一种阀口袋自动上袋机器人的末端操作器及运行方法与流程

文档序号:15744387发布日期:2018-10-23 22:51阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种阀口袋自动上袋机器人的末端操作器,其安装框架(1)与机器人本体的腕部末端连接,其特征在于:

所述安装框架(1)上安装有拾取模块(2)、夹紧模块(3)和开袋模块(4);

所述安装框架(1)包括主底板(11)、副底板(13)和连接板(12),连接板(12)连接主底板(11)和副底板(13),机器人本体的腕部末端与连接板(12)连接;主底板(11)、副底板(13)和连接板(12)的板面相互平行;

所述拾取模块(2)包括回转气缸(21)、吸盘安装轴(24)和拾取吸盘(25);轴承座(23)固定于主底板(11)下方,吸盘安装轴(24)经轴承安装于轴承座(23),吸盘安装轴(24)与主底板(11)平行,回转气缸(21)固定于主底板(11)一端下方,其输出轴与吸盘安装轴(24)连接;2~4个拾取吸盘(25)经吸盘柄均布固定安装于吸盘安装轴(24),各吸盘柄的中心线处于同一平面,各吸盘柄垂直于吸盘安装轴(24),拾取吸盘(25)盘面垂直于其吸盘柄;回转气缸(21)的输出轴回转角度为90°,吸盘安装轴(24)有两个工作位置,其一为吸盘柄与主底板(11)垂直朝向主底板(11)下方,另一为吸盘安装轴(24)转动90度、吸盘柄与主底板(11)平行、拾取吸盘(25)朝副底板(13)方向;各拾取吸盘(25)与拾取气泵连接;

所述夹紧模块(3)包括夹紧气缸(34)、主夹板(31)和副夹板(33),主夹板(31)固定于主底板(11)内侧,其板面与主底板(11)板面垂直;夹紧气缸(34)缸体固定于副底板(13),其直线运动的活塞杆前端连接副夹板(33),副夹板(33)与主夹板(31)平行相对;当夹紧气缸(34)的活塞杆伸出,副夹板(33)向主夹板(31)靠近至相互贴合;夹紧气缸(34)的活塞杆回缩,副夹板(33)退回,与主夹板(31)之间保持距离;

所述开袋模块(4)包括开袋气缸(43)、开袋架(41)和开袋吸盘(42),主底板(11)一端安装回转气缸(21),另一端安装开袋气缸(43),开袋气缸(43)缸体固定于主底板(11),主底板(11)上固定导轨,导轨与吸盘安装轴(24)垂直,开袋架(41)固定于嵌于导轨的滑块,开袋气缸(43)活塞杆与滑块连接,带动开袋架(41)在导轨上移动;1~3个开袋吸盘(42)固定于开袋架(41)上,各开袋吸盘(42)盘面处于与主夹板(11)板面平行的平面上;副底板(13)上安装有相同的另一套开袋模块,主、副底板(11、13)上的开袋吸盘(42)均与开袋气泵连接;

所述回转气缸(21)、夹紧气缸(34)、开袋气缸(43)、拾取气泵和开袋气泵连接的气路上的电磁阀均与末端操作器的控制器连接,且所述回转气缸(21)、夹紧气缸(34)、开袋气缸(43)均安装有气缸用传感器组件,各传感器组件与末端操作器的控制器连接。

2.根据权利要求1所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器,其特征在于:

所述末端操作器的控制器为机器人控制器或者是自动上袋系统的系统控制模块。

3.根据权利要求1所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器,其特征在于:

所述连接板(12)的中心线处于主底板(11)中心线的垂直平分线上;所述副底板(13)固定于连接板(12)的一侧。

4.根据权利要求1所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器,其特征在于:

所述回转气缸(21)的输出轴经联轴器(22)与吸盘安装轴(24)连接。

5.根据权利要求1所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器,其特征在于:

所述主、副夹板(31、33)的长度等于或小于阀口内侧与阀口袋(0)另一侧边的宽度,大于该宽度的2/3,所述主、副夹板(31、33)的一端与阀口袋(0)无阀口的侧边相平。

6.根据权利要求1所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器,其特征在于:

所述主、副夹板(31、33)相对的面上各固定有2个以上弹性夹紧块(32),所述主、副夹板(31、33)上的弹性夹紧块(32)一一相对。

7.根据权利要求1所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器,其特征在于:

所述开袋气缸(43)为紧凑型滑台气缸,其缸体上集成了导轨滑块组。

8.根据权利要求1所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器,其特征在于:

还配置了套袋监测模块,为一对颜色传感器(5),其为对阀口袋(0)阀口表面颜色和灌装粉料的喂料管(6)表面颜色产生不同信号的传感器;所述两个颜色传感器(5)分别安装于主、副底板(11、13)一端,位于开袋吸盘(42)上方,所述二颜色传感器(5)的信号线与末端操作器的控制器相连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器的运行方法,其特征在于主要步骤如下:

Ⅰ、拾袋

空袋输出机将阀口袋(0)从袋库送出,阀口袋(0)停在视觉模块相机下方的拍照工位,视觉模块得到阀口袋阀口的位置坐标信息并送给机器人控制器;机器人控制器根据处于拍照工位的阀口袋(0)的位置坐标信息规划未端操作器的拾取路径,调节末端操作器的多个拾取吸盘(25)的中心连线平行于拍照工位上的阀口袋(0)前端,机器人本体将末端操作器移至各拾取吸盘(25)的中心连线与阀口袋(0)前端的距离为3~15cm,并将末端操作器下放至拾取吸盘(25)与阀口袋(0)表面贴合;接通拾取气泵,内部真空的拾取吸盘吸住阀口袋(0);之后,机器人本体将末端操作器升起,达到阀口袋(0)的高度,同时,末端操作器的回转气缸(21)动作,拾取吸盘(25)与吸盘安装轴(24)一起转动90°,将其吸附的阀口袋(0)上端插入主、副夹板(31、33)之间;

Ⅱ、夹袋

夹紧气缸(34)动作,相对的主、副夹板(31、33)相互靠近贴合,夹紧阀口袋(0)上端;拾取气泵断开,拾取吸盘(25)放开阀口袋(0),回转气缸(21)动作,拾取吸盘(25)复位为在主底板(11)下方,吸盘柄竖直向下;阀口袋(0)上端夹在主、副夹板(31、33)之间,袋体下垂;

Ⅲ、开袋

主、副底板(11、13)上的开袋气缸(43)动作,驱动各自连接的开袋架(41)相向运动,至两个开袋架(41)上的开袋吸盘(42)分别贴合于阀口袋(0)阀口的两个侧面停止;开袋气泵动作,开袋吸盘(42)吸牢阀口外壁;开袋气缸(43)反向动作2个开袋吸盘(42)背向运动,拉着阀口外壁打开阀口;开袋气缸(43)停止,阀口完全打开;

Ⅳ、套袋

机器人控制器按拍照工位上阀口袋(0)阀口的的位置坐标信息,以经过拾取路径后的阀口当前位置为起点、喂料管(6)位置为终点规划末端操作器的套袋路径,按该路径控制机器人本体带动末端操作器和其上的阀口袋(0)向喂料管(6)移动,将阀口套入喂料管(6);套袋完成后,开袋气泵断开,开袋吸盘(42)放开阀口。

10.根据权利要求9所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器的运行方法,其特征在于

所述的阀口袋自动上袋机器人的末端操作器还配置了套袋监测模块的颜色传感器(5),其运行方法还包括步骤Ⅴ监控;

所述颜色传感器(5)监控套袋过程,阀口袋(0)被夹在主、副夹板(31、33)之间后,二颜色传感器(5)检测的是阀口袋(0)表面,当阀口套入到位,阀口包裹喂料管(6),颜色传感器(6)检测到的颜色不变,无改变的信号发出,说明套袋成功;当阀口套入不当,阀口不能完全包覆喂料管(6),颜色传感器(5)将检测到对应喂料管(6)表面的颜色,即发出不同信号,系统控制模块以此信号为套袋失败信号,中止系统作业并报警。

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