一种基于3D激光扫描的热处理机器人夹取装置的制作方法

本发明属于自动化热处理设备领域，特别是一种基于3d激光扫描的热处理机器人夹取装置。

背景技术：

对于大型工件的热处理生产线，人工很难长时间对热处理后的工件进行搬运下线工作，这使得自动化代替人工生产成为必然的趋势。随着激光测量技术的进步，以及市面上对该类测量技术的普及，基于3d激光的检测十分成熟，因此对于不同种类的大型回转类零件热处理生产线实现自动化搬运下线工作，同样采用了基于3d激光扫描测量的关键技术，从而实现了工件空间位置信息的定位与工件的抓取，完成大型工件的下线工作。

对于一般工厂来说，引进一条热处理线势必会处理不同种类的工件，这也为自动化生产线的兼容性提出了挑战。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于3d激光扫描的热处理机器人夹取装置，在大型回转类零件热处理生产线实现自动化搬运下线工作，同时提高了自动生产线的兼容性。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于3d激光扫描的热处理机器人夹取装置，包括机器人安装法兰板，安装基体，平行气爪，夹持块，气缸，连接板，定位块，阻挡块，3d激光扫描仪，工件；

所述机器人安装法兰板用于固定在六轴机器人末端；所述安装基体与机器人安装法兰板固连；所述安装基体上固定有气缸，气缸推杆与定位块相连；与定位块正对的位置，安装基体上固定有连接板，阻挡块与连接板固连；气缸推动定位块与阻挡块配合完成工件的夹持搬运，将工件从搬运小车抓取至定位平台；所述3d激光扫描仪固定在安装基体上，用于对定位平台上的工件进行扫描并识别工位的位置信息；所述平行气爪固定在安装基体上，平行气爪上对称的设有两个夹持块，用于从外部夹持工件或从内部内撑夹持工件，并将夹持的工件上料至热处理设备上。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明的夹爪采用基于3d激光扫描技术的原理，通过3d激光扫描仪与平行气爪相结合的方式，扫描工件的空间位置信息，控制机器人运动到该位置坐标，控制气爪实现工件的外夹或内撑抓取。

(2)本发明的夹爪，采用大行程气爪和v型定位块结构，可以保证手爪夹持工件时工件的中心位置不变，可以满足多品种工件的兼容夹持。

附图说明

图1为本发明夹取装置俯视图。

图2为本发明夹取装置轴测图。

图3为本发明夹取装置外夹工件图。

图4为本发明夹取装置内撑工件图。

图5为本发明夹取装置勾取工件图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

本发明的一种基于3d激光扫描的热处理机器人夹取装置，包括机器人安装法兰板1，安装基体2，平行气爪3，夹持块4，气缸5，连接板8，v型定位块7，阻挡块6，3d激光扫描仪9，工件10；

所述机器人安装法兰板1用于固定在六轴机器人末端；所述安装基体2与机器人安装法兰板1固连；所述安装基体2上固定有气缸5，气缸5推杆与v型定位块7相连；与v型定位块7正对的位置，安装基体2上固定有连接板8，阻挡块6与连接板8通过螺钉固定连接，形成硬限位阻挡。气缸5推动v型定位块7与阻挡块6配合完成工件的夹持搬运，将工件从搬运小车抓取至定位平台。所述3d激光扫描仪9固定在安装基体2上，用于对定位平台上的工件进行扫描并识别工位的位置信息；所述平行气爪3固定在安装基体2上，平行气爪3上对称的设有两个夹持块4，用于从外部夹持工件或从内部内撑夹持工件，并将夹持的工件上料至热处理设备上。所述气缸5伸缩方向与平行气爪3中心线相交。

3d激光扫描仪9固定安装在安装基体2上，与平行气爪3配合取放工件。其原理采用扫描器与摄像头结合的原理扫描，其中摄像头为双目摄像头，固定在弧形底座上，且在扫描器两侧对称布置。弧形底座与安装基体2上弧形导轨配合，并通过螺钉固定；扫描器采用rgb双目激光，激光通过rgb图像特征点匹配，通过三角测量间接计算深度值。可快速扫描并识别工位的位置信息。且摄像头与扫描器均安装在弧形底座上，以便所述摄像头与扫描器快速调整角度。

根据工件的形状定制的夹持块4固定在平行气爪3上，且夹持块4内外侧均有定位块，可内撑、外夹抓取工件。平行气爪3与安装基体配合安装。平行气爪3与3d激光扫描仪9相对位置唯一，按照一一对应的方式将工件空间位置信息解算为机器人空间坐标信息。

所述安装基体2上还固定有防护罩，用于对3d激光扫描仪9进行防护。

本发明的夹取装置工作原理为：如图5所示，首先利用气缸5带动v型定位块7向阻挡块6侧一端，夹持工件10从搬运小车抓取至定位平台，通过3d激光扫描仪9进行扫描并识别工位10的位置信息，识别工件10为盆齿或角齿后，如图3所示，对于角齿工件：采取外夹方式夹取工件；对于盆齿工件：对于尺寸较小的盆齿，采取外夹方式夹取工件，对于尺寸较大的盆齿，如图4所示，采取内撑方式夹持工件，夹取工件10后，将工件搬运至热处理设备上。

本发明的夹爪采用基于3d激光扫描技术的原理，所述平行气爪与3d激光扫描仪相对位置唯一，按照一一对应的方式将工件空间位置信息解算为机器人空间坐标信息。通过3d激光扫描仪采用rgb双目扫描工件的空间位置信息，解算为机器人空间坐标信息，系统控制机器人运动到该位置坐标，控制气爪进出气节流阀实现工件的外夹或内撑抓取，采用大行程气爪和v型定位块结构，可以保证手爪夹持工件时工件的中心位置不变，可以满足多品种工件的兼容夹持。

技术特征：

1.一种基于3d激光扫描的热处理机器人夹取装置，其特征在于，包括机器人安装法兰板(1)，安装基体(2)，平行气爪(3)，夹持块(4)，气缸(5)，连接板(8)，定位块(7)，阻挡块(6)，3d激光扫描仪(9)，工件(10)；

所述机器人安装法兰板(1)用于固定在六轴机器人末端；所述安装基体(2)与机器人安装法兰板(1)固连；所述安装基体(2)上固定有气缸(5)，气缸(5)推杆与定位块(7)相连；与定位块(7)正对的位置，安装基体(2)上固定有连接板(8)，阻挡块(6)与连接板(8)固连；气缸(5)推动定位块(7)与阻挡块(6)配合完成工件的夹持搬运，将工件从搬运小车抓取至定位平台；所述3d激光扫描仪(9)固定在安装基体(2)上，用于对定位平台上的工件进行扫描并识别工位的位置信息；所述平行气爪(3)固定在安装基体(2)上，平行气爪(3)上对称的设有两个夹持块(4)，用于从外部夹持工件或从内部内撑夹持工件，并将夹持的工件上料至热处理设备上。

2.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，所述阻挡块(6)与连接板(8)通过螺钉固定连接。

3.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，所述气缸(5)伸缩方向与平行气爪(3)中心线相交。

4.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，所述定位块(7)采用v型定位块，v型定位块开口朝向阻挡块(6)。

5.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，所述3d激光扫描仪(9)采用扫描器与摄像头结合。

6.根据权利要求5所述的夹取装置，其特征在于，所述摄像头为双目摄像头。

7.根据权利要求6所述的夹取装置，其特征在于，双目摄像头固定在弧形底座上，且在扫描器两侧对称布置。

8.根据权利要求5所述的夹取装置，其特征在于，所述扫描器采用rgb双目激光。

9.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，所述安装基体(2)上还固定有防护罩，用于对3d激光扫描仪(9)进行防护。

10.根据权利要求1所述的夹取装置，其特征在于，首先气缸5带动v型定位块(7)向阻挡块(6)侧一端，夹持工件从搬运小车抓取至定位平台，通过3d激光扫描仪(9)进行扫描并识别工位的位置信息，识别工件为盆齿或角齿后，对于角齿工件：采取外夹方式夹取工件；对于盆齿工件：对于尺寸较小的盆齿，采取外夹方式夹取工件，对于尺寸较大的盆齿，采取内撑方式夹持工件，夹取工件后，将工件搬运至热处理设备上。

技术总结
本发明公开了一种基于3D激光扫描的热处理机器人夹取装置，包括机器人安装法兰板，安装基体，平行气爪，夹持块，气缸，连接板，定位块，阻挡块，3D激光扫描仪，工件；安装基体与机器人安装法兰板固连；安装基体上固定有气缸，气缸推杆与定位块相连；安装基体上固定有连接板，阻挡块与连接板固连；气缸推动定位块与阻挡块配合完成工件的夹持搬运；3D激光扫描仪固定在安装基体上，用于对工件进行扫描并识别工位的位置信息；平行气爪固定在安装基体上，平行气爪上对称的设有两个夹持块，用于夹持工件，并将夹持的工件上料至热处理设备上；本装置提高了自动生产线的兼容性。

技术研发人员：韩禄;刘志成;李志新;陆宗学;张彬;陈修材;鲁超奇;冯保祖;卢中志;崔世义
受保护的技术使用者：连云港杰瑞自动化有限公司
技术研发日：2020.05.20
技术公布日：2020.09.25