CN108818600B - 一种新能源电机下线抓取装置及其机器人抓具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源电机下线抓取装置及其机器人抓具，该抓取装置包括机器人抓具，所述机器人抓具包括固定夹爪、活动夹爪、以及执行器，还包括：视觉系统，用于获取新能源电机的轴向和径向照片，根据处理后的照片计算与新能源电机标准位置的位置偏差；以及机器人，用于根据所述视觉系统计算得到的位置偏差来调整所述机器人抓具的位置，到达新能源电机的抓取位，其中，所述机器人抓具在抓取新能源电机时所述固定夹爪靠近新能源电机前端，对准新能源电机的法兰位置，所述执行器驱动活动夹爪夹紧新能源电机，以抓取新能源电机下线。本发明通过视觉系统让机器人自动纠正以达到正确的抓取位置，并且能够适应对于不同尺寸的电机产品的下线抓取。

Description

一种新能源电机下线抓取装置及其机器人抓具

技术领域

本发明涉及新能源电机制造领域，尤其涉及一种新能源电机下线抓取装置和新能源电机下线用机器人抓具。

背景技术

随着新能源汽车的蓬勃发展，对于电机的产量需求越来越大，因为新兴的电机产业还未形成统一的标准，导致新能源电机的品种繁多，新能源电机（新能源汽车用电机）产品在批量化生产时，因为电机外形的不规则以及电机在前面工位的装配导致的定位不准，导致无法自动化下线电机，一般成品电机下线采用人工吊装的方式或者一条生产线智能适应一个品种的电机，这样会造成人力成本的增加、效率的低下等。

现有机器人抓具抓取时需要对被抓取的物体进行精确定位，否则抓具无法判断物体的位置导致抓取失败；有些抓具就算利用视觉系统判断物体的位置，但是只能抓取固定外形的物体，抓具的兼容性小；有些抓具的结构复杂，成本代价较大。

现有视觉引导机器人抓具的实例如下：

中国专利文献CN 207058571 U公开了一种汽车部件视觉引导抓手，包括机器人、机器抓手以及用于系统控制的控制中心，所述机器抓手包括与机器人手臂连接的手抓状支架，支架上设有视觉检测机构、机械定位机构、工件抓取机构，控制中心在视觉检测机构的引导下控制工件抓取机构抓取工件。该抓手能够准确抓取汽车部件，加快机器人取件的速度。

中国专利文献CN106625676A公开了一种汽车智能制造自动上料的三维视觉精确引导定位方法，采用相机对零部件进行拍照采集图像，通过图像处理，结合视觉检测算法计算出零件在固定坐标系下的位置和角度偏差，再通过给机器人传送改位置和角度信息，修正机器人的轨迹，引导机器人到达正确的工作位置，从而实现机器人自动修正轨迹抓件上料。其对零部件的抓取精度高，不需要对零部件进行精确定位。

中国专利文献CN 204976669 U公开了一种通过视觉识别进行定位的机器人抓手，包括一安装板，安装板上设有第一通孔和第二通孔，在第一通孔处设有一连接座，在第二通孔处设有一摄像机；连接座的座体穿过第一通孔且固定在安装板上，其顶部连接于机器人手臂，其底部设有手指气缸；摄像机的机体通过一固定架固定于安装板的顶面，其摄像头设置于第二通孔内；沿第二通孔的下口外缘设有一聚光圈，该聚光圈固定在安装板的底面。利用摄像机进行视觉定位，适用范围得以扩大，可适用于各种需定位的情形。

现有的电机成品下线抓具多只能适用于一个品种或者只能采用人工下线的方式，而且对于一个品种的自动化下线也需要将电机进行精准定位。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新能源电机下线抓取装置，以解决新能源电机在自动化下线时需要将电机进行精准定位的问题。

本发明的另一目的在于提供一种新能源电机下线抓取装置，以适应对于不同尺寸的电机产品的下线抓取。

本发明的目的还在于提供一种新能源电机下线用机器人抓具。

为此，本发明一方面提供了一种新能源电机下线抓取装置，包括机器人抓具，所述机器人抓具包括固定夹爪、活动夹爪、以及执行器，还包括：视觉系统，用于获取新能源电机的轴向和径向照片，根据处理后的照片计算与新能源电机标准位置的位置偏差；以及机器人，用于根据所述视觉系统计算得到的位置偏差来调整所述机器人抓具的位置，到达新能源电机的抓取位，其中，所述机器人抓具在抓取新能源电机时所述固定夹爪靠近新能源电机前端，对准新能源电机的法兰位置，所述执行器驱动活动夹爪夹紧新能源电机，以抓取新能源电机下线。

进一步地，上述机器人抓具还包括机器人连接板、换枪盘机器人侧本体、换枪盘工具侧本体、抓具底板、视觉光源、视觉安装支架、相机、以及视觉传感器支架，其中，所述机器人连接板和换枪盘机器人侧本体连接在一起，所述视觉安装支架固定在机器人连接板上，所述视觉传感器支架在视觉安装支架的上方，所述相机固定在视觉传感器支架上，所述换枪盘机器人侧本体与换枪盘工具侧本体通过控制实现分合，所述抓具底板与换枪盘工具侧本体连接，所述视觉光源在视觉安装支架的下方。

进一步地，上述执行器为气缸，所述机器人抓具还包括直线导轨、气缸接头、以及气缸支架，其中，所述气缸支架固定在抓具底板上，所述气缸与气缸支架连接，所述气缸通过气缸接头与所述活动夹爪连接，所述活动夹爪的导向依靠直线导轨，所述直线导轨固定在抓具底板上，所述固定夹爪固定在抓具底板上。

进一步地，上述机器人抓具还包括左夹爪工装和右夹爪工装，其中，所述左夹爪工装连接在固定夹爪上，所述右夹爪工装连接在活动夹爪上，让所述左夹爪工装的止口与新能源电机的法兰止口对齐，通过所述左夹爪工装与右夹爪工装夹起新能源电机。

根据本发明的另一方面，提供了一种根据上面所描述的新能源电机下线抓取装置，还包括位移传感器，用于检测活动夹爪的伸缩位移，其中，所述机器人还用于根据所述位移传感器给出的信号判断所述活动夹爪的抓取位置。

进一步地，上述位移传感器通过铰支架分别连接在抓具底板和活动夹爪之间。

根据本发明的又一方面，提供了一种新能源电机下线用机器人抓具，包括机器人连接板、换枪盘机器人侧本体、换枪盘工具侧本体、抓具底板、视觉光源、视觉安装支架、相机、以及视觉传感器支架，其中，所述机器人连接板和换枪盘机器人侧本体连接在一起，所述视觉安装支架固定在机器人连接板上，所述视觉传感器支架在视觉安装支架的上方，所述相机固定在视觉传感器支架上，所述换枪盘机器人侧本体与换枪盘工具侧本体通过控制实现分合，所述抓具底板与换枪盘工具侧本体连接，所述视觉光源在视觉安装支架的下方，还包括固定夹爪、活动夹爪、直线导轨、气缸接头、位移传感器、气缸、以及气缸支架，其中，所述气缸支架固定在抓具底板上，所述气缸与气缸支架连接，所述气缸通过气缸接头与所述活动夹爪连接，所述活动夹爪的导向依靠直线导轨，所述直线导轨固定在抓具底板上，所述固定夹爪固定在抓具底板上，所述位移传感器通过铰支架分别连接在抓具底板和活动夹爪之间，还包括左夹爪工装和右夹爪工装，其中，所述左夹爪工装连接在固定夹爪上，所述右夹爪工装连接在活动夹爪上，通过所述左夹爪工装与右夹爪工装夹起新能源电机。

进一步地，上述气缸为断气自锁式气缸。

本发明还提供了一种新能源电机下线抓取装置，包括根据上面所描述的新能源电机下线用机器人抓具。

本发明具有以下技术效果：

（1）本发明采用视觉系统配合机器人抓具使用，可以通过视觉系统让机器人自动纠正以达到正确的抓取位置，以解决新能源电机在自动化下线时需要将电机进行精准定位的问题；

（2）夹爪带有位移传感器，能够控制夹爪伸缩的位移，使抓具能够适用多品种的电机的抓取；

（3）采用锁紧气缸推动夹爪夹紧电机，结构简单，气缸带断气自锁能力，保证气源中断的情况下，夹取工件的安全。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明一实施例的新能源电机下线抓取装置的结构框图；

图2为根据本发明一实施例的新能源电机下线用机器人抓具的结构示意图；

图3示出了根据本发明一实施例的新能源电机下线用机器人抓具的侧向结构；

图4示出了根据本发明一实施例的新能源电机下线用机器人抓具的俯视结构；以及

图5示出了根据本发明一实施例的新能源电机下线用机器人抓具在抓取新能源电机时的工作状态。

附图标记说明

1、机器人连接板； 2、换枪盘机器人侧本体；

3、换枪盘工具侧本体； 4、抓具底板；

5、新能源电机； 6、固定夹爪；

7、右夹爪工装； 8、活动夹爪；

9、直线导轨； 10、左夹爪工装；

11、气缸接头； 12、视觉光源；

13、视觉安装支架； 14、相机；

15、视觉传感器支架； 16、位移传感器；

17、铰支架； 18、气缸；

19、气缸支架； 100、机器人抓具；

200、视觉系统； 300、机器人。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1至5示出了根据本发明的一些实施例。

如图1所示，本发明的新能源电机下线抓取装置包括机器人抓具100、视觉系统200、以及机器人300。

其中，视觉系统200用于获取新能源电机的轴向和径向照片，根据处理后的照片计算与新能源电机标准位置的位置偏差。

其中，机器人300用于根据所述视觉系统计算得到的位置偏差来调整所述机器人抓具的位置，到达新能源电机的抓取位。

其中，所述机器人抓具包括固定夹爪、活动夹爪、以及执行器，在抓取新能源电机时所述固定夹爪靠近新能源电机前端，对准新能源电机的法兰位置，所述执行器驱动活动夹爪夹紧新能源电机，以抓取新能源电机下线。

根据本发明，视觉系统的相机沿着新能源电机的轴向和径向分别拍照，视觉系统对照片进行处理，计算与标准位置的位置偏差，六轴工业机器人按照视觉系统计算的结果调整抓具的位置，到达新能源电机的抓取位。

在本发明中，采用视觉系统配合机器人抓具使用，对于放置的新能源电机有位置误差，可以通过视觉系统让机器人自动纠正以达到正确的抓取位置。

在本发明中，执行器优选为气缸，也可以直线电机、电缸、油缸等线性执行器。

在本发明中，机器人抓具的固定夹爪和活动夹具可以根据新能源电机的外形的改变而作适应性变型。

再如图1所示，本发明的机器人抓具上还设置有位移传感器，用于检测活动夹爪的伸缩位移，其中，所述机器人还用于根据所述位移传感器给出的信号判断所述活动夹爪的抓取位置。

根据本发明，机器人抓具的活动夹爪带有位移传感器，能够控制夹爪伸缩的位移，使抓具能够适用多品种的新能源电机的抓取。

在本发明中，对于不同尺寸的新能源电机产品，抓具到达抓取位置，根据位移传感器给出的信号判断夹具抓取新能源电机位置。另外，采用锁紧气缸推动夹爪夹紧新能源电机，结构简单，气缸带断气自锁能力，保证气源中断的情况下，夹取工件的安全。

下面结合图2至图5对本发明的新能源电机下线用机器人抓具及其工作过程进行说明。

结合参照图2至图5，所述机器人抓具还包括机器人连接板1、换枪盘机器人侧本体2、换枪盘工具侧本体3、抓具底板4、视觉光源12、视觉安装支架13、相机14、以及视觉传感器支架15，还包括固定夹爪6、活动夹爪8、直线导轨9、气缸接头11、以及气缸支架19，还包括左夹爪工装10和右夹爪工装7。

其中，机器人连接板1和换枪盘机器人侧本体2连接在一起，视觉安装支架13固定在机器人连接板1上，视觉传感器支架15在视觉安装支架13的上方，视觉光源12在视觉安装支架13的下方，相机14固定在视觉传感器支架15上，换枪盘机器人侧本体2与换枪盘工具侧本体3可以通过控制实现分合，与换枪盘工具侧本体3连接的是抓具底板4。

气缸支架19固定在抓具底板4上，气缸18与气缸支架19连接，气缸18通过气缸接头11与活动夹爪8连接，活动夹爪8的导向靠直线导轨9，直线导轨9固定在抓具底板4上，固定夹爪6固定在抓具底板4上，位移传感器16靠铰支架17分别连接在抓具底板4和活动夹爪8之间。

左夹爪工装10连接在固定夹爪6上，右夹爪工装7连接在活动夹爪8上，通过左夹爪工装10与右夹爪工装7夹起新能源电机5。

优选地，结合参照图3和图4，视觉安装支架13具有相对于抓具底板4向外延伸的悬臂部131，该悬臂部呈环形板状，视觉光源12也呈环形，相机14透过视觉光源12的环形内孔向下采集图像。相机14的取像位置超前于电机抓取位。

优选地，结合参照图2和图3，固定夹爪6为一个整体的焊接零件，包括C型板61和

型加强筋架62，其中，C型板贴设在固定夹爪6的内侧，具有用于安装左夹爪工装10的安装部，该安装部具有侧向开槽61a，电机在被抓取时电机轴51保持在该侧向开槽中，以便于电机抓取后的顺利释放。

其中，该固定夹爪6连接至抓具底板4上。采用C型板具有避让新能源电机外部辅件的功能，能够适应更多的电机外形结构。

根据本发明，机器人抓具的固定夹爪靠近新能源电机前端，对准新能源电机的法兰位置，气缸收缩，夹爪夹紧，抓取新能源电机下线。

本发明的工作流程如下：

机器人抓具上的相机14沿着新能源电机5的轴向和径向分别拍照，视觉系统对照片进行处理，计算与标准位置的位置偏差，六轴工业机器人按照视觉系统计算的结果调整抓具的位置，让左夹爪工装10的止口与新能源电机5的法兰止口对齐，气缸18收缩，拉动活动夹爪8动作，使右夹爪工装7夹紧新能源电机5的后端，位移传感器16显示位移正确，机器人抓具抓起新能源电机5，完成新能源电机下线。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新能源电机下线抓取装置，包括机器人抓具，所述机器人抓具包括固定夹爪、活动夹爪、以及执行器，其特征在于，还包括：

视觉系统，用于获取新能源电机的轴向和径向照片，根据处理后的照片计算与新能源电机标准位置的位置偏差；以及

机器人，用于根据所述视觉系统计算得到的位置偏差来调整所述机器人抓具的位置，到达新能源电机的抓取位，

所述固定夹爪（6）为一个整体的焊接零件，包括C型板（61）和

型加强筋架（62），其中，所述C型板（61）设置在固定夹爪（6）的内侧，具有用于安装左夹爪工装（10）的安装部，该安装部具有侧向开槽（61a），电机在被抓取时电机轴（51）保持在该侧向开槽中，以便于电机抓取后的顺利释放，

其中，所述机器人抓具在抓取新能源电机时所述固定夹爪靠近新能源电机前端，对准新能源电机的法兰位置，所述执行器驱动活动夹爪夹紧新能源电机，以抓取新能源电机下线，

所述机器人抓具还包括机器人连接板（1）、换枪盘机器人侧本体（2）、换枪盘工具侧本体（3）、抓具底板（4）、视觉光源（12）、视觉安装支架（13）、相机（14）、以及视觉传感器支架（15），其中，所述机器人连接板（1）和换枪盘机器人侧本体（2）连接在一起，所述视觉安装支架（13）固定在机器人连接板（1）上，所述视觉安装支架（13）具有相对于抓具底板（4）向外延伸的悬臂部（131），所述视觉传感器支架（15）在视觉安装支架（13）的悬臂部（131）的上方，所述相机（14）固定在视觉传感器支架（15）上，所述换枪盘机器人侧本体（2）与换枪盘工具侧本体（3）通过控制实现分合，所述抓具底板（4）与换枪盘工具侧本体（3）连接，所述视觉光源（12）在视觉安装支架（13）的悬臂部（131）的下方，其中，相机的取像位置超前于电机抓取位，

所述机器人抓具还包括左夹爪工装（10）和右夹爪工装（7），其中，所述左夹爪工装（10）连接在固定夹爪（6）上，所述右夹爪工装（7）连接在活动夹爪（8）上，让所述左夹爪工装（10）的止口与新能源电机（5）的法兰止口对齐，通过所述左夹爪工装（10）与右夹爪工装（7）夹起新能源电机（5）。

2.根据权利要求1所述的新能源电机下线抓取装置，其特征在于，所述执行器为气缸（18），所述机器人抓具还包括直线导轨（9）、气缸接头（11）、以及气缸支架（19），其中，所述气缸支架（19）固定在抓具底板（4）上，所述气缸（18）与气缸支架（19）连接，所述气缸（18）通过气缸接头（11）与所述活动夹爪（8）连接，所述活动夹爪（8）的导向依靠直线导轨（9），所述直线导轨（9）固定在抓具底板（4）上，所述固定夹爪（6）固定在抓具底板（4）上。

3.根据权利要求1或2所述的新能源电机下线抓取装置，其特征在于，还包括位移传感器，用于检测活动夹爪的伸缩位移，其中，所述机器人还用于根据所述位移传感器给出的信号判断所述活动夹爪的抓取位置。

4.根据权利要求3所述的新能源电机下线抓取装置，其特征在于，所述位移传感器（16）通过铰支架（17）分别连接在抓具底板（4）和活动夹爪（8）之间。

5.一种新能源电机下线用机器人抓具，其特征在于，

包括机器人连接板（1）、换枪盘机器人侧本体（2）、换枪盘工具侧本体（3）、抓具底板（4）、视觉光源（12）、视觉安装支架（13）、相机（14）、以及视觉传感器支架（15），其中，所述机器人连接板（1）换枪盘机器人侧本体（2）连接在一起，所述视觉安装支架（13）固定在机器人连接板（1）上，所述视觉安装支架（13）具有相对于抓具底板（4）向外延伸的悬臂部（131），所述视觉传感器支架（15）在视觉安装支架（13）的悬臂部（131）的上方，所述相机（14）固定在视觉传感器支架（15）上，所述换枪盘机器人侧本体（2）与换枪盘工具侧本体（3）通过控制实现分合，所述抓具底板（4）与换枪盘工具侧本体（3）连接，所述视觉光源（12）在视觉安装支架（13）的悬臂部（131）的下方，所述相机（14）的取像位置超前于电机抓取位，

还包括固定夹爪（6）、活动夹爪（8）、直线导轨（9）、气缸接头（11）、位移传感器（16）、气缸（18）、以及气缸支架（19），其中，所述气缸支架（19）固定在抓具底板（4）上，所述气缸（18）与气缸支架（19）连接，所述气缸（18）通过气缸接头（11）与所述活动夹爪（8）连接，所述活动夹爪（8）的导向依靠直线导轨（9），所述直线导轨（9）固定在抓具底板（4）上，所述固定夹爪（6）固定在抓具底板（4）上，所述位移传感器（16）通过铰支架（17）分别连接在抓具底板（4）和活动夹爪（8）之间，

还包括左夹爪工装（10）和右夹爪工装（7），其中，所述左夹爪工装（10）连接在固定夹爪（6）上，所述右夹爪工装（7）连接在活动夹爪（8）上，让所述左夹爪工装（10）的止口与新能源电机（5）的法兰止口对齐，通过所述左夹爪工装（10）与右夹爪工装（7）夹起新能源电机（5），

所述固定夹爪（6）为一个整体的焊接零件，包括C型板（61）和

型加强筋架（62），其中，所述C型板（61）设置在固定夹爪（6）的内侧，具有用于安装左夹爪工装（10）的安装部，该安装部具有侧向开槽（61a），电机在被抓取时电机轴（51）保持在该侧向开槽中，以便于电机抓取后的顺利释放。

6.根据权利要求5所述的新能源电机下线用机器人抓具，其特征在于，所述气缸（18）为断气自锁式气缸。

7.一种新能源电机下线抓取装置，其特征在于，包括根据权利要求5所述的新能源电机下线用机器人抓具。

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