一种用于多层工装容器自适应定位机构和定位方法与流程

1.本发明涉及物料跨区域传递生产的多层工装容器定位技术领域，特别是一种用于多层工装容器自适应定位机构和定位方法。


背景技术：

2.目前，在制造业行业，大量使用工装容器配送半成品缓存物料，通过工装容器实现物料跨区域传递生产，工装容器在对接前后工序过程中，均会进行物料自动化上下料操作，为保证自动化上下料，对工装容器的统一性有极高要求，重点表现在层高一致、工装容器参考高度一致。但是在实际生产中，工装容器在加工制作、使用运输等过程中产生较大误差，对配合自动化工位定位产生较大误差，如：工装容器在制作时存在加工误差，存在层高不一致，影响定位精度；工装容器在运输过程中存在磨损变形，工装容器各库位实际位置与设计位置发生偏移，工装容器参考高度不一致，导致工装容器上的物料无法准确定位。


技术实现要素：

3.针对上述工装容器层高不一致导致相应精确定位高度不符合标准化的问题，本发明提供一种用于多层工装容器自适应定位机构和定位方法，通过自适应定位机构调节工装容器到自动化设备夹取所需精确高度，使自动化设备能够准确夹取物料，提高自动化设备夹取的容错率，实现不同工工装容器对精确定位的要求。
4.为实现上述目的，本发明选用如下技术方案：一种用于多层工装容器自适应定位机构，包括设置在多层工装容器底部的一支架体和搭接在所述支架体上并与工装容器底部固定连接的升降托盘，所述支架体上设置有顶升部件和动力部件，所述动力部件具有一受动力驱动的滑块，所述滑块与顶升部件的一活动部传动连接，所述活动部受滑块推动使得顶升部件推动升降托盘升降以使多层工装容器调整定位。
5.优选地，所述顶升部件具有连接在升降托盘的上固定部和上活动部以及连接在支架体的下固定部和下活动部，所述上固定部和下活动部、上活动部和下固定部分别通过剪叉臂铰接且同一侧的两剪叉臂相互交叉配置。
6.优选地，所述支架体和所述升降托盘的两侧分别设有直线导轨，所述下活动部和上活动部分别对应地滑动装配在直线导轨上，所述下活动部之间设有一推动轴相连，所述推动轴与动力部件的滑块固定连接并传动。
7.优选地，所述直线导轨的两端部设有缓冲块。
8.优选地，所述动力部件包括一伺服电机和配置在所述伺服电机输出端的滚珠丝杆以及装配在所述滚珠丝杆上的滑块，所述滚珠丝杆受伺服电机驱动转动以使滑块在滚珠丝杆上做直线往复运动，所述滑块传动连接顶升部件的一推动轴以使活动部靠近或远离固定部。
9.优选地，所述支架体还设有搭接在支架体两侧的固定板和固定梁，所述伺服电机设置在所述固定板上，所述滚珠丝杆一端与伺服电机的输出端传动连接，另一端通过轴承
座搭接在固定梁上，所述滑块与顶升部件的下活动部之间的推动轴固定连接并传动。
10.优选地，所述支架体的两侧上还设有直立支架，所述直立支架高度与顶升部件处于最低状态时高度一致。
11.另一方面，本发明选用如下技术方案：一种生产设备，包括如上述的一种用于多层工装容器自适应定位机构。
12.另一方面，本发明选用如下技术方案：一种用于多层工装容器自适应定位方法，包括以下步骤：
13.以检测模块从多层工装容器的一层开始检测，传感器接收信号后，标志有料到位，其中，多层工装容器每层对应配置一传感器以确定各层高的标准位置；
14.通过动力部件驱动顶升部件使得多层工装容器的先上升运动层高的一半距离，然后开始下降运动，运动至由传感器接收到信号停止，此位置为该层物料夹取位置。
15.优选地，还包括以下步骤：
16.接收检测模块的信号反馈，通过控制模块计算得到伺服电机的输入信号，所述输入信号包括转速信号、转动角度信号；
17.动力部件的伺服电机根据输入信号启动，通过联轴器传动至滚珠丝杆，进而使得在滚珠丝杆上的滑块进行平移运动，带动推动轴和下活动部在直线导轨上运动；
18.活动部的运动使得铰接在固定部的剪叉臂摆动，带动固定在顶升部件上的多层工装容器升降运动，运动至设定高度，完成精确定位以使上下料自动化设备进行下一步动作。
19.相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
20.本发明通过动力部件和顶升机构自适应调整多层工装容器的高度，以检测模块的传感器实时获取多层工装容器的层高位置，使用较低成本，可以使工装容器实现自动精准定位，便于物料准确定位。有效地解决了工装容器层高不一致，导致相应精确定位高度不符合标准化统一要求的问题，也解决了工装容器因其他因素(如轮胎磨损)导致工装容器必要定位参数产生偏差问题。
21.本发明在传感控制+机械顶升的作用下，可以自适应不同大小、型号、重量的物料，通过传感器控制调节工装容器到自动化设备夹取所需精确高度，使自动化设备能够准确夹取物料，提高自动化设备夹取的容错率，实现不同工工装容器对精确定位的要求。利用传感器的实时信息反馈，保证工装容器的位置的自适应调整，最终实现工装容器的精准定位。
附图说明
22.为了更清楚地说明技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明的结构示意图。
24.图2为自适应定位机构的结构示意图。
25.图3为自适应定位机构的结构示意图。
26.图4为自适应定位机构的俯视结构示意图。
27.图中标记表示：100：工装容器，200：支架体，210：固定板，220：固定梁，300：升降托盘，400：顶升部件，410：上固定部，411：上活动部，420：下固定部，421：下活动部，430：剪叉
臂，440：直线导轨，450：推动轴，500：动力部件，510：滑块，520：伺服电机，530：滚珠丝杆，600：检测模块；610：传感器。
具体实施方式
28.为了能够清楚、完整地理解技术方案，现结合实施例和附图对本发明进一步说明，显然，所记载的实施例仅仅是本发明部分实施例，所属领域的技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
30.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
31.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
32.如图1-3所示，一种用于多层工装容器自适应定位机构，包括设置在多层工装容器100底部的一支架体200和搭接在所述支架体200上并与工装容器100底部固定连接的升降托盘300，所述支架体200上设置有顶升部件400和动力部件500，所述动力部件500具有一受动力驱动的滑块510，所述滑块510与顶升部件400的一活动部传动连接，所述活动部受滑块510推动使得顶升部件400推动升降托盘300升降以使多层工装容器100调整定位。
33.所述顶升部件400具有连接在升降托盘300的上固定部410和上活动部411以及连接在支架体200的下固定部420和下活动部421，所述上固定部410和下活动部421、上活动部411和下固定部420分别通过剪叉臂430铰接且同一侧的两剪叉臂相互交叉配置。
34.所述支架体200和所述升降托盘300的两侧分别设有直线导轨440，所述下活动部421和上活动部411分别对应地滑动装配在直线导轨440上，具体地，所述支架体200的前后两侧支架上设有下直线导轨，所述下直线导轨偏向左侧或右侧设置固定，另一左侧或右侧用于设置下固定部410，所述下活动部411滑动装配在下直线导轨上；所述升降托盘300的前后两侧支架底部设有上直线导轨，所述上直线导轨对齐下直线导轨地在左侧或右侧位置设置固定，另一左侧或右侧对齐下固定部410地设置上固定部420，所述上活动部421滑动装配在上直线导轨上，所述直线导轨的两端部设有缓冲块，起到防护作用。
35.前后两侧的下活动部411之间设有一推动轴450相连，所述推动轴450与动力部件的滑块510固定连接并传动。前后两侧的上固定部之间、下固定部之间和上活动部之间均设有由连接轴连接，以使两侧的固定部和活动部能够同步升降和/或平移。两侧的两剪叉臂交叉处设置有剪叉轴连，保证前后两侧剪叉臂的同步性，进而提高顶升机构的升降稳定性。
36.所述动力部件500包括一伺服电机520和配置在所述伺服电机520输出端的滚珠丝杆530以及装配在所述滚珠丝杆530上的滑块510，所述滚珠丝杆530受伺服电机520驱动转动以使滑块510在滚珠丝杆530上做直线往复运动，所述滑块510传动连接顶升部件400的一推动轴450以使活动部靠近或远离固定部。
37.所述支架体200还设有搭接在支架体200两侧的固定板210和固定梁220，所述伺服
电机520设置在所述固定板210上，所述滚珠丝杆530一端与伺服电机520的输出端传动连接，另一端通过轴承座531搭接在固定梁220上，所述滑块510与顶升部件400的下活动部411之间的推动轴450固定连接并传动。
38.所述支架体200的两侧上还设有直立支架230，所述直立支架230高度与顶升部件处于最低状态时高度一致，在顶升部件下降至最低时，直立支架的顶部用于承载所述升降托盘的两侧。
39.本实施案例通过动力部件输出动力，驱动滚珠丝杆530的转动，使得配置在滚珠丝杆530的滑块510通过螺纹将旋转运动转化为直线运动，在滚珠丝杆530上做直线运动且带动推动轴450运动，所述推动轴450两侧下活动部411在直线导轨上运动，当下活动部靠近所述下固定部时，使得同一侧两剪叉臂以剪叉轴朝向直立状态转动，由此所述上固定部和上活动部进行向上顶升运动，实现升降托盘的上升；反之，当下活动部远离下固定部时，则实现升降托盘的下降。
40.本实施案例通过控制动力部件的伺服电机输出，调节工装容器到自动化设备夹取所需精确高度，使自动化设备能够准确夹取物料，提高自动化设备夹取的容错率，实现不同工装容器对精确定位的要求。
41.另一方面，本实施案例还具有另一技术方案：一种用于多层工装容器自适应定位方法，检测模块600通过传感器610检测各个工装容器每层高度，将实时位置传递给控制模块，控制模块主要通过采集的传感器信号，控制自适应定位机构进行工装容器高度修正，具体包括以下步骤：
42.以检测模块600从多层工装容器100的一层开始检测，传感器610接收信号后，标志有料到位，其中，多层工装容器100每层对应配置一传感器610以确定各层高的标准位置，本实施案例所述的传感器类型可为激光传感器、光电传感器、距离传感器，具体根据所需检测精度、检测距离、成本进行选择；
43.通过动力部件500驱动顶升部件400使得多层工装容器100先上升运动层高的一半距离(上升层高一半的该位置传感器无信号)，然后开始下降运动，运动至由传感器接收到信号停止，此位置为该层物料夹取位置。具体地，接收检测模块的信号反馈，通过控制模块计算得到伺服电机的输入信号，所述输入信号包括转速信号、转动角度信号；
44.动力部件的伺服电机根据输入信号启动，通过联轴器传动至滚珠丝杆，进而使得在滚珠丝杆上的滑块进行平移运动，带动推动轴和下活动部在直线导轨上运动；
45.活动部的运动使得铰接在固定部的剪叉臂摆动，带动固定在顶升部件上的多层工装容器升降运动，运动至设定高度，完成精确定位以使上下料自动化设备进行下一步动作。
46.本实施案例通过检测模块和分布在不同位置的传感器检测工装容器位置，通过自适应定位机构以动力部件和顶升部件实现升降功能，利用传感器的实时信息反馈，保证工装容器的位置的自适应调整，最终实现工装容器的精准定位。有效解决工装容器层高不一致，导致相应精确定位高度不符合标准化统一要求，以及解决了工装容器因其他因素(如轮胎磨损)导致工装容器必要定位参数产生偏差的问题，采用低成本的传感控制+机械顶升部件，实现工装容器的自适应精确定位。
47.另一方面，本实施案例还提供另一技术方案：一种生产设备，包括如上述的一种用于多层工装容器自适应定位机构。
48.上述披露的仅为本发明优选实施例的一种或多种，用于帮助理解技术方案的发明构思，并非对本发明作其他形式的限制，所属领域的技术人员依据本发明所限定特征作出其他等同或惯用手段的置换方案，仍属于本发明所涵盖的范围。