一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置与方法
【专利摘要】本发明涉及一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置，该装置包括工业机器人机构、真空吸盘取料装置、图像采集器、真空吸盘气动控制系统、机器人真空吸盘上料智能控制系统；所述工业机器人机构连接真空吸盘取料装置，图像采集器设置在真空吸盘取料装置上，真空吸盘取料装置通过气路连接真空吸盘气动控制系统，机器人真空吸盘上料智能控制系统控制该装置上下料操作；该装置可以实现测距和上下料视觉定位，实现了智能化操作；可以通过编程或机器人示教，上下料一次到位，不损伤板料和工件。
【专利说明】
一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置与方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及激光加工上料领域，特别涉及一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置与方法。
【背景技术】
[0002]激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术，它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比，激光切割以其切割精度高、稳定性好、动态性能稳定、可持续长时间工作、切割断面质量好，迅速地抢占了切割激光行业的市场。尤其是大功率光纤激光器的应用，为用于金属切割带来了新途径。在同类加工设备中，它体积小、重量轻、功耗低、使用灵活。
[0003]但是，当前激光切割机绝大多数是人工上下料。对于大型激光切割机，在切割大尺寸板材时，人工上下料很费力。由于激光切割机床面是多行立齿形，人工上料不易对准工位，调整时易划伤料面，下料时工件拿取很不方便。
[0004]随着经济的发展、科技的进步，机器人被广泛的应用于生产和生活当中，提高了制造的自动化和生产效率。所以，在为激光切割机上下料时，采用机器人带真空吸盘的上下料装置是一种较为理想的方案。
[0005]当前，有很多机器人上下料装置专利，但很多是极为简单的机械装置，一是自由度少，二是没有先进的控制系统，只是实现单一运动。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置，可以实现测距和上下料视觉定位，实现了智能化操作;可以通过编程或机器人示教，上下料一次到位，不损伤板料和工件。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现:
[0008]—种激光切割机器人真空吸盘上下料装置，该装置包括工业机器人机构、真空吸盘取料装置、图像采集器、真空吸盘气动控制系统、机器人真空吸盘上料智能控制系统;所述工业机器人机构连接真空吸盘取料装置，图像采集器设置在真空吸盘取料装置上，真空吸盘取料装置通过气路连接真空吸盘气动控制系统，机器人真空吸盘上料智能控制系统控制该装置上下料操作；
[0009]所述机器人真空吸盘上料智能控制系统，包括机器人上料控制系统、图像采集系统、测距单元、吸盘控制单元、视觉定位单元、GPRS/LTE无线物联网单元、计算机控制系统、机械臂控制系统、机器人示教器，机器人上料控制系统通过现场总线与图像采集系统、测距单元、吸盘控制单元、视觉定位单元及GPRS/LTE无线物联网单元相连，图像采集系统与测距单元及视觉定位单元相连，图像采集系统、视觉定位单元、GPRS/LTE无线物联网单元连接在计算机控制系统上，机器人上料控制系统与机械臂控制系统、机器人示教器依次连接。
[0010]所述的真空吸盘取料装置包括吸盘支架、真空吸盘、气动控制箱、输气胶管、吸盘分配气管、吸盘气管，吸盘支架上设有气动控制箱和真空吸盘，气动控制箱连接输气胶管，真空吸盘连接吸盘气管，吸盘气管通过吸盘分配气管与气动控制箱连接。
[0011]所述的真空吸盘气动控制系统，设置在气动控制箱内，包括真空栗、真空电磁阀、过滤器、真空罐、减压阀、气压表、电磁阀、真空吸盘、真空压力开关，真空栗与真空电磁阀I进气口连接，真空电磁阀I的出气口通过气路依次连接过滤器1、真空罐，真空罐与真空电磁阀II的进气口连接，真空电磁阀II的出气口分别连接真空电磁阀III的进气口、过滤器II的进气口、电磁阀的进气口，电磁阀的的出气口连接减压阀和气压表I，真空电磁阀III的出气口连接真空压力开关和气压表II，过滤器II的出气口连接真空吸盘。
[0012]所述是真空吸盘，包括吸盘、固定螺杆、气孔、缓冲弹簧、固定螺母，吸盘与固定螺杆固定连接，固定螺杆上套设缓冲弹簧，并由固定螺母定位，固定螺杆上设有与吸盘联通的气孔。
[0013]—种激光切割机器人真空吸盘上下料装置上下料方法，当激光切割机需要上料时，激光切割机器人真空吸盘上下料装置通过图像采集系统、测距单元及视觉定位单元确定待加工料的位置，机器人上料控制系统控制真空吸盘取料装置进行取料操作，在真空吸盘取料装置取到单张待加工料后进行激光切割机上料操作，待激光切割机加工结束后，激光切割机器人真空吸盘上下料装置通过图像采集系统、测距单元及视觉定位单元确定已加工料的位置，机器人上料控制系统控制真空吸盘取料装置进行卸料操作。
[0014]与现有的技术相比，本发明的有益效果是:
[0015]I)本发明针对为大型激光切割机床配设的机器人真空吸盘上下料装置及智能控系统；
[0016]2)本发明的大型激光切割机床的机器人真空吸盘上下料装置，可以进行整张标准板材的上料，也可将切割完的工件取下；
[0017]3)本发明的大型激光切割机床的机器人真空吸盘上下料装置，可以通过编程或机器人示教，上下料一次到位，不损伤板料和工件；
[0018]4)本发明的大型激光切割机床的机器人真空吸盘上下料装置，设置了摄像头，并进行图像处理，可以实现测距和上下料视觉定位，实现了智能化操作；
[0019]5)本发明可以用于多种板材上下料，如果更换手部，应用范围更为广泛。
【附图说明】
[0020]图1是机器人真空吸盘上料系统结构图。
[0021]图2是真空吸盘组合结构图。
[0022]图3是吸盘结构图。
[0023]图4是机器人真空吸盘取料状态图。
[0024]图5是真空吸盘气动控制系统。
[0025]图6是机器人真空吸盘上料智能控制系统。
[0026]图7是机器人真空吸盘上料系统工作流程图。
[0027]图8是机器人真空吸盘系统为激光切割机上料应用实例。
[0028]图1中:I一机器人底座2—机器人安装基础3—料盘4一待加工料5—真空吸盘吸取的料6—吸盘支架7—气动控制箱8—真空吸盘9一吸盘气管10—摄像头11一吸盘分配气管12—机器人回转腕13—机器人腕摆动关节14 一机器人小臂控制电缆固定下环15—控制电缆16—输气胶管17—机器人小臂18—机器人小臂管线固定上环19 一机器人肘摆动关节20—机器人大臂21 —机器人大臂摆动关节22—大臂管线固定环23—机器人体回转座24—激光切割机；
[0029]7-丨一真空栗7-2真空电磁阀I 7-3—过滤器I 7_4—真空罐7_5真空电磁阀II
7-6—减压阀7-7气压表I7-8—电磁阀7-9—过滤器II 7_10—真空压力开关7_11—真空电磁阀III 7-12—气压表II;
[0030]8~1 一吸盘8-2—气孔8-3—缓冲弹貪8-4 —固定螺杆8-5—固定螺母；
[0031]24-1—激光切割机Y轴运动控制器I 24-2—激光切割机X轴运动控制器24_3—激光切割头24-4—激光切割机床面24-5—激光切割机床身24-6—激光切割机Y轴运动控制器2。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进一步说明:
[0033]如图1-图8，一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置，该装置包括工业机器人机构、真空吸盘取料装置、图像采集器、真空吸盘气动控制系统、机器人真空吸盘上料智能控制系统;所述工业机器人机构，包括固定在机器人安装基础2上的机器人底座1，安装在机器人底座I上的机器人体回转座23，机器人体回转座23通过机器人大臂摆动关节21连接机器人大臂20，机器人大臂20通过机器人肘摆动关节19连接机器人小臂17，机器人小臂17通过机器人腕摆动关节13连接机器人回转腕12，机器人回转腕12连接真空吸盘取料装置，真空吸盘取料装置包括吸盘支架6、真空吸盘8、气动控制箱7、输气胶管16、吸盘分配气管11、吸盘气管9，吸盘支架6上设有气动控制箱7和真空吸盘8，气动控制箱7连接输气胶管16，真空吸盘8连接吸盘气管9，吸盘气管9通过吸盘分配气管11与气动控制箱7连接;真空吸盘8包括吸盘8-1、固定螺杆8-4、气孔8-2、缓冲弹簧8-3、固定螺母8-5，吸盘8-1与固定螺杆8-4固定连接，固定螺杆8-4上套设缓冲弹簧8-3，并由固定螺母8-5定位，固定螺杆8-4上设有与吸盘
8-1联通的气孔8-2。
[0034]图像采集器一摄像头10设置在吸盘支架6上，摄像头10、工业机器人机构、真空吸盘取料装置通过控制电缆15连接。
[0035]气动控制箱内设有真空吸盘气动控制系统，该系统包括真空栗7-1、真空电磁阀、过滤器、真空罐7-4、减压阀7-6、气压表、电磁阀7-8、真空压力开关7-10，真空栗7-1与真空电磁阀17-2进气口连接，真空电磁阀17-2的出气口通过气路依次连接过滤器17-3、真空罐7-4，真空罐7-4与真空电磁阀II7-5的进气口连接，真空电磁阀II7_5的出气口分别连接真空电磁阀II17-11的进气口、过滤器117-9的进气口、电磁阀7-8的进气口，电磁阀7_8的出气口连接减压阀7-6和气压表17-7，真空电磁阀1117-11的出气口连接真空压力开关7-10和气压表117-12，过滤器II7-9的出气口连接真空吸盘8。
[0036]所述机器人真空吸盘上料智能控制系统，包括机器人上料控制系统、图像采集系统、测距单元、吸盘控制单元、视觉定位单元、GPRS/LTE无线物联网单元、计算机控制系统、机械臂控制系统、机器人示教器，机器人上料控制系统通过现场总线与图像采集系统、测距单元、吸盘控制单元、视觉定位单元及GPRS/LTE无线物联网单元相连，图像采集系统与测距单元及视觉定位单元相连，图像采集系统、视觉定位单元、GPRS/LTE无线物联网单元连接在计算机控制系统上，机器人上料控制系统与机械臂控制系统、机器人示教器依次连接。
[0037]—种激光切割机器人真空吸盘上下料装置上下料方法，当激光切割机需要上料时，激光切割机器人真空吸盘上下料装置通过图像采集系统、测距单元及视觉定位单元确定待加工料的位置，机器人上料控制系统控制真空吸盘取料装置进行取料操作，在真空吸盘取料装置取到单张待加工料后进行激光切割机上料操作，待激光切割机加工结束后，激光切割机器人真空吸盘上下料装置通过图像采集系统、测距单元及视觉定位单元确定已加工料的位置，机器人上料控制系统控制真空吸盘取料装置进行卸料操作。
[0038]上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。
【主权项】
1.一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置，其特征在于，该装置包括工业机器人机构、真空吸盘取料装置、图像采集器、真空吸盘气动控制系统、机器人真空吸盘上料智能控制系统;所述工业机器人机构连接真空吸盘取料装置，图像采集器设置在真空吸盘取料装置上，真空吸盘取料装置通过气路连接真空吸盘气动控制系统，机器人真空吸盘上料智能控制系统控制该装置上下料操作； 所述机器人真空吸盘上料智能控制系统，包括机器人上料控制系统、图像采集系统、测距单元、吸盘控制单元、视觉定位单元、GPRS/LTE无线物联网单元、计算机控制系统、机械臂控制系统、机器人示教器，机器人上料控制系统通过现场总线与图像采集系统、测距单元、吸盘控制单元、视觉定位单元及GPRS/LTE无线物联网单元相连，图像采集系统与测距单元及视觉定位单元相连，图像采集系统、视觉定位单元、GPRS/LTE无线物联网单元连接在计算机控制系统上，机器人上料控制系统与机械臂控制系统、机器人示教器依次连接。2.根据权利要求1所述的一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置，其特征在于，所述的真空吸盘取料装置包括吸盘支架、真空吸盘、气动控制箱、输气胶管、吸盘分配气管、吸盘气管，吸盘支架上设有气动控制箱和真空吸盘，气动控制箱连接输气胶管，真空吸盘连接吸盘气管，吸盘气管通过吸盘分配气管与气动控制箱连接。3.根据权利要求1所述的一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置，其特征在于，所述的真空吸盘气动控制系统，设置在气动控制箱内，包括真空栗、真空电磁阀、过滤器、真空罐、减压阀、气压表、电磁阀、真空吸盘、真空压力开关，真空栗与真空电磁阀I进气口连接，真空电磁阀I的出气口通过气路依次连接过滤器1、真空罐，真空罐与真空电磁阀II的进气口连接，真空电磁阀II的出气口分别连接真空电磁阀III的进气口、过滤器II的进气口、电磁阀的进气口，电磁阀的的出气口连接减压阀和气压表I，真空电磁阀III的出气口连接真空压力开关和气压表II，过滤器II的出气口连接真空吸盘。4.根据权利要求1所述的一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置，其特征在于，所述是真空吸盘，包括吸盘、固定螺杆、气孔、缓冲弹簧、固定螺母，吸盘与固定螺杆固定连接，固定螺杆上套设缓冲弹簧，并由固定螺母定位，固定螺杆上设有与吸盘联通的气孔。5.一种激光切割机器人真空吸盘上下料装置上下料方法，其特征在于，当激光切割机需要上料时，激光切割机器人真空吸盘上下料装置通过图像采集系统、测距单元及视觉定位单元确定待加工料的位置，机器人上料控制系统控制真空吸盘取料装置进行取料操作，在真空吸盘取料装置取到单张待加工料后进行激光切割机上料操作，待激光切割机加工结束后，激光切割机器人真空吸盘上下料装置通过图像采集系统、测距单元及视觉定位单元确定已加工料的位置，机器人上料控制系统控制真空吸盘取料装置进行卸料操作。
【文档编号】B25J9/04GK105856210SQ201610290902
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】卢青, 韩和发, 王春岩, 王咏俊
【申请人】沧州致胜机器人科技有限公司