一种双机器人协调作业的玻璃掰片系统及其控制方法与流程

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一种双机器人协调作业的玻璃掰片系统及其控制方法与流程

本发明涉及玻璃掰片设备领域,尤其涉及一种双机器人协调作业的玻璃掰片系统及其控制方法。



背景技术:

在玻璃加工过程中,通常在切割后须经过掰片工序以将切割后的玻璃分离成符合要求的尺寸、形状。现有的玻璃掰片是将玻璃放置在玻璃掰片机上。玻璃掰片机上设有顶杆和固定构件,操作时通常需要人工移动待掰片玻璃以使切割线和玻璃掰片机的顶杆对齐,然后固定构件作用在玻璃的上表面以固定玻璃,然后在玻璃下方的顶杆向上运动将切割线左右的玻璃顶开,从而使待掰片玻璃分开。因此,现有的玻璃掰片机作业时作用力分别作用在玻璃的上下表面,属于双作业平面,玻璃掰片机固定在一个位置,每次掰开一条切割线都需移动玻璃,掰片效率低。而且一片原块玻璃的切割线通常不止一条,还分为横向切割线和纵向切割线。当在一台玻璃掰片机上要把所有的切割线依次掰开时,需要不断移动原块玻璃,以使切割线对准顶杆,这个过程所耗费大量时间和人力。并且,人工对准存在较大误差,容易因掰片位置走偏而对玻璃造成损坏,掰片质量和掰片稳定性差。而且,流水线式的作业平台占用面积大,完成一个作业步骤则需要迂回作业,直接降低了企业生产效率,制约企业生产。



技术实现要素:

本发明的目的在于提出一种可节省占用面积,掰片时无需移动玻璃位置,即可实现自动对准切割线和自动掰片,提高掰片效率和掰片稳定性的双机器人协调作业的玻璃掰片系统及其控制方法。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种双机器人协调作业的玻璃掰片系统,包括玻璃原片输入台、玻璃掰片台、玻璃切片输出台和玻璃废片输出台;

所述玻璃原片输入台和玻璃切片输出台分别设置于所述玻璃掰片台的两端;

所述玻璃掰片台上设置有掰片机器人、流片机器人和两条机器人滑轨,所述掰片机器人和流片机器人各自安装于一条所述机器人滑轨上;两条所述机器人滑轨平行设置,所述机器人滑轨的长度确保所述掰片机器人和流片机器人能够伸展到所述玻璃原片输入台和玻璃切片输出台;

所述玻璃废片输出台设置于所述玻璃掰片台的流片机器人的伸展范围内;

所述流片机器人包括机器人本体和流片执行器,所述流片执行器包括流片真空吸盘,所述流片真空吸盘安装于所述机器人本体的输出轴;

所述掰片机器人包括所述机器人本体和掰片执行器,所述掰片执行器包括掰片控制液压缸、掰片动力推杆、掰片连接安装架、掰片杆和两个玻璃抓取模块;

所述掰片控制液压缸安装在所述机器人本体的输出轴,所述掰片动力推杆的上端和所述掰片控制液压缸的活塞杆连接,所述掰片动力推杆的下端和所述掰片杆的顶面连接,所述掰片动力推杆和掰片杆相互垂直;

所述掰片连接安装架的上端和所述掰片控制液压缸连接,所述掰片连接安装架的中轴线和掰片控制液压缸的中轴线重合;所述掰片连接安装架为中空结构,所述掰片动力推杆穿过所述掰片连接安装架的内部和所述掰片杆连接,两个所述玻璃抓取模块对称地设置于掰片连接安装架的两侧;

所述玻璃抓取模块包括劲性连杆、劲性连接块、劲性摇杆、掰片吸盘安装板和掰片真空吸盘;所述劲性摇杆的中部设有劲性分支杆;所述劲性摇杆的动力端和掰片连接安装架铰接,所述劲性连杆的动力端和掰片动力推杆的上端铰接,所述劲性连杆的摆动端和和劲性分支杆的末端铰接;

所述掰片真空吸盘设置于掰片吸盘安装板的底部,所述掰片吸盘安装板的顶部通过所述劲性连接块和劲性摇杆的吸盘端固定连接;

所述掰片杆的底部为尖角。

优选地,所述玻璃抓取模块还包括连结块和劲性辅助杆,所述连结块套接于所述掰片动力推杆的中部,所述劲性辅助杆的动力端和连结块铰接,所述劲性辅助杆的吸盘端和劲性摇杆的吸盘端铰接。

优选地,所述掰片杆为三棱柱结构,所述掰片杆包括推杆连接面、第一掰片面和第二掰片面,所述推杆连接面、第一掰片面和第二掰片面首尾相连成呈三棱柱结构的掰片杆的三个侧面,所述动力推杆的下端和所述掰片杆的推杆连接面连接,所述第一掰片面和第二掰片面之间形成掰片角;

所述掰片角为50°-70°。

优选地,所述流片执行器包括流片控制液压缸、流片动力推杆、流片连接安装架和流片吸盘安装板,所述流片控制液压缸安装于所述机器人本体的输出轴;

所述流片动力推杆的上端和所述流片控制液压缸的活塞杆连接,所述流片动力推杆的下端和流片吸盘安装板的顶面连接,所述流片真空吸盘安装在流片吸盘安装板的底面;

所述流片连接安装架的顶面和所述流片控制液压缸连接,所述流片连接安装架为中空结构,所述流片动力推杆穿过所述流片连接安装架的内部和所述流片吸盘安装板连接。

优选地,所述机器人本体包括基座、旋转台和机械臂,所述基座活动卡接于机器人滑轨上,所述旋转台安装于所述基座上,所述机械臂安装于旋转台上,所述旋转台带动机械臂旋转;

所述机械臂包括下肢臂驱动电机、下肢臂、上肢臂、连接轴驱动电机、肢臂连接轴、前肢臂驱动电机、前肢臂和执行器安装法兰;

所述下肢臂驱动电机安装于旋转台上,所述下肢臂的下端和下肢臂驱动电机的输出轴连接,所述下肢臂驱动电机驱动所述下肢臂上下摆动;

所述肢臂连接轴和连接轴驱动电机的输出轴连接,所述连接轴驱动电机驱动肢臂连接轴转动;

所述下肢臂的上端通过所述肢臂连接轴和上肢臂铰接;

所述前肢臂驱动电机安装于上肢臂,所述前肢臂的前端和前肢臂驱动电机的输出轴连接,所述前肢臂驱动电机驱动前肢臂前后移动;

所述执行器安装法兰安装于前肢臂的末端;

对于掰片机器人,所述掰片控制液压缸通过所述执行器安装法兰安装于前肢臂,并且所述掰片控制液压缸和前肢臂相互垂直;

对于流片机器人,所述流片控制液压缸通过所述执行器安装法兰安装于前肢臂,并且所述流片控制液压缸和前肢臂相互垂直。

优选地,还包括多块气浮板,所述玻璃原片输入台、玻璃掰片台、玻璃切片输出台和玻璃废片输出台均设有所述气浮板;

所述气浮板设有多个气浮孔,所述气浮孔阵列式地分布于所述气浮板上;

还包括多条玻璃传送带,所述玻璃原片输入台、玻璃切片输出台和玻璃废片输出台均设有所述玻璃传送带,并且相邻两块气浮板之间设置一条玻璃传送带。

优选地,所述掰片机器人还包括掰片视觉检测器、掰片压力检测器和掰片控制器,所述掰片视觉检测器和掰片控制器安装于掰片连接安装架上,所述掰片压力检测器安装于掰片杆的底部;

所述掰片视觉检测器检测玻璃的切割线的位置,所述掰片压力检测器检测掰片杆对玻璃的压力;所述掰片视觉检测器、掰片压力检测器和掰片机器人的机器人本体均与掰片控制器电连接,所述掰片控制器用于控制掰片视觉检测器、掰片压力检测器和掰片机器人的机器人本体;

所述流片机器人还包括流片视觉检测器、流片压力检测器和流片控制器,所述流片视觉检测器和流片控制器安装于流片连接安装架上,所述流片压力检测器安装于流片吸盘安装板的底部;

所述流片视觉检测器检测玻璃的形状和位置,所述掰片压力检测器检测流片真空吸盘对玻璃的压力;所述流片视觉检测器、流片压力检测器和流片机器人的机器人本体均与流片控制器电连接,所述流片控制器用于控制流片视觉检测器、流片压力检测器和流片机器人的机器人本体。

优选地,还包括上位机,所述掰片控制器和流片控制器通过通信网络和所述上位机连接;

所述上位机包括:

玻璃原片信息库,用于存储玻璃原片的切割线分布信息和对应的切片集合;

数据收发器,用于接收掰片控制器的掰片数据并向掰片控制器发送掰片控制指令,和用于接收流片控制器的流片数据和向流片控制器发送流片控制指令;所述掰片数据包括待掰片的玻璃原片的切割线分布信息,所述流片数据包括玻璃切片的形状位置信息;

掰片运动路径生成器,用于将待掰片的玻璃原片的切割线分布信息和玻璃原片信息库的玻璃原片的切割线分布信息进行匹配,若匹配成功则生成并发送掰片运动路径至掰片控制器;

流片运动路径生成器,用于将玻璃切片的形状位置信息和玻璃原片信息库的玻璃原片的对应的切片集合进行匹配,若匹配成功则生成并发送输出切片运动路径至掰片控制器,若匹配不成功则生成并发送输出废片运动路径至掰片控制器;所述输出切片运动路径为流片机器人将玻璃切片输送至玻璃切片输出台的运动路径,所述输出废片运动路径为流片机器人将玻璃切片输送至玻璃废片输出台的运动路径。

优选地,使用所述双机器人协调作业的玻璃掰片系统的控制方法,包括以下步骤:

步骤A,玻璃原片输入台向玻璃掰片台输送待掰片的玻璃原片;

步骤B,掰片机器人获取并发送待掰片的玻璃原片的掰片数据至上位机;

步骤C,上位机生成并发送掰片运动路径给掰片机器人,掰片机器人根据接收的掰片运动路径对待掰片的玻璃原片进行掰片,形成多块玻璃切片;

步骤D,流片机器人获取并发送多块玻璃切片的流片数据至上位机;

步骤E,上位机判断玻璃切片是否为废片,若是废片则上位机生成并发送输出废片运动路径至流片机器人,对应地,流片机器人将玻璃切片输送至玻璃废片输出台;若不是废片则上位机生成并发送输出切片运动路径至流片机器人,对应地,流片机器人将玻璃切片输送至玻璃切片输出台。

优选地,所述步骤C中掰片工序包括以下步骤:

步骤C1,掰片机器人带动掰片执行器移动至待掰片的玻璃原片的上方,并且掰片机器人的掰片杆和待掰片的玻璃原片的切割线对准;

步骤C2,掰片机器人带动掰片执行器向下移动直至所述掰片真空吸盘和待掰片的玻璃原片接触;

步骤C3,所述掰片真空吸盘吸附待掰片的玻璃原片,然后掰片机器人带动掰片执行器向上移动;

步骤C4,所述掰片控制液压缸驱动掰片杆向下移动直至将待掰片的玻璃原片掰开,形成玻璃切片;

步骤C5,所述掰片控制液压缸驱动掰片杆向上移动至原始位置;

步骤C6,掰片机器人带动掰片执行器向下移动直至玻璃切片放置于玻璃掰片台,然后掰片真空吸盘和玻璃切片分离。

所述双机器人协调作业的玻璃掰片系统通过掰片机器人对带有切割线的玻璃原片进行掰片和通过流片机器人对掰片后的玻璃切片搬运至玻璃切片输出台,实现掰片和流片的自动化,并且所述掰片机器人可自动对准切割线,无需人工操作,降低掰片的人工投入,提高掰片效率和掰片稳定性。所述流片机器人将掰片后尺寸形状符合生产要求的玻璃切片搬运至玻璃切片输出台,将玻璃废片搬运至玻璃废片输出台,从而实现玻璃切片的自动分类出料,防止玻璃废片进入下一加工工序。对于具有多条纵横不一的切割线的玻璃原片来说,所述掰片机器人实现无需移动玻璃在玻璃掰片台的位置,仅通过移动掰片执行器的位置即可对玻璃原片进行掰片,无需人工操作,降低掰片的人工投入,提高掰片效率和掰片灵活性。

附图说明

附图对本发明做进一步说明,但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明其中一个实施例的玻璃掰片系统结构示意图;

图2是本发明其中一个实施例的玻璃掰片系统俯视图;

图3是本发明其中一个实施例的流片机器人结构示意图;

图4是本发明其中一个实施例的流片执行器结构示意图;

图5是本发明其中一个实施例的掰片机器人结构示意图;

图6是本发明其中一个实施例的掰片执行器结构示意图;

图7是本发明其中一个实施例的掰片执行器正视图;

图8是本发明其中一个实施例的掰片杆截面图;

图9是本发明其中一个实施例的掰片执行器工作原理图;

图10是本发明其中一个实施例的上位机模块关系图。

其中:玻璃原片输入台1;玻璃掰片台2;机器人本体3;掰片机器人5;流片机器人6;机器人滑轨4;玻璃切片输出台7;流片执行器61;流片真空吸盘614;掰片执行器51;掰片控制液压缸511;掰片动力推杆512;掰片连接安装架521;掰片杆513;劲性连杆516;劲性连接块518;劲性摇杆517;掰片吸盘安装板519;掰片真空吸盘510;连结块514;劲性辅助杆515;推杆连接面5131;第一掰片面5132;第二掰片面5133;掰片角A;流片控制液压缸611;流片动力推杆612;流片连接安装架614;流片吸盘安装板613;玻璃废片输出台9;基座31;旋转台32;下肢臂驱动电机33;下肢臂34;上肢臂35;肢臂连接轴36;前肢臂驱动电机37;前肢臂38;执行器安装法兰39;气浮板21;气浮孔211;玻璃传送带11;掰片视觉检测器52;掰片压力检测器53;掰片控制器54;流片视觉检测器62;流片压力检测器63;流片控制器64;上位机8;玻璃原片信息库81;数据收发器82;掰片运动路径生成器83;流片运动路径生成器84;切割线91;劲性分支杆201。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例的双机器人协调作业的玻璃掰片系统,如图1、图2所示,包括玻璃原片输入台1、玻璃掰片台2、玻璃切片输出台7和玻璃废片输出台9;

所述玻璃原片输入台1和玻璃切片输出台7分别设置于所述玻璃掰片台2的两端;

所述玻璃掰片台2上设置有掰片机器人5、流片机器人6和两条机器人滑轨4,所述掰片机器人5和流片机器人6各自安装于一条所述机器人滑轨4上;两条所述机器人滑轨4平行设置,所述机器人滑轨4的长度确保所述掰片机器人5和流片机器人6能够伸展到所述玻璃原片输入台1和玻璃切片输出台7;

所述玻璃废片输出台9设置于所述玻璃掰片台2的流片机器人6的伸展范围内;

如图3所示,所述流片机器人6包括机器人本体3和流片执行器61,所述流片执行器61包括流片真空吸盘614,所述流片真空吸盘614安装于所述机器人本体3的输出轴;

如图5所示,所述掰片机器人5包括所述机器人本体3和掰片执行器51,所述掰片执行器51包括掰片控制液压缸511、掰片动力推杆512、掰片连接安装架521、掰片杆513和两个玻璃抓取模块;

如图6所示,所述掰片控制液压缸511安装在所述机器人本体3的输出轴,所述掰片动力推杆512的上端和所述掰片控制液压缸511的活塞杆连接,所述掰片动力推杆512的下端和所述掰片杆513的顶面连接,所述掰片动力推杆512和掰片杆513相互垂直;

如图7所示,所述掰片连接安装架521的上端和所述掰片控制液压缸511连接,所述掰片连接安装架521的中轴线和掰片控制液压缸511的中轴线重合;所述掰片连接安装架521为中空结构,所述掰片动力推杆512穿过所述掰片连接安装架521的内部和所述掰片杆513连接,两个所述玻璃抓取模块对称地设置于掰片连接安装架521的两侧;

如图7所示,所述玻璃抓取模块包括劲性连杆516、劲性连接块518、劲性摇杆517、掰片吸盘安装板519和掰片真空吸盘510;所述劲性摇杆517的中部设有劲性分支杆201;所述劲性摇杆517的动力端和掰片连接安装架521铰接,所述劲性连杆516的动力端和掰片动力推杆512的上端铰接,所述劲性连杆516的摆动端和和劲性分支杆201的末端铰接;

所述掰片真空吸盘510设置于掰片吸盘安装板519的底部,所述掰片吸盘安装板519的顶部通过所述劲性连接块518和劲性摇杆517的吸盘端固定连接;

所述掰片杆513的底部为尖角。

所述双机器人协调作业的玻璃掰片系统通过掰片机器人5对带有切割线91的玻璃原片进行掰片和通过流片机器人6对掰片后的玻璃切片搬运至玻璃切片输出台7,实现掰片和流片的自动化,并且所述掰片机器人5可自动对准切割线91,无需人工操作,降低掰片的人工投入,提高掰片效率和掰片稳定性。

所述玻璃原片输入台1用于将带有切割线91的玻璃原片输送至玻璃掰片台2,玻璃原片的掰片工序在所述玻璃掰片台2完成。所述掰片机器人5和流片机器人6通过机器人滑轨4在玻璃掰片台2上移动,以便于搬运玻璃,整个作业过程无需人工搬运玻璃,降低人工投入,提高生产效率。所述流片机器人6设有流片真空吸盘614,通过流片真空吸盘614抓取玻璃切片以实现对玻璃切片的搬运。所述玻璃废片输出台9用于输出掰片后尺寸形状不符合生产要求的玻璃切片即玻璃废片。所述流片机器人6将掰片后尺寸形状符合生产要求的玻璃切片搬运至玻璃切片输出台7,将玻璃废片搬运至玻璃废片输出台9,从而实现玻璃切片的自动分类出料,防止玻璃废片进入下一加工工序。

所述掰片机器人5通过机器人本体3控制掰片执行器51的移动,所述掰片执行器51通过掰片控制液压缸511的活塞杆伸缩运动,带动与掰片动力推杆512连接的掰片杆513上下运动,所述掰片杆513的底部为尖角,增大对玻璃原片的压力,以用于掰开玻璃原片。所述掰片连接安装架521的中轴线和掰片控制液压缸511的中轴线重合,两个所述玻璃抓取模块对称地设置于掰片连接安装架521的两侧,从而掰片时掰片杆513作用在切割线91左右的两分片玻璃上的力不管大小或方向均相同,避免因受力不一而损坏玻璃。所述劲性摇杆517的中部设有劲性分支杆201,从而所述劲性连杆516通过劲性分支杆201,当掰片动力推杆512向下移动时,将所述劲性摇杆517支起,使所述劲性摇杆517绕其自身的一端向上翘起,从而劲性摇杆517带动与其连接的掰片吸盘安装板519向上运动。

掰片作业前,玻璃原片可先进行翻转,使玻璃的切割线91的开口向下,从而掰片时掰片杆513作用于切割线91的开口的上部,更容易掰开玻璃;然后,将玻璃原片放置在玻璃掰片台2上。

掰片作业时,掰片机器人5的机器人本体3带动掰片执行器51移动至玻璃上方,并且掰片杆513和玻璃原片的切割线91对准;然后,掰片执行器51下移并且通过掰片真空吸盘510吸牢玻璃原片;

接着,如图9所示,掰片执行器51上移至一定高度后,掰片控制液压缸511驱动掰片动力推杆512向下伸出,并且随着掰片动力推杆512的向下移动,所述掰片杆513向下移动并与玻璃原片接触,所述掰片杆513在玻璃原片的切割线91位置对玻璃原片产生一个向下的作用力F1;与此同时,所述劲性摇杆517和劲性连杆516铰接处产生一个斜向上的作用力F2,并且所述劲性摇杆517通过劲性连接块518对掰片吸盘安装板519产生一个斜向上的作用力。由于此时掰片杆513和玻璃原片相抵而未能继续向下移动,使得掰片吸盘安装板519无法向上运动而是水平向外移动,从而玻璃原片在切割线91处受到一个向下的作用力F1,同时玻璃原片在切割线91两侧受到一个水平向外的作用力F3,进而玻璃原片在作用力F1、F3的作用下掰开;

最后,掰片机器人5将掰片后形成的玻璃切片放回所述玻璃掰片台2。

从以上掰片作业步骤可知,对于具有多条纵横不一的切割线91的玻璃原片来说,所述掰片机器人5实现无需移动玻璃在玻璃掰片台2的位置,仅通过移动掰片执行器51的位置即可对玻璃原片进行掰片,无需人工操作,降低掰片的人工投入,提高掰片效率和掰片灵活性。并且整个掰片作业都在空中完成,机器人本体3带动掰片执行器51在空中任意移动,掰片后的玻璃放回原来位置,从而大大地减少掰片所需空间,提高空间利用率。所述掰片机器人5掰片作业时始终作用在玻璃原片的上表面,属于单作业平面,从而无需移动玻璃原片在玻璃掰片台2的位置,仅通过移动掰片执行器51的位置即可对玻璃进行掰片。而且,仅设置一个动力源(掰片控制液压缸511),即可对玻璃原片同时产生一个向下的作用力F1和两个水平向外的作用力F3,节省动力消耗,结构更为紧凑,并且动作保持同步,提高掰片能力。

优选地,如图6、图7所示,所述玻璃抓取模块还包括连结块514和劲性辅助杆515,所述连结块514套接于所述掰片动力推杆512的中部,所述劲性辅助杆515的动力端和连结块514铰接,所述劲性辅助杆515的吸盘端和劲性摇杆517的吸盘端铰接。

掰片作业时,当掰片控制液压缸511驱动掰片动力推杆512向下伸出时,所述劲性辅助杆515随着掰片动力推杆512的下移而绕其自身的动力端向上翘起。由于劲性辅助杆515的吸盘端和劲性摇杆517的吸盘端铰接,从而所述劲性辅助杆515和劲性摇杆517在掰片动力推杆512的下移过程中同步向上翘起,从而劲性辅助杆515和劲性摇杆517共同对与其连接的掰片吸盘安装板519产生一个斜向上的作用力F3,这样既大大地提高掰片吸盘安装板519对玻璃的作用力,更易掰开玻璃;又降低玻璃抓取模块的疲劳强度,增长所述玻璃抓取模块的使用寿命。

优选地,如图8所示,所述掰片杆513为三棱柱结构,所述掰片杆513包括推杆连接面5131、第一掰片面5132和第二掰片面5133,所述推杆连接面5131、第一掰片面5132和第二掰片面5133首尾相连成呈三棱柱结构的掰片杆513的三个侧面,所述动力推杆16的下端和所述掰片杆513的推杆连接面5131连接,所述第一掰片面5132和第二掰片面5133之间形成掰片角A;所述掰片角A为50°-70°。

所述掰片杆513为三棱柱结构,所述第一掰片面5132和第二掰片面5133之间形成掰片角A,从而掰片时所述掰片杆513和玻璃原片的接触面积较少,对应地所述掰片杆513对玻璃原片的作用力F1更大,更容易掰开玻璃。所述掰片角A越小则所述掰片杆513对玻璃的作用力F1越大,所述掰片角A优选为60°,从而掰片时所述掰片杆513对玻璃产生的作用力F1是斜向下的,根据力的分解原理,所述掰片杆513对玻璃原片既产生一个垂直向下的分力,又对玻璃原片产生一个水平向外的分力,从而提高了掰片强度,更容易掰开玻璃。

优选地,如图4所示,所述流片执行器61包括流片控制液压缸611、流片动力推杆612、流片连接安装架614和流片吸盘安装板613,所述流片控制液压缸611安装于所述机器人本体3的输出轴;所述流片动力推杆612的上端和所述流片控制液压缸611的活塞杆连接,所述流片动力推杆612的下端和流片吸盘安装板613的顶面连接,所述流片真空吸盘614安装在流片吸盘安装板613的底面;所述流片连接安装架614的顶面和所述流片控制液压缸611连接,所述流片连接安装架614为中空结构,所述流片动力推杆612穿过所述流片连接安装架614的内部和所述流片吸盘安装板613连接。所述流片执行器61设有流片控制液压缸611,通过流片控制液压缸611的活塞杆伸缩运动,带动与流片动力推杆612连接的流片吸盘安装板613上下运动,以便于安装在流片吸盘安装板613的流片真空吸盘614吸取玻璃,完成流片作业。

优选地,如图5所示,所述机器人本体3包括基座31、旋转台32和机械臂,所述基座31活动卡接于机器人滑轨4上,所述旋转台32安装于所述基座31上,所述机械臂安装于旋转台32上,所述旋转台32带动机械臂旋转;

所述机械臂包括下肢臂驱动电机33、下肢臂34、上肢臂35、连接轴驱动电机、肢臂连接轴36、前肢臂驱动电机37、前肢臂38和执行器安装法兰39;

所述下肢臂驱动电机33安装于旋转台32上,所述下肢臂34的下端和下肢臂驱动电机33的输出轴连接,所述下肢臂驱动电机33驱动所述下肢臂34上下摆动;

所述肢臂连接轴36和连接轴驱动电机的输出轴连接,所述连接轴驱动电机驱动肢臂连接轴36转动;

所述下肢臂34的上端通过所述肢臂连接轴36和上肢臂35铰接;

所述前肢臂驱动电机37安装于上肢臂35,所述前肢臂38的前端和前肢臂驱动电机37的输出轴连接,所述前肢臂驱动电机37驱动前肢臂38前后移动;

所述执行器安装法兰39安装于前肢臂38的末端;

对于掰片机器人5,所述掰片控制液压缸511通过所述执行器安装法兰39安装于前肢臂38,并且所述掰片控制液压缸511和前肢臂38相互垂直;

对于流片机器人6,所述流片控制液压缸611通过所述执行器安装法兰39安装于前肢臂38,并且所述流片控制液压缸611和前肢臂38相互垂直。

所述机器人本体3通过基座31活动卡接于机器人滑轨4上,基座31的内部设有行走驱动电机,所述行走驱动电机为基座31的滑动提高动力。所述旋转台32带动机械臂旋转,从而带动掰片执行器51或流片执行器61旋转,旋转角度为0°-360°。对于掰片机器人5,由于玻璃原片上的切割线91纵横不一,掰片时所述掰片机器人5通过旋转台32带动掰片执行器51旋转,从而在不移动玻璃的情况下,通过移动掰片执行器51的位置即可实现掰片杆513和玻璃原片的切割线91对准,提高掰片效率和掰片灵活性。对于流片机器人6,由于玻璃切片输出台7、玻璃废片输出台9和玻璃掰片台2的位置不在同一水平线上,出料时所述流片机器人6通过旋转台32带动流片执行器61旋转,从而将玻璃移动至对应的输出台,实现分类出料;而且,所述流片机器人6通过旋转流片执行器61以防止出料时与掰片机器人5发生碰撞,实现两个机器人的协调作业。

所述下肢臂驱动电机33驱动所述下肢臂34上下摆动,从而带动所述掰片执行器51或流片执行器61上下移动,以便于所述掰片执行器51或流片执行器61取放玻璃。所述连接轴驱动电机驱动肢臂连接轴36转动,从而带动所述掰片执行器51或流片执行器61前后摆动,进而使掰片执行器51或流片执行器61倾斜,当玻璃放置在一个斜面或一个不平整的台面上时可通过肢臂连接轴36带动掰片执行器51或流片执行器61倾斜至和玻璃相同角度,从而在吸取玻璃时和玻璃表面充分接触,避免因接触不充分使吸取时不能吸牢玻璃,提高操作安全可靠性。

所述前肢臂驱动电机37驱动前肢臂38前后移动,从而带动掰片执行器51或流片执行器61前后移动,扩大作业范围,实现对大尺寸玻璃的作业,增大适用范围。所述掰片控制液压缸511或流片控制液压缸611通过所述执行器安装法兰39安装于前肢臂38,即整个掰片执行器51或流片执行器61通过所述执行器安装法兰39安装于前肢臂38,连接可靠,方便安装和拆卸。

所述掰片控制液压缸511或流片控制液压缸611和前肢臂38相互垂直,进而掰片杆513或流片真空吸盘614和前肢臂38保持平行,便于控制掰片杆513或流片真空吸盘614的作业角度,即仅需通过肢臂连接轴36控制前肢臂38的摆动角度即可控制掰片杆513的掰片角度和流片真空吸盘614的玻璃吸取角度。通常玻璃掰片台2的台面保持水平,从而仅需控制前肢臂38保持水平,则可确保掰片杆513保持水平并与玻璃原片的切割线91贴合,和确保流片真空吸盘614和玻璃切片表面充分接触而把玻璃切片吸牢。可根据玻璃的尺寸大小来决定所述流片真空吸盘614和掰片真空吸盘510的数量,玻璃尺寸越大则流片真空吸盘614和掰片真空吸盘510的数量越多,以提高抓取玻璃的能力。

优选地,如图1、图2所示,还包括多块气浮板21,所述玻璃原片输入台1、玻璃掰片台2、玻璃切片输出台7和玻璃废片输出台9均设有所述气浮板21;所述气浮板21设有多个气浮孔211,所述气浮孔211阵列式地分布于所述气浮板21上;还包括多条玻璃传送带11,所述玻璃原片输入台1、玻璃切片输出台7和玻璃废片输出台9均设有所述玻璃传送带11,并且相邻两块气浮板21之间设置一条玻璃传送带11。

所述玻璃原片输入台1、玻璃切片输出台7和玻璃废片输出台9均设有所述玻璃传送带11,用于玻璃的自动送料和自动出料。所述玻璃原片输入台1、玻璃掰片台2、玻璃切片输出台7和玻璃废片输出台9均设有所述气浮板21,作业时气浮板21通过气浮孔211向上吹气,从而在气流的作用下使玻璃悬浮;一是防止玻璃原片从玻璃原片输入台1输送至玻璃掰片台2的过程中和作业台面发生摩擦而产生印痕或划伤,提高玻璃的成品率;二是防止掰片机器人5和流片机器人6在取放玻璃时对玻璃的冲击作用过大而使玻璃破裂,对玻璃起到缓冲保护作用。

优选地,如图10所示,所述掰片机器人5还包括掰片视觉检测器52、掰片压力检测器53和掰片控制器54,所述掰片视觉检测器52和掰片控制器54安装于掰片连接安装架521上,所述掰片压力检测器53安装于掰片杆513的底部;

所述掰片视觉检测器52检测玻璃的切割线91的位置,所述掰片压力检测器53检测掰片杆513对玻璃的压力;所述掰片视觉检测器52、掰片压力检测器53和掰片机器人5的机器人本体3均与掰片控制器54电连接,所述掰片控制器54用于控制掰片视觉检测器52、掰片压力检测器53和掰片机器人5的机器人本体3;

所述流片机器人6还包括流片视觉检测器62、流片压力检测器63和流片控制器64,所述流片视觉检测器62和流片控制器64安装于流片连接安装架614上,所述流片压力检测器63安装于流片吸盘安装板613的底部;

所述流片视觉检测器62检测玻璃的形状和位置,所述掰片压力检测器53检测流片真空吸盘614对玻璃的压力;所述流片视觉检测器62、流片压力检测器63和流片机器人6的机器人本体3均与流片控制器64电连接,所述流片控制器64用于控制流片视觉检测器62、流片压力检测器63和流片机器人6的机器人本体3。

所述掰片视觉检测器52检测玻璃的切割线91的位置,使掰片杆513和切割线91对准,实现自动对准切割线91,提高掰片准确性,避免因掰片位置走偏而对玻璃造成损坏,提高掰片质量和掰片稳定性。所述掰片压力检测器53检测掰片杆513对玻璃的压力,从而判断掰片杆513的工作状态,检测掰片杆513是否完成掰片。所述掰片控制器54用于控制掰片视觉检测器52、掰片压力检测器53和掰片机器人5的机器人本体3,实现自动对准切割线91和自动掰片,无需人工操作,降低掰片的人工投入,提高掰片效率和掰片稳定性。

所述流片视觉检测器62检测玻璃的形状和位置,以实现玻璃切片的筛选出料和使流片真空吸盘614和待出料的玻璃切片对准,实现出料的自动化,提高分类准确性,避免将玻璃废片输送至下一加工工序,实现对玻璃切片的自动筛选。所述掰片压力检测器53检测流片真空吸盘614对玻璃的压力,从而判断流片真空吸盘614的工作状态,检测流片真空吸盘614是否吸牢玻璃,防止搬运过程中玻璃脱落,提高操作安全性。所述流片控制器64用于控制流片视觉检测器62、流片压力检测器63和流片机器人6的机器人本体3,实现玻璃切片的自动筛选和自动出料,无需人工操作,降低出料的人工投入,提高出料效率。

所述掰片视觉检测器52和流片视觉检测器62均通过图像摄取装置(分为CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来获取目标位置信息。

优选地,如图10所示,还包括上位机8,所述掰片控制器54和流片控制器64通过通信网络和所述上位机8连接;

所述上位机8包括:

玻璃原片信息库81,用于存储玻璃原片的切割线91分布信息和对应的切片集合;

数据收发器82,用于接收掰片控制器54的掰片数据并向掰片控制器54发送掰片控制指令,和用于接收流片控制器64的流片数据和向流片控制器64发送流片控制指令;所述掰片数据包括待掰片的玻璃原片的切割线91分布信息,所述流片数据包括玻璃切片的形状位置信息;

掰片运动路径生成器83,用于将待掰片的玻璃原片的切割线91分布信息和玻璃原片信息库81的玻璃原片的切割线91分布信息进行匹配,若匹配成功则生成并发送掰片运动路径至掰片控制器54;

流片运动路径生成器84,用于将玻璃切片的形状位置信息和玻璃原片信息库81的玻璃原片的对应的切片集合进行匹配,若匹配成功则生成并发送输出切片运动路径至掰片控制器54,若匹配不成功则生成并发送输出废片运动路径至掰片控制器54;所述输出切片运动路径为流片机器人6将玻璃切片输送至玻璃切片输出台7的运动路径,所述输出废片运动路径为流片机器人6将玻璃切片输送至玻璃废片输出台9的运动路径。

所述上位机8用于控制掰片机器人5的掰片作业和流片机器人6的出料作业,使掰片机器人5和流片机器人6协调作业。所述上位机8设置玻璃原片信息库81,以实现匹配功能:所述掰片视觉检测器52检测玻璃的切割线91的位置,并通过掰片控制器54传输至上位机8,上位机8将待掰片的玻璃原片的切割线91分布信息和玻璃原片信息库81的玻璃原片的切割线91分布信息进行匹配,若匹配成功则生成并发送掰片运动路径至掰片控制器54;当掰片完成后,流片视觉检测器62检测玻璃的形状和位置,并通过流片控制器64传输至上位机8,上位机8将玻璃切片的形状位置信息和玻璃原片信息库81的玻璃原片的对应的切片集合进行匹配,若匹配成功则生成并发送输出切片运动路径至掰片控制器54,若匹配不成功则则生成并发送输出废片运动路径至掰片控制器54。所述掰片运动路径生成器83和流片运动路径生成器84均根据避撞算法对掰片机器人5和流片机器人6的运动路径进行规划,继而产生掰片控制指令和流片控制指令,使掰片机器人5和流片机器人6协调作业。所述避撞算法包括双机器人运动避撞算法和玻璃之间的避撞算法,所述避撞算法的作用是根据掰片执行器51和流片执行器61所要完成的路径及任务,使掰片机器人5和流片机器人6沿一定路径运动的无碰撞路径规划,防止作业时掰片机器人5和流片机器人6发生碰撞,或者玻璃之间发生碰撞,提高作业安全性。优选地,还包括路径监控和调整器,用于实时分析掰片数据和流片数据,以对掰片运动路径、输出切片运动路径和输出废片运动路径进行优化调整。

优选地,使用所述双机器人协调作业的玻璃掰片系统的控制方法,包括以下步骤:

步骤A,玻璃原片输入台1向玻璃掰片台2输送待掰片的玻璃原片;

步骤B,掰片机器人5获取并发送待掰片的玻璃原片的掰片数据至上位机8;

步骤C,上位机8生成并发送掰片运动路径给掰片机器人5,掰片机器人5根据接收的掰片运动路径对待掰片的玻璃原片进行掰片,形成多块玻璃切片;

步骤D,流片机器人6获取并发送多块玻璃切片的流片数据至上位机8;

步骤E,上位机8判断玻璃切片是否为废片,若是废片则上位机8生成并发送输出废片运动路径至流片机器人6,对应地,流片机器人6将玻璃切片输送至玻璃废片输出台9;若不是废片则上位机8生成并发送输出切片运动路径至流片机器人6,对应地,流片机器人6将玻璃切片输送至玻璃切片输出台7。

所述控制方法实现了玻璃的上料、掰片、筛选分类、出料的自动化,大大地降低人工投入,提高玻璃加工效率,掰片机器人5和流片机器人6协调作业,掰片质量和稳定性高,操作安全可靠。所述步骤E中,所述流片机器人6将掰片后尺寸形状符合生产要求的玻璃切片搬运至玻璃切片输出台7,将玻璃废片搬运至玻璃废片输出台9,从而实现玻璃切片的自动分类出料,防止玻璃废片进入下一加工工序。

优选地,所述步骤C中掰片工序包括以下步骤:

步骤C1,掰片机器人5带动掰片执行器51移动至待掰片的玻璃原片的上方,并且掰片机器人5的掰片杆17和待掰片的玻璃原片的切割线91对准;

步骤C2,掰片机器人5带动掰片执行器51向下移动直至所述掰片真空吸盘510和待掰片的玻璃原片接触;

步骤C3,所述掰片真空吸盘510吸附待掰片的玻璃原片,然后掰片机器人5带动掰片执行器51向上移动;

步骤C4,所述掰片控制液压缸511驱动掰片杆513向下移动直至将待掰片的玻璃原片掰开,形成玻璃切片;

步骤C5,所述掰片控制液压缸511驱动掰片杆513向上移动至原始位置;

步骤C6,掰片机器人5带动掰片执行器51向下移动直至玻璃切片放置于玻璃掰片台2,然后掰片真空吸盘510和玻璃切片分离。

所述步骤C中掰片工序仅通过移动掰片执行器51的位置即可对玻璃原片进行掰片,无需人工操作,降低掰片的人工投入,提高掰片效率和掰片灵活性。并且整个掰片作业都在空中完成,掰片机器人5带动掰片执行器51在空中任意移动,掰片后的玻璃放回原来位置,从而大大地减少掰片所需空间,提高空间利用率。所述掰片机器人5掰片作业时始终作用在玻璃原片的上表面,属于单作业平面,从而无需移动玻璃原片在玻璃掰片台2的位置,仅通过移动掰片执行器51的位置即可对玻璃进行掰片。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

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