CN110562741A - 融合机器视觉的分离式工位机器人及生产平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种融合机器视觉的分离式工位机器人及生产平台，用以搬运装载有物料的载具，该融合机器视觉的分离式工位机器人及生产平台包括多轴桁架和设置在所述多轴桁架上且可在所述多轴桁架上移动的夹爪组件，所述融合机器视觉的分离式工位机器人及生产平台还包括固定在所述夹爪组件上的视觉定位组件及与所述多轴桁架、夹爪组件及视觉定位组件信号连接的控制器，所述视觉定位组件拍摄被搬运的载具以形成照片，所述控制器根据所述照片控制所述夹爪组件转动并抓取对应的载具。由于采用视觉搬运组件对装载有物料的载具进行定位，预设的载具位置数据和视觉定位组件检测到载具的位置数据对比计算出载具的实时位置，进而抓取搬运，夹爪与载具的配合容差范围大，提高了抓取的精度及抓取成功率。
Description
技术领域
本发明涉及一种融合机器视觉的分离式工位机器人及生产平台，属于自动搬运机器人技术领域。
背景技术
随着人们劳动力成本的提高，一些简单的搬运活动对企业造成的负担越来越大，同时极大消耗工人体力，降低工作效率，因此需要通过机器人来完成这些过程。
现有技术中的搬运设备在夹取过程中存在抓取的精度差、抓取成功率低及容差范围小的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种融合机器视觉的分离式工位机器人及生产平台，容差范围大、抓取的精度高及抓取成功率高。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种搬运机器人，用以搬运装载有物料的载具，搬运机器人包括多轴桁架、设置在所述多轴桁架上且可在所述多轴桁架上移动的夹爪组件、固定在所述夹爪组件上的视觉定位组件及与所述多轴桁架、夹爪组件及视觉定位组件信号连接的控制器，所述视觉定位组件拍摄被搬运的载具以形成照片，所述控制器根据所述照片控制所述夹爪组件转动并抓取对应的载具。
进一步地，所述夹爪组件包括设置在所述多轴桁架上的支撑架、固定在所述支撑架上的电机、安装在所述电机的输出轴上的气缸、以及安装在所述气缸上的两个夹爪，所述电机驱动所述气缸相对所述支撑架转动，两个所述夹爪相对设置并通过所述气缸驱动实现相对移动，所述气缸和电机由所述控制器控制。
进一步地，所述气缸包括缸体和自所述缸体内向外延伸形成且相对移动的两个柱塞，所述夹爪固定在所述柱塞上，且两个所述夹爪与两个所述柱塞呈一对一设置。
进一步地，所述夹爪组件还包括用以与所述载具上的凹槽对接的凸块，所述凸块位于所述两个夹爪之间，所述凸块通过连接杆固定在所述气缸的下方，所述夹爪包括与所述柱塞连接的横板和垂直固定在所述横板下方的夹爪板，所述横板上形成有沿所述夹爪的移动方向延伸的横向槽，所述连接杆贯穿所述横向槽。
进一步地，所述夹爪组件还包括设置夹爪上用以感应夹爪组件下方的载具的感应器，所述感应器与控制器信号连接。
进一步地，所述夹爪组件还包括设置所述夹爪上且用以与所述载具接触后被触发的第一感应开关，所述第一感应开关与控制器信号连接。
进一步地，所述夹爪组件还包括用以检测所述夹爪是否处于原点位置的第二感应开关，所述第二感应开关包括安装在所述支撑架上的感应件和固定在所述气缸上且与所述感应件对应以实现触发的触发件。
进一步地，所述夹爪组件上设置有用以限制所述气缸相对所述支撑架转动幅度的限位组件。
进一步地，所述视觉定位组件包括固定在所述支撑架上的光源相机，所述相机位于所述光源上方。
本发明还提供了如下技术方案，一种融合机器视觉的分离式工位机器人及生产平台，包括自动导引运输车和搬运机器人，所述自动导引运输车将装载有物料的载具运输至所述搬运机器人下方后，所述搬运机器人将所述载具移动至下一工位；所述搬运机器人用以搬运装载有物料的载具，包括多轴桁架和设置在所述多轴桁架上且可在所述多轴桁架上移动的夹爪组件，所述搬运机器人还包括固定在所述夹爪组件上的视觉定位组件及与所述多轴桁架、夹爪组件及视觉定位组件信号连接的控制器，所述视觉定位组件拍摄被搬运的载具以形成照片，所述控制器根据所述照片控制所述夹爪组件转动并抓取对应的载具。
本发明的有益效果在于：由于采用视觉搬运组件对装载有物料的载具进行定位，预设的载具位置数据和相机检测到载具的位置数据对比计算出载具的实时位置，进而抓取搬运，夹爪与载具的配合容差范围大，提高了抓取的精度及抓取成功率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一实施例所示的融合机器视觉的分离式工位机器人及生产平台结构示意图；
图2为图1中夹爪组件结构示意图；
图3为图2中夹爪组件另一方向上的结构示意图；
图4为图1中载具结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参见图1，本发明一实施例所示的一种搬运机器人用以搬运装载有物料的载具11，该搬运机器人包括多轴桁架12和设置在多轴桁架12上且可在多轴桁架12上移动的夹爪组件，搬运机器人还包括固定在夹爪组件上的视觉定位组件100及与多轴桁架12、夹爪组件及视觉定位组件100信号连接的控制器(图中未示出)，视觉定位组件100拍摄被搬运的载具11以形成照片，控制器根据照片控制夹爪组件转动并抓取对应的载具11。视觉搬运组件对装载有物料的载具11进行定位，预设的载具11位置数据和视觉搬运组件100检测到载具11的位置数据对比计算出载具11的实时位置，进而抓取搬运，夹爪16与载具11的配合容差范围大，提高了抓取的精度及抓取成功率。
请参见图2，夹爪组件包括设置在多轴桁架12上的支撑架10、固定在支撑架10上的电机3、安装在电机3的输出轴上的气缸4、以及安装在气缸4上的两个夹爪16，电机3驱动气缸4相对支撑架10转动，两个夹爪16相对设置并通过气缸4驱动实现相对移动，气缸4和电机3由控制器控制。具体地，气缸4 包括缸体41和自缸体41内向外延伸形成且相对移动的两个柱塞(图中未示出)，夹爪16固定在柱塞上，且两个夹爪16与两个柱塞呈一对一设置。优选地，气缸4是双作用气缸，从柱塞两侧交替供气，在两个方向输出力。
为了更精确地定位载具11，在载具11上设置有凹槽17，夹爪组件还包括用以与载具11上的凹槽17对接的凸块9，凸块9位于两个夹爪16之间，凸块 9通过连接杆13固定在气缸4的下方，夹爪16包括与柱塞连接的横板1601和垂直固定在横板1601下方的夹爪板1602，横板1601上形成有沿夹爪16的移动方向延伸的横向槽15，连接杆13贯穿横向槽15。
夹爪组件还包括设置夹爪16上用以感应夹爪组件下方的载具11的感应器 8，感应器8与控制器信号连接。当感应器8检测到载具11处于下方时，控制器命令多轴桁架12驱动夹爪组件和视觉定位组件100向下移动。
夹爪组件还包括设置夹爪16上且用以与载具11接触后被触发的第一感应开关，具体地，第一感应开关包括感应件7和触发件6，第一感应开关与控制器信号连接；当第一感应开关闭合时，控制器命令气缸4驱动夹爪16夹紧；之后，控制器命令多轴桁架12驱动夹爪组件和载具11运动至下一工位，然后松开夹爪16，卸下载具11，为了使夹爪组件回归原点，便于再次搬运作业，在夹爪组件上还设置有用以检测夹爪16是否处于原点位置的第二感应开关，第二感应开关包括安装在支撑架10上的感应件11和固定在气缸4上且与感应件对应以实现触发的触发件12。优选地，第一感应开关或第二感应开关是霍尔开关。
夹爪组件上设置有用以限制气缸4相对支撑架10转动幅度的限位组件。具体地，限位组件包括固定在支撑架10下方的第一止档块18和固定在气缸4上的第二止档块5，第一止档块18和第二止档块5接触后限制气缸4沿原转动方向反向转动。本实施例中限位组件限制气缸4相对支撑架10能够360°转动。
视觉定位组件100包括固定在支撑架10上的光源1和相机2，相机2位于光源1的上方。
本发明搬运机器人可与自动引导运输车19组合使用，组成一种融合机器视觉的分离式工位机器人生产平台；自动导引运输车19将装载有物料的载具 11运输至搬运机器人下方后，搬运机器人将载具11移动至下一工位；组成一种生产平台。优选地，自动引导车是潜伏顶升AGV。
本发明在使用时，自动引导运输车19将装载有物料的载具11运至多轴桁架12下方，视觉定位组件100拍摄被搬运的载具11以形成照片，控制器根据预设的载具11位置数据和视觉定位组件100拍摄到载具11的照片对比计算出载具11的实时位置，对比计算出实际载具11位置与预设的载具11位置数据相比的偏转角度，然后，多轴桁架12驱动夹爪组件移动至载具11上方，同时，控制器根据对比出的偏转角度控制电机3转动以使夹爪组件偏转，当感应器8检测到载具11处于夹爪组件下方位置后，控制器命令多轴桁架12驱动夹爪组件向下移动，第一感应开关接触到载具11后，控制器控制气缸4驱动夹爪 16相对移动以抓紧载具11，随后多轴桁架12驱动夹爪组件和载具11一起移动至下一工位，达到下一个工位后，气缸驱动夹爪16反向移动以松开以卸下载具 11，电机3旋转使夹爪组件回归原点。
由于采用视觉搬运组件100对装载有物料的载具11进行定位，预设的载具 11位置数据和视觉定位组件100检测到载具11的位置数据对比计算出载具11 的实时位置，对比计算出实际载具11位置与预设的载具11位置数据相比的偏转角度，进而抓取搬运，夹爪16与载具11的配合容差范围大，提高了抓取的精度及抓取成功率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种搬运机器人，用以搬运装载有物料的载具，包括多轴桁架和设置在所述多轴桁架上且可在所述多轴桁架上移动的夹爪组件，其特征在于，所述搬运机器人还包括固定在所述夹爪组件上的视觉定位组件及与所述多轴桁架、夹爪组件及视觉定位组件信号连接的控制器，所述视觉定位组件拍摄被搬运的载具以形成照片，所述控制器根据所述照片控制所述夹爪组件转动并抓取对应的载具。
2.如权利要求1所述的搬运机器人，其特征在于，所述夹爪组件包括设置在所述多轴桁架上的支撑架、固定在所述支撑架上的电机、安装在所述电机的输出轴上的气缸、以及安装在所述气缸上的两个夹爪，所述电机驱动所述气缸相对所述支撑架转动，两个所述夹爪相对设置并通过所述气缸驱动实现相对移动，所述气缸和电机由所述控制器控制。
3.如权利要求2所述的搬运机器人，其特征在于，所述气缸包括缸体和自所述缸体内向外延伸形成且相对移动的两个柱塞，所述夹爪固定在所述柱塞上，且两个所述夹爪与两个所述柱塞呈一对一设置。
4.如权利要求3所述的搬运机器人，其特征在于，所述夹爪组件还包括用以与所述载具上的凹槽对接的凸块，所述凸块位于所述两个夹爪之间，所述凸块通过连接杆固定在所述气缸的下方，所述夹爪包括与所述柱塞连接的横板和垂直固定在所述横板下方的夹爪板，所述横板上形成有沿所述夹爪的移动方向延伸的横向槽，所述连接杆贯穿所述横向槽。
5.如权利要求2所述的搬运机器人，其特征在于，所述夹爪组件还包括设置夹爪上用以感应夹爪组件下方的载具的感应器，所述感应器与控制器信号连接。
6.如权利要求2所述的搬运机器人，其特征在于，所述夹爪组件还包括设置所述夹爪上且用以与所述载具接触后被触发的第一感应开关，所述第一感应开关与控制器信号连接。
7.如权利要求3所述的搬运机器人，其特征在于，所述夹爪组件还包括用以检测所述夹爪是否处于原点位置的第二感应开关，所述第二感应开关包括安装在所述支撑架上的感应件和固定在所述气缸上且与所述感应件对应以实现触发的触发件。
8.如权利要求2所述的搬运机器人，其特征在于，所述夹爪组件上设置有用以限制所述气缸相对所述支撑架转动幅度的限位组件。
9.如权利要求2所述的搬运机器人，其特征在于，所述视觉定位组件包括固定在所述支撑架上的光源和相机，所述相机位于所述光源上方。
10.一种融合机器视觉的分离式工位机器人及生产平台，其特征在于，包括自动导引运输车和如权利要求1至9项中任一项所述的搬运机器人，所述自动导引运输车将装载有物料的载具运输至所述搬运机器人下方后，所述搬运机器人将所述载具移动至下一工位。
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Application publication date: 20191213 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |