一种智能上下料系统的制作方法

本实用新型涉及加工技术领域，特别涉及一种智能上下料系统。

背景技术：

随着科技的发展和人力成本的不断攀升，在机械加工领域，自动化上下料已开始逐步取代传统的人工操作，但现时的自动化上下料仍然存在着一定的局限性，对于具有一定数量的不同工件，在上下料过程中无法对该多个工件进行精准地抓取和识别，导致出现不同程度的差错，进而影响后续的工件的加工。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种智能上下料系统，可通过同一个机器人快速更换不同的夹具来分别夹取不同的工件，进而对工件进行上下料操作，同时通过设置视觉模块进行视觉引导和信息读取，来提高上下料的精准性，省时省力，也节省生产加工成本，提高生产效率。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种智能上下料系统，包括：

机器人，用于夹取夹具和工件，以及用于发送指令；

夹具库，用于接收所述机器人的旋转指令，所述夹具库包括两个以上夹具，所述夹具设置在所述夹具库上；

仓库，用于给所述机器人提供工件，所述仓库包括一个以上仓位和用于显示工件信息的显示器，工件和所述显示器均设置在所述仓位上；

视觉模块，用于接收所述机器人的扫描指令，并给所述机器人提供视觉引导、读取工件信息和对工件进行尺寸测量，所述视觉模块设置在所述机器人的手臂末端；

滑轨，用于接收所述机器人的滑动指令并移动所述机器人，所述机器人设置在所述滑轨上且所述机器人与所述滑轨连接；

中央控制处理系统，用于分别给所述机器人发送控制指令和给所述仓库发送调出指令，以及用于接收所述机器人的更新指令，并对工件的信息进行更新后发送给所述显示器。

进一步，所述夹具上设置有让所述机器人夹取所述夹具的子夹，所述子夹设置在所述夹具的顶端。

进一步，所述子夹与所述机器人的连接方式为气动连接。

进一步，所述夹具库还包括用于带动所述夹具转动的转盘、用于外露所述夹具的定位盘、用于带动所述转盘转动的分度器和用于夹持所述夹具的夹持件，所述转盘为圆形，所述定位盘为在圆周上设置有一凹位的圆形，所述凹位能够外露一个所述夹具，所述转盘的直径小于所述定位盘的直径，所述定位盘设置在所述转盘上，所述转盘设置在所述分度器的输出轴上，所述分度器设置在所述夹具库的内部，所述夹持件等距离地设置在所述转盘的圆周上，所述夹持件的一端连接所述转盘，所述夹持件的另一端为有一开口的并用于夹持所述夹具的环状体，所述环状体悬空于所述夹持件的另一端。

进一步，所述中央控制处理系统为西门子plcs7-1212。

进一步，所述机器人为irb2600型工业机器人。

进一步，所述仓库包括四层摆放层，所述仓位设置在所述摆放层上。

进一步，所述显示器显示工件信息的方式为显示二维码。

进一步，还包括用于接收所述机器人的移动指令且移动所述夹具库的agv小车，所述夹具库设置在所述agv小车上。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：在自动化生产过程中，通过同一个机器人快速更换不同的夹具来分别夹取不同的工件，进而对工件进行上下料操作，同时可通过视觉模块来进行视觉引导和工件的信息读取，确保了机器人操作的精准性，避免了需要人工操作工件的上下料，消除了因采用人工操作而存在的安全隐患，同时省时省力，也节省生产加工成本，提高生产效率。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的智能上下料系统的结构示意图；

图2是本实用新型的夹具库的结构示意图；

图3是本实用新型的夹具库的结构示意图；

图4是本实用新型的夹具的结构示意图；

图5是本实用新型的仓库的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种智能上下料系统，以下对本实用新型实施例所提供的一种智能上下料系统进行介绍。

参照图1，本实用新型的实施例提供了一种智能上下料系统，包括：

机器人100，用于夹取夹具210和工件310，以及用于发送指令；

夹具库200，用于接收所述机器人100的旋转指令，所述夹具库200包括两个以上夹具210，所述夹具210设置在所述夹具库200上；

仓库300，用于给所述机器人100提供工件310，所述仓库300包括一个以上仓位320和用于显示工件310信息的显示器330，工件310和所述显示器330均设置在所述仓位320上；

视觉模块400，用于接收所述机器人100的扫描指令，并给所述机器人100提供视觉引导、读取工件310信息和对工件310进行尺寸测量，所述视觉模块400设置在所述机器人100的手臂末端；

滑轨500，用于接收所述机器人100的滑动指令并移动所述机器人100，所述机器人100设置在所述滑轨500上且所述机器人100与所述滑轨500连接；

中央控制处理系统600，用于分别给所述机器人100发送控制指令和给所述仓库300发送调出指令，以及用于接收所述机器人100的更新指令，并对工件310的信息进行更新后发送给所述显示器330。

在本实施例中，智能上下料系统的工作流程为：首先，操作人员在中央控制处理系统600上设定需要进行上下料的工件310以及导入工件310的检测标准数据，中央控制处理系统600以modbus-tcp协议的方式向机器人100发送控制指令和向仓库300发送调出指令；仓库300收到中央控制处理系统600的调出指令后，推出所设定的需要进行上下料的工件310的仓位320，该仓位320上放置所设定的工件310；机器人100收到中央控制处理系统600的控制指令后，分别向视觉模块400发送扫描指令、向夹具库200发送旋转指令和向滑轨500发送滑动指令；夹具库200收到机器人100的旋转指令后，将指定的夹具210旋转至指定位置以供机器人100进行夹取；滑轨500收到机器人100的滑动指令后，带动机器人100滑动到夹具库200旁适当的位置，机器人100再将指定的夹具210夹取出来，与此同时，视觉模块400会给机器人100提供视觉引导，保证机器人100夹取夹具210的精准性；然后，滑轨500带动机器人100滑动到仓库300处，此时，视觉模块400读取仓位320上的显示器330中的工件310信息，核对无误后将工件310无误信息发送给机器人100，机器人100收到工件310无误信息后，通过夹具210夹取工件310，并放入到机床进行加工；当工件310加工完成后，机器人100重新夹取该已加工完成的工件310，通过滑轨500的带动重新滑动到仓库300旁适当的位置，并将已加工完成的工件310放置在适当的仓位320中；此时，视觉模块400对已加工完成的工件310进行尺寸检测，检测完成后将检测的信息发送给中央控制处理系统600，再由中央控制处理系统600将检测的信息进行整理更新，生成二维码并发送给显示器330，显示器330再将二维码显示出来。至此，完成一个工件310的自动上下料操作，再进入到下一个工件310自动上下料的操作。

进一步，参照图4，所述夹具210上设置有让所述机器人100夹取所述夹具210的子夹211，所述子夹211设置在所述夹具210的顶端。

在本实施中，每个夹具210上的子夹211完全相同，都可以与机器人100进行匹配，使机器人100能够通过夹取子夹211来夹紧夹具210，这样的设计便于大量生产，降低生产成本。

进一步，所述子夹211与所述机器人100的连接方式为气动连接。

本实施例中，机器人100夹紧或释放夹具210，是通过气动的方式夹紧或释放子夹211来实现，使用气动的方式的优点在于机器人100抓取或释放夹具210的动作能在极短的时间内完成，即使在很小的空间里，也可以实现细小的动作，极大地提高了生产效率，同时，使用气动的方式即安全又对周围环境无污染。

进一步，参照图2和图3，所述夹具库200还包括用于带动所述夹具210转动的转盘220、用于外露所述夹具210的定位盘230、用于带动所述转盘220转动的分度器250和用于夹持所述夹具210的夹持件240，所述转盘220为圆形，所述定位盘230为在圆周上设置有一凹位231的圆形，所述凹位231能够外露一个所述夹具210，所述转盘220的直径小于所述定位盘230的直径，所述定位盘230设置在所述转盘220上，所述转盘220设置在所述分度器250的输出轴上，所述分度器250设置在所述夹具库200的内部，所述夹持件240等距离地设置在所述转盘220的圆周上，所述夹持件240的一端连接所述转盘220，所述夹持件240的另一端为有一开口的并用于夹持所述夹具210的环状体241，所述环状体241悬空于所述夹持件240的另一端。

在本实施例中，分度器250是一种高精度的回转装置，同时具有高寿命、高可靠的传动特点，用于转盘220的定位和角度调整，带动转盘220转到不同的角度；由于转盘220的圆周上等距离地设置有夹持件240，夹持件240通过气动的方式可夹持或释放夹具210，当接收到机器人100的旋转指令后，分度器250带动转盘220将指定的夹具210转到所述凹位231并定位在该凹位231中，其他的夹具210上的子夹211都被定位盘230所阻挡，此时机器人100也只能夹取凹位231中的夹具210的子夹211，保证了其夹取的可靠性与单一性，同时这样的设计也能尽量地节省材料；待机器人100成功将夹具210上的子夹211夹紧后，此时夹持件240会释放夹具210，从而让机器人100将夹具210夹走；其中，夹持件240的一端为开口的环状体241，与夹具210上的子夹211的形状相配合，便于子夹211容置在夹持件240内，由于夹持件240是通过气动的方式夹紧或释放夹具210的，所以当机器人100需要将指定的夹具210夹走时，机器人100沿着环状体241的开口将夹具210从夹持件240内夹出，同时，当机器人100需要将夹具210放回到夹具库200时，也是沿着环状体241的开口将夹具210放回夹持件240内，这样的设计使机器人100夹取夹具210的操作整齐有序，且不占用多余空间；通过夹具库200切换不同的夹具210供机器人100夹取，避免了需要人工操作更换机器人100上固定连接的夹具210或同时配备多台具有不同夹具210的机器人100，消除了因采用人工操作而存在的安全隐患，同时省时省力，提高生产效率。

进一步，所述中央控制处理系统600为西门子plcs7-1212。

在本实施例中，中央控制处理系统600主要由西门子plcs7-1212和南京华太远程io模块fr8210组成，通过tia博途软件实现软件编程。s7-1212设计紧凑、成本低廉且功能强大，非常适合小型控制的应用。华太远程io模块简化plc开展远程io。中央控制处理系统600主要实现与仓库300之间的控制、和与机器人100之间的控制及数据交互。

进一步，所述机器人100为irb2600型工业机器人。

在本实施例中，irb2600型工业机器人的最高荷重可达20kg，在物料搬运、上下料等应用中的工作范围能够得到最优化。irb2600型工业机器人具有同类产品中最高的精确度及加速度，可确保高产量及低废品率，从而提高生产率，自带以太网接口和串口能方便与现有工业控制网络通讯，实现柔性自动化操作。

进一步，视觉模块400由工业相机、镜头、控制器和光源组成，其中，工业相机为欧姆龙fz-sc彩色30wccd摄像元件，镜头为vs-0620vm镜头，控制器为欧姆龙fh-l550控制器；fh-l550控制器的外部接口包含ethernet接口、串行通信接口、ethernet/ip接口、profinet接口、usb接口和并行i/f接口等，支持多种通信方式，方便与外部设备通讯。视觉模块400主要包括视觉引导和视觉测量两个功能。第一，机器人100可以通过视觉模块400实时地了解周围工作环境的变化，相应调整动作，保证任务的正确完成。视觉模块400提供了外部闭环控制机制，保证机器人100自动补偿由于环境变化而产生的误差。视觉引导与定位是基于视觉伺服的，首先观察物体的大致方位，然后在机器人100运动的过程中观察机器人100和各个物体之间的偏差，根据这个偏差反馈给机器人100，使机器人100调整运动方向。视觉引导的功能流程为：视觉模块400的工业相机初始化完成后，等待获取拍照指令，工业相机收到拍照指令后分别进行图像获取、图像处理、模板匹配和目标位置计算等，将获得的目标工件310在图像中的位置信息转化成目标工件310相对于机器人100基坐标的位置信息，得到工件310相对于机器人100的坐标位置后，为了保证工件310位置的准确性，重复以上操作五次，去掉最大值和最小值，中间三次取平均值，将处理过的工件310位置信息发送给机器人100。第二，视觉模块400具有视觉测量功能，能够自动测量工件310的外观尺寸，比如测量工件310的外形轮廓、孔径、高度、面积等尺寸。视觉测量的功能流程分别包括：视觉模块400的工业相机初始化、获取图像、图像处理、搜索特征、尺寸测量、坐标转换和输出结果。

进一步，参照图5，所述仓库300包括四层摆放层340，所述仓位320设置在所述摆放层340上。

在本实施例中，仓库300设计成四层摆放层340，使工件310的放置能够有序整齐，便于机器人100对工件310进行夹取。

进一步，所述显示器330显示工件310信息的方式为显示二维码。

在本实施例中，显示工件310信息的二维码由单片机控制，当有物体靠近时，显示器330通过二维码和文字显示工件310的状态，10秒后自动熄灭；当仓位320收到中央控制处理系统600发送过来的工件310更新信息时，显示器330会显示新的已更新的工件310信息，其中，仓位320接收中央控制处理系统600的信息是通过串口或以太网接口来进行接收的。

进一步，参照图1，还包括用于接收所述机器人100的移动指令且移动所述夹具库200的agv小车700，所述夹具库200设置在所述agv小车700上。

在本实施例中，agv小车700接收到机器人100的移动指令后，负责将夹具库200运送到机器人100处，可进一步提高工作效率。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。