上料设备的吸取装置的结构示意图之一；

图5是实施例二视觉识别机械臂上料设备的吸取装置的结构示意图之二；

图6是实施例三视觉识别机械臂上料设备的结构示意图；

其中，1为摄像头支架、2为进料升降装置、21为承托平台、22为X形升降架、23为升降驱动模块、3为工业机器人、4为工位传输线、5为吸取装置、51为基座、52为固定吸持组、53为活动吸持组、54为抽真空开关、55为真空发生器、56为电机、57为连接结构、6为摄像头装置、7为传感装置、8为进料传输线、9为旋转平台。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一

本实施例一种视觉识别机械臂上料设备，如图1至图3所示，包括进料升降装置2、摄像头装置6、传感装置7、两条以上工位传输线4，以及工业机器人3。进料升降装置2用于承载叠放板材和升降板材；摄像头装置6用于获取板材标签信息和板材加工信息；传感装置7用于检测进料升降装置2最上层板材高度；工位传输线4用于将板材传输到加工工位；工业机器人3用于将板材从进料升降装置2移动到工位传输线4上。

摄像头装置6通过摄像头支架1设置在进料升降装置2的上方；摄像头装置6优选包括普通工业相机和深度相机。

进料升降装置2包括带有承托辊筒的承托平台21、X形升降架22和升降驱动模块23；承托平台21设置在X形升降架22上；X形升降架22包括相互铰接的支撑架一和支撑架二，支撑架一和支撑架二交叉布设；X形升降架22与升降驱动模块23连接，以实现支撑架一和支撑架二交叉角度调节。进料升降装置2采用X形支撑和升降方式，可平稳、有效地承托和升降板材。升降驱动模块23可采用现有技术，只需要实现X形升降架升降即可。

传感装置7包括若干传感模块，所有传感模块均位于进料升降装置2靠近摄像头支架1的一侧；所有传感模块并排设置在同一水平高度上。进料升降装置2与传感装置7信号连接。该设置可检测进料升降装置2上各处承托板材的高度，从而准确得到最上层板材高度。传感模块可采用现有传感模块，例如光电传感模块。

工业机器人3设置在进料升降装置2远离摄像头支架1的一侧。工业机器人3的执行末端设置有用于吸取板材的吸取装置5；吸取装置5可采用现有吸取装置，只需要实现板材真空吸附即可。

各条工位传输线4分别设置在工业机器人3的外侧；工业机器人3与摄像头装置6信号连接。本实施例中工位传输线为三条；实际应用中，工位传输线为两条以上，例如两条、三条、四条，甚至更多。工位传输线可采用现有传输线。

本实用新型设备的工作原理是：进料升降装置2承载叠放在一起的板材；传感装置7检测进料升降装置2最上层板材高度，通过进料升降装置2调整高度，使最上层板材高度保持在设定高度，从而使摄像头装置6无需升降的情况下有效对焦，清晰拍摄板材；摄像头装置6获取板材标签信息和板材加工信息，从而得到板材下一加工工位信息；摄像头装置通过板材标签信息和板材加工信息，确定板材下一加工工位信息，可采用现有技术，例如采用数据库表格方式，查找板材标签和加工工序的对应关系。工业机器人3将板材从进料升降装置2移动到下一加工工位对应的工位传输线4上，完成板材上料。

本实用新型设备可实现板材混合放置后灵活上料到各个工位，进一步提高板材加工效率和节省人力成本；通过传感装置检测进料升降装置最上层板材高度，以调整进料升降装置高度，使摄像头装置无需升降的情况下有效对焦，清晰拍摄板材。

实施例二

本实施例一种视觉识别机械臂上料设备，与实施例一的区别在于：本实施例中，吸取装置的结构如图4和图5所示，吸取装置5包括基座51、固定吸持组52、两个活动吸持组53、两个移动机构，以及抽真空开关54和真空发生器55。

固定吸持组52设置在基座51下方的中部；两个活动吸持组53分别分布在固定吸持组52的两侧；两个活动吸持组53分别可滑动地设置在基座51下方，并通过移动机构与基座51连接，以实现两个活动吸附组分别朝向固定吸持组52移动或背向固定吸持组52移动；固定吸持组52和两个活动吸持组53分别与抽真空开关54一对一连接，抽真空开关54分别与真空发生器55一对一连接。各个抽真空开关54和真空发生器55分别设置在基座51的上方；各个抽真空开关54分别通过管体与真空发生器55连接。抽真空开关可采用现有装置，例如电磁阀；真空发生器也可采用现有装置。

两个活动吸持组53分别包括活动吸持架和设置在活动吸持架下方的若干活动吸盘；活动吸持架与移动机构连接；各个活动吸盘分别与所在活动吸持组53对应的抽真空开关54连接。固定吸持组52包括固定吸持架和设置在固定吸持架下方的若干固定吸盘；固定吸持架设置在基座51下方；各个固定吸盘分别与固定吸持组52对应的抽真空开关54连接。

该结构的活动吸持组53和固定吸持组52可实现板材的牢固吸附。所有固定吸盘和活动吸盘的吸附工作面优选均位于同一水平面上。

移动机构可采用现有机构，例如包括电机56、同步带等。吸取装置5通过连接结构57与工业机器人3连接。

该吸取装置5，根据板材尺寸和板材位置，各个移动机构分别调整各个活动吸持组53的位置，并设定各个抽真空开关54和真空发生器55是否启动；例如，当需要吸取的板材尺寸较大时，可设定采用固定吸持组52和多组活动吸持组53一起吸取；当需要吸取的板材尺寸较小时，可设定采用固定吸持组52和一组活动吸持组53吸取，甚至仅采用固定吸持组52吸取；当需要同时吸取多块板材时，可设定固定吸持组52和各个活动吸持组53分别与各个板材的对应关系；之后再设定各个活动吸附组的位置以及各个抽真空开关54和真空发生器55的开关状态。根据板材尺寸和板材位置，设定活动吸持组的位置、各个抽真空开关和真空发生器的开关状态，可采用现有技术，例如通过表格查找方式或距离换算方式来实现。活动吸持组53的位置调整完毕后，将装置移至板材上，将设定为启动的抽真空开关54开启，吸取板材。

该吸取装置5通过调整各个活动吸持组53的位置和设定各个抽真空开关54的开关状态，可灵活地调整对板材的吸附位置，使吸取操作更加可靠和稳固，还可实现同时吸取多块板材，提高加工效率。

本实施例的其余结构与实施例一相同。

实施例三

本实施例一种视觉识别机械臂上料设备，与实施例一的区别在于：本实施例中，设备还包括进料传输线8；进料传输线8与承托平台21相接。进一步的优选方案是：进料传输线8通过旋转平台9与承托平台21相接，如图6所示。设置进料传输线8与承托平台21相接，便于将板材传输至承托平台21上，进一步提升上料的便捷程度。本实施例的其余结构与实施例一相同。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：包括：

用于承载叠放板材和升降板材的进料升降装置；

用于获取板材标签信息和板材加工信息的摄像头装置；

用于检测进料升降装置最上层板材高度的传感装置；

两条以上、分别用于将板材传输到加工工位的工位传输线；

以及用于将板材从进料升降装置移动到工位传输线上的工业机器人；

所述摄像头装置设置在进料升降装置的上方；工业机器人的执行末端设置有用于吸取板材的吸取装置；各条工位传输线分别设置在工业机器人的外侧；所述工业机器人与摄像头装置信号连接；进料升降装置与传感装置信号连接。

2.根据权利要求1所述的视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：所述摄像头装置通过摄像头支架设置在进料升降装置的上方；所述工业机器人设置在进料升降装置远离摄像头支架的一侧。

3.根据权利要求2所述的视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：所述传感装置包括若干传感模块，所有传感模块均位于进料升降装置靠近摄像头支架的一侧；所有传感模块并排设置在同一水平高度上。

4.根据权利要求1所述的视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：所述进料升降装置包括带有承托辊筒的承托平台、X形升降架和升降驱动模块；所述承托平台设置在X形升降架上；X形升降架包括相互铰接的支撑架一和支撑架二，支撑架一和支撑架二交叉布设；X形升降架与升降驱动模块连接，以实现支撑架一和支撑架二交叉角度调节。

5.根据权利要求4所述的视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：还包括进料传输线；所述进料传输线与承托平台相接。

6.根据权利要求5所述的视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：所述进料传输线通过旋转平台与承托平台相接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：所述吸取装置包括基座、固定吸持组、两个活动吸持组、两个移动机构，以及抽真空开关和真空发生器；所述固定吸持组设置在基座下方的中部；两个活动吸持组分别分布在固定吸持组的两侧；两个活动吸持组分别可滑动地设置在基座下方，并通过移动机构与基座连接，以实现两个活动吸附组分别朝向固定吸持组移动或背向固定吸持组移动；固定吸持组和两个活动吸持组分别与抽真空开关一对一连接，抽真空开关分别与真空发生器一对一连接。

8.根据权利要求7所述的视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：两个活动吸持组分别包括活动吸持架和设置在活动吸持架下方的若干活动吸盘；活动吸持架与移动机构连接；各个活动吸盘分别与所在活动吸持组对应的抽真空开关连接；

所述固定吸持组包括固定吸持架和设置在固定吸持架下方的若干固定吸盘；固定吸持架设置在基座下方；各个固定吸盘分别与固定吸持组对应的抽真空开关连接。

9.根据权利要求8所述的视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：所有固定吸盘和活动吸盘的吸附工作面均位于同一水平面上。

10.根据权利要求7所述的视觉识别机械臂上料设备，其特征在于：各个抽真空开关和真空发生器分别设置在基座的上方；各个抽真空开关分别通过管体与真空发生器连接。

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