拾取和放置系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种拾取和放置系统，包括至少一个输入输送装置、至少一个输出输送装置以及至少一个抓取装置。输入输送装置的工件进入端设置的导轨使杂乱无章的工件有序的排列，所述排列有序的工件随着所述输入输送装置进入至所述输入输送装置上设置的固定拾取位置区，当所述固定拾取位置区上均放置有工件时，所述抓取装置抓取所述固定拾取位置区上的工件至所述输入输送装置上。无需根据可用的拾取位置和可用的放置位置计算相应的拾取时间和放置时间，降低了计算要求和成本，提高了工作效率。
【专利说明】
拾取和放置系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及自动化领域，尤其是一种拾取和放置系统。
【背景技术】
[0002]由于计算机技术领域发展的结果，工业机器人的通用性和灵活性大大地增加。机器人可被使用于非常不同的类型的工业任务，包括点焊汽车的零部件以及通常被称为拾取和放置的任务。拾取和放置任务包括从输送带拾取物品和将它们放置在运送货板或运送箱中。熟知的示例是从输送带拾取巧克力和将它们放置在包装托盘或巧克力盒中。
[0003]典型的拾取和放置系统包括输入输送装置，来自物品源的物品在输入输送装置上进行传送。物品被传送到拾取和放置机器人，所述拾取和放置机器人拾取物品，并将它们放置在输出输送装置上。在输入输送装置上物品的流量，即，每单位时间传送的物品数目，可以在小的或大的程度上变化。同样地，输出输送装置接收物品的能力也可以变化。例如，如果输出输送装置在较短或较长期间内变慢或甚至停止，则由于输出输送装置已经充满在机器人的放置范围内放置的物品，拾取和放置机器人放置物品将变得不可能。
[0004]关于物品流量和放置位置的可用性的这样的变化是当设计拾取和放置系统时，特别是在设计拾取和放置机器人在系统中的运行的方式时，需要特别注意的问题。
[0005]公开号为200980161398.4的现有技术专利申请中描述了一种在拾取和放置系统。在此系统中，需要确定在输入输送装置上各公交可以被拾取的可用的拾取位置，以及确定在输出输送装置上可以放置各工具的可用的放置位置，并根据可用的拾取位置和可用的放置位置，计算相应的拾取时间和放置时间，以及指示至少一个机器人按照由相应的拾取时间和放置时间所确定的次序，拾取在可用的拾取位置处的工件并将其放置于可用的放置位置上。同时，至少需要两个机器人，两个摄像头，占据的位置大，成本高，且每个机器人每次只能抓取一个工件，效率低。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种拾取和放置系统，以提高效率，降低成本。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型提供了一种拾取和放置系统，包括至少一个输入输送装置、至少一个输出输送装置以及至少一个抓取装置;其中，
[0008]所述输入输送装置的工件进入端设置有一导轨，使得进入所述输入输送装置的工件有序的排列；
[0009]所述输入输送装置上设置有固定拾取位置区，当所述固定拾取位置区上放置有预定数量的工件时，所述抓取装置抓取所述固定拾取位置区上的工件至所述输出输送装置上。
[0010]优选的，在上述的拾取和放置系统中，所述输入输送装置上设置有阻挡部件，所述阻挡部件横跨于所述输入输送装置上。
[0011]优选的，在上述的拾取和放置系统中，所述阻挡部件包括第一阻挡气缸和第二阻挡气缸，在所述第一阻挡气缸靠近所述输入输送装置的工件进入端的一侧设置有第一固定拾取位置区，在所述第二阻挡气缸靠近所述输入输送装置的工件进入端的一侧设置有第二固定拾取位置区，所述抓取装置从所述第二固定拾取位置区抓取工件。
[0012]优选的，在上述的拾取和放置系统中，所述第一固定拾取位置区设置有多个第一工件拾取位置，每个所述第一工件拾取位置均设置一第一传感器，当所有的第一传感器均检测到工件时，所述第一阻挡气缸打开。
[0013]优选的，在上述的拾取和放置系统中，所述第二固定拾取位置区设置有多个第二工件拾取位置，每个所述第二工件拾取位置均设置一第二传感器，当所有的第二传感器均检测到工件时，所述抓取装置从所述第二固定拾取位置区抓取工件。
[0014]优选的，在上述的拾取和放置系统中，所述第一传感器和第二传感器均为红外反射型传感器。
[0015]优选的，在上述的拾取和放置系统中，所述输出输送装置上设置有多个承载盘，每个所述承载盘上设置有多个工件承载槽。
[0016]优选的，在上述的拾取和放置系统中，所述固定拾取位置区设置有多个工件拾取位置，所述固定拾取位置区上工件拾取位置的分布结构与所述承载盘上工件承载槽的分布结构相同。
[0017]优选的，在上述的拾取和放置系统中，所述抓取装置的抓取端设置有多个小爪，所述多个小爪的分布结构与所述承载盘上工件承载槽的分布结构相同，每个所述小爪抓取一个工件。
[0018]优选的，在上述的拾取和放置系统中，还包括一图像采集装置，所述图像采集装置位于所述输出输送装置的一侧，用于获取位于预定位置的所述承载盘的图像数据。
[0019]在本实用新型提供的拾取和放置系统中，输入输送装置的工件进入端设置的导轨使杂乱无章的工件有序的排列，所述排列有序的工件随着所述输入输送装置进入至所述输入输送装置上设置的固定拾取位置区，当所述固定拾取位置区上均放置有工件时，所述抓取装置抓取所述固定拾取位置区上的工件至所述输入输送装置上。无需根据可用的拾取位置和可用的放置位置计算相应的拾取时间和放置时间，降低了计算要求和成本，提高了工作效率。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型实施例一中拾取和放置系统的结构示意图；
[0021]图2为本实用新型实施例一中拾取和放置系统实现方法的流程图；
[0022]图3为本实用新型实施例二中拾取和放置系统的结构示意图；
[0023]101-输入输送装置；102-输出输送装置；103-抓取装置；104-导轨；1051-第一固定拾取位置区；1052-第二固定拾取位置区；1061-第一阻挡气缸；1062-第二阻挡气缸；107-工件；108-承载盘;109-第二传感器;110-工件承载槽;111 -图像采集装置；
[0024]201-输入输送装置；202-输出输送装置；203-抓取装置；2041-第一导轨部分；2042-第二导轨部分;2051-第一固定拾取位置区；2052-第二固定拾取位置区；2061-第一阻挡气缸；2062-第二阻挡气缸；207-工件；208-承载盘;209-第二传感器；210-工件承载槽；211-图像采集装置。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合示意图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细的描述。根据下列描述并结合权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0026]实施例一
[0027]本实施例提供了一种拾取和放置系统，具体的，如图1所示，包括至少一个输入输送装置101、至少一个输出输送装置102以及至少一个抓取装置103。
[0028]其中，所述输入输送装置101上设置有阻挡部件，包括第一阻挡气缸1061和第二阻挡气缸1062，所述第一阻挡气缸1061和第二阻挡气缸1062横跨于所述输入输送装置101上。所述输入输送装置101和所述输出输送装置102均为一传送带。所述第一阻挡气缸1061和第二阻挡气缸1062将所述输入输送装置101沿工件传送方向分为上游、中游以及下游，其中，所述输入输送装置101的工件进入端与所述第一阻挡气缸1061间的部分为上游，所述第一阻挡气缸1061和第二阻挡气缸1062之间的部分为中游，所述第二阻挡气缸1062之后的部分为下游。
[0029]所述输入输送装置101上设置有固定拾取位置区，当所述固定拾取位置区上放置有预订数量的工件时，所述抓取装置抓取所述固定拾取位置区上的工件至所述输出输送装置上。所述固定拾取位置区包括第一固定拾取位置区1051和第二拾取位置区1052。具体的，在所述第一阻挡气缸1061靠近所述输入输送装置的工件进入端的一侧设置有第一固定拾取位置区1051，在所述第二阻挡气缸靠近所述输入输送装置的工件进入端的一侧设置有第二固定拾取位置区1052，所述抓取装置从所述第二固定拾取位置区1052抓取工件。也就是说，在所述输入输送装置的上游临近所述第一阻挡气缸处设置有所述第一固定拾取位置区1051，在所述输入输送装置的中游临近所述第二阻挡气缸处设置有所述第二固定拾取位置区 1052。
[0030]进一步的，所述输出输送装置102上设置有多个承载盘108，每个所述承载盘108上设置有多个工件承载槽110。所述第一固定拾取位置区1051设置有多个第一工件拾取位置，所述第二固定拾取位置区1052设置有多个第二工件拾取位置，所述多个第一工件拾取位置的分布结构与所述多个工件承载槽110的分布结构相同，所述多个第二工件拾取位置与所述多个工件承载槽110的分布结构相同。具体而言，所述第一工件拾取位置=和所述第二工件拾取位置的数据均与所述每个承载盘上的工件承载槽的数量相同，且所述第一工件拾取位置和所述第二工件拾取位置的排列顺序也与所述每个承载盘上的工件承载槽的排列顺序相同。
[0031]所述预定数量可以与所述第一工件拾取位置和第二工件拾取位置的数量相同，当在面临最后一批工件时，则无论有多少工件是否达到所述第一工件拾取位置的个数，所述抓取装置直接抓取这批工件。
[0032]在本实施例中，所述输出输送装置102上的每个所述承载盘上均设置有6个工件承载槽110，且呈两行三列的形式排列，那么，在所述输入输送装置101上的第一固定拾取位置区1051也设置有6个第一工件拾取位置，且这6个第一工件拾取位置也是呈两行三列的形式排列。同样，在所述输入输送装置上的第二固定拾取位置区1052也设置有6个第二工件拾取位置，且这6个第二工件拾取位置也是呈两行三列的形式排列。在所述输入输送装置101的上游设置有一导轨104，使得进入所述输入输送装置101的工件能够有序的排列，S卩，使得进入所述输入输送装置101的工件呈两行有序的排列。所述导轨104位于所述输入输送装置101的中心线上，将所述输入输送装置101的宽度均分，且所述导轨104的厚度和两个工件107的宽度之和与所述输入输送装置101的宽度相等。
[0033]所述抓取装置103的抓取端设置有多个小爪，所述多个小爪的分布结构与所述承载盘108上工件承载槽110的分布结构相同，每个所述小爪抓取一个工件。即，在本实施例中，所述抓取装置103的抓取端设置有6个小爪，且这6个小爪也呈两行三列的形式排列，每次将所述第二固定拾取位置区1052的工件全部抓取，每个小爪抓取一个工件，提高了工作效率。
[0034]更进一步的，每个所述第一工件拾取位置均设置一第一传感器(图中未示出)，当所有的第一传感器均检测到工件时，所述第一阻挡气缸打开。在本实施例中，所述第一传感器的数量为6个，并且固定设置于所述输入输送装置上。具体的，所述第一传感器为红外反射型传感器。所述第一传感器可设置于所述输入输送装置的下方，即传送带的下方，每一个第一传感器对应一个第一工件拾取位置。也可以设置于所述输入输送装置相对的侧壁上，每一个第一传感器对应一个第一工件拾取位置。当这6个第一传感器均检测到工件时，所述第一阻挡气缸打开，6个第一工件拾取位置上的工件随着所述输入输送装置传动，当这6个第一工件拾取位置上的工件全部经过所述第一阻挡气缸后，所述第一阻挡气缸放下，阻挡住所述输入输送装置上游的工件进入所述输入输送装置中游。
[0035]每个所述第二工件拾取位置均设置一第二传感器109，当所有的第二传感器109均检测到工件时，所述抓取装置103从所述第二固定拾取位置区1052抓取工件。所述第二传感器109的数量与所述第一传感器一样，也为6个。且，同样的，固定设置于所述输入输送装置上。具体的，所述第二传感器为红外反射型传感器。所述第二传感器可设置于所述输入输送装置的下方，即传送带的下方，每一个第二传感器对应一个第二工件拾取位置。也可以设置于所述输入输送装置相对的侧壁上，每一个第二传感器对应一个第二工件拾取位置。
[0036]所述拾取和放置系统还包括一图像采集装置111，所述图像采集装置111位于所述输出输送装置102的一侧，用于获取位于预定位置的所述承载盘108的图像数据。所述图像采集装置111包括摄像头，具体的，例如为CCD (Charge-coup led De vice，电荷親合元件)。所述预定位置一般根据实际需要进行设定，可以是所述抓取装置103能够放置范围内的任何位置，较优的，所述预定位置为使得所述抓取装置103移动的距离最小的位置，所述图像采集装置111设定的位置与所述预定位置进行对应。
[0037]当这6个第二传感器109均检测到工件，并当从获取的预定位置的所述承载盘108的图像数据中判断其中的6个工件承载槽110均为空时，所述抓取装置103从所述第二固定拾取位置区1052抓取工件，然后将抓取的6个工件放置到预定位置的所述承载盘108的6个工件承载槽110中。
[0038]具体的实现方法如图2所示。
[0039]步骤S1:开启所述输入输送装置和输出输送装置，所述第一阻挡气缸和第二阻挡气缸横跨于所述输入输送装置上，工件从所述输入输送装置的工件进入端进入所述输入输送装置，承载盘进入所述输出输送装置。
[0040]步骤S2:进入所述输入输送装置的工件经过导轨导向后排列整齐，并被运送至所述第一固定拾取位置区，当所述第一传感器检测到所述第一固定拾取位置区中的所有第一工件拾取位置均有工件时，所述第一阻挡气缸打开，所述第一工件拾取位置上的6个工件被运送至所述第二固定拾取位置区。同时，当6个第一工件拾取位置上的工件全部经过所述第一阻挡气缸后，所述第一阻挡气缸放下，阻挡住所述输入输送装置上游的工件进入所述输入输送装置中游。
[0041]步骤S3:当所述第二传感器检测到所述第二固定拾取位置区中的第二工件拾取位置上均有工件时，所述图像采集装置采集预定位置的承载盘中的工件承载槽的状态。当所述承载盘中的所有工件承载槽均为空时，所述抓取装置抓取所述第二固定拾取位置区中的工件并放置于所述承载盘中。否则，所述承载盘随所述输出输送装置运走，直至承载盘中的所有工件承载槽均为空时，所述抓取装置抓取所述第二固定拾取位置区中的工件并放置于所述承载盘中。
[0042]实施例二
[0043]如图3所示，所述输出输送装置202上的每个承载盘208上均设置有9个个工件承载槽210，且呈三行三列的形式排列，那么，在所述输入输送装置201上的第一固定拾取位置区2051也设置有9个第一工件拾取位置，且这9个第一工件拾取位置也是呈三行三列的形式排列。同样，在所述输入输送装置201上的第二固定拾取位置区2052也设置有9个第二工件拾取位置，且这9个第二工件拾取位置也是呈三行三列的形式排列。在所述输入输送装置201的上游设置有一导轨，使得进入所述输入输送装置的工件能够有序的排列，在本实施例中，所述导轨包括两部分，第一导轨部分2041和第二导轨2041，使得进入所述输入输送装置202的工件207呈三行有序的排列。所述第一导轨部分2041和第二导轨部分2042将所述输入输送装置201的宽度均匀分为三份，所述第一导轨部分2041的厚度、第二部分导轨的厚度2042以及三个工件207的宽度之和与所述输入输送装置201的宽度相等。
[0044]所述抓取装置203的抓取端设置有多个小爪，所述多个小爪的分布结构与所述承载盘208上工件承载槽210的分布结构相同，每个所述小爪抓取一个工件。即，在本实施例中，所述抓取装置203的抓取端设置有9个小爪，且这9个小爪也呈三行三列的形式排列，每次将所述第二固定拾取位置区2052的工件全部抓取，每个小爪抓取一个工件，提高了工作效率。
[0045]在本实施例中，所述第一传感器和第二传感器209的数量均为9个，且每一个第一传感器对应一个第一工件拾取位置，每一个第二传感器对应一个第二工件拾取位置。所述第一传感器和第二传感器均设置于所述输入输送装置的下方，即传送带的下方。当这9个第一传感器均检测到工件时，所述第一阻挡气缸2061打开，9个第一工件拾取位置上的工件207随着所述输入输送装置201传动，当这9个第一传感器均检测不到工件时，所述第一阻挡气缸2061放下，阻挡住所述输入输送装置201上游的工件进入所述输入输送装置201中游，同时所述第二阻挡气缸2062放下，当这9个第二传感器均检测到工件时，并当从获取的预定位置的所述承载盘的图像数据中判断其中的9个工件承载槽均为空时，所述抓取装置从所述第二固定拾取位置区抓取工件，然后将抓取的9个工件放置到预定位置的所述承载盘的9个工件承载槽中。
[0046]在本实用新型对的其他实施例中，所述承载盘上的工件承载槽还可以是其他的个数，例如为4个、8个、12个或者更多，这些工件承载槽的排列顺序也可以进行适应性变更，例如可以是4行或者更多行，此时，所述导轨也适应性的包括第一部分、第二部分、第三部分以及更多部分，使得工件进入所述输入输送装置后所排列的行数与所述承载盘上的工件承载槽的行数相同。同时，所述第一工件拾取位置和第二工件拾取位置的个数和排列顺序与所述承载盘上的工件承载槽的个数和排列顺序相同。
[0047]综上，在本实用新型实施例提供的拾取和放置系统中，输入输送装置的工件进入端设置的导轨使杂乱无章的工件有序的排列，所述排列有序的工件随着所述输入输送装置进入至所述输入输送装置上设置的固定拾取位置区，当所述固定拾取位置区上均放置有工件时，所述抓取装置抓取所述固定拾取位置区上的工件至所述输入输送装置上。无需根据可用的拾取位置和可用的放置位置计算相应的拾取时间和放置时间，降低了计算要求和成本，提高了工作效率。
[0048]上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种拾取和放置系统，其特征在于，包括至少一个输入输送装置、至少一个输出输送装置以及至少一个抓取装置;其中， 所述输入输送装置的工件进入端设置有一导轨，使得进入所述输入输送装置的工件有序的排列； 所述输入输送装置上设置有固定拾取位置区，排列有序的工件进入所述固定拾取位置区，当所述固定拾取位置区上放置有预订数量的工件时，所述抓取装置抓取所述固定拾取位置区上的工件至所述输出输送装置上。2.如权利要求1所述的拾取和放置系统，其特征在于，所述输入输送装置上设置有阻挡部件，所述阻挡部件横跨于所述输入输送装置上。3.如权利要求2所述的拾取和放置系统，其特征在于，所述阻挡部件包括第一阻挡气缸和第二阻挡气缸，在所述第一阻挡气缸靠近所述输入输送装置的工件进入端的一侧设置有第一固定拾取位置区，在所述第二阻挡气缸靠近所述输入输送装置的工件进入端的一侧设置有第二固定拾取位置区，所述抓取装置从所述第二固定拾取位置区抓取工件。4.如权利要求3所述的拾取和放置系统，其特征在于，所述第一固定拾取位置区设置有多个第一工件拾取位置，每个所述第一工件拾取位置均设置一第一传感器，当所有的第一传感器均检测到工件时，所述第一阻挡气缸打开。5.如权利要求4所述的拾取和放置系统，其特征在于，所述第二固定拾取位置区设置有多个第二工件拾取位置，每个所述第二工件拾取位置均设置一第二传感器，当所有的第二传感器均检测到工件时，所述抓取装置从所述第二固定拾取位置区抓取工件。6.如权利要求5所述的拾取和放置系统，其特征在于，所述第一传感器和第二传感器均为红外反射型传感器。7.如权利要求1所述的拾取和放置系统，其特征在于，所述输出输送装置上设置有多个承载盘，每个所述承载盘上设置有多个工件承载槽。8.如权利要求7所述的拾取和放置系统，其特征在于，所述固定拾取位置区设置有多个工件拾取位置，所述固定拾取位置区上工件拾取位置的分布结构与所述承载盘上工件承载槽的分布结构相同。9.如权利要求7所述的拾取和放置系统，其特征在于，所述抓取装置的抓取端设置有多个小爪，所述多个小爪的分布结构与所述承载盘上工件承载槽的分布结构相同，每个所述小爪抓取一个工件。10.如权利要求7所述的拾取和放置系统，其特征在于，还包括一图像采集装置，所述图像采集装置位于所述输出输送装置的一侧，用于获取位于预定位置的所述承载盘的图像数据。
【文档编号】B65G47/26GK205575020SQ201620389744
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】常江
【申请人】英华达（南京）科技有限公司, 英华达股份有限公司