全零件沖壓線末自動(dòng)裝箱系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全零件沖壓線末自動(dòng)裝箱系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在汽車沖壓線大部分都已安裝機(jī)器人/機(jī)械手代替人工生產(chǎn)形成沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線，大大提高生產(chǎn)效率及減少了人工成本，但是現(xiàn)在的沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線線末零件出料后仍為人工碼垛裝箱或者只是實(shí)現(xiàn)了側(cè)圍等大型零件的自動(dòng)化裝箱，這種方法極大地阻礙了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，并且需要耗費(fèi)大量的人力物力，容易造成安全隱患。
[0003]中國專利CN201410315136.1公開了一種沖壓結(jié)構(gòu)件的自動(dòng)化流水線結(jié)構(gòu)，物料由生產(chǎn)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)，并通過傳送機(jī)構(gòu)傳遞至線尾下料機(jī)構(gòu)，線尾下料機(jī)構(gòu)包括控制裝置、下料機(jī)器人和料垛轉(zhuǎn)運(yùn)架，控制裝置與下料機(jī)器人相連，控制裝置控制下料機(jī)器人將傳送機(jī)構(gòu)傳遞至的物料拾取并放入料垛轉(zhuǎn)運(yùn)架中。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物料的自動(dòng)裝箱，但是，并未考慮零件出料后在輸送過程中與輸送皮帶機(jī)產(chǎn)生的位置偏差以及線末零件出料后，由于人工質(zhì)檢導(dǎo)致的零件位置的隨機(jī)性問題；同時(shí)，該方案只能針對形狀大小固定的零件進(jìn)行自動(dòng)化的裝箱，當(dāng)零件結(jié)構(gòu)有所改變時(shí)，需要更換相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)架，不能夠?qū)崿F(xiàn)針對不同形狀大小的零件的自動(dòng)裝箱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種全零件沖壓線末自動(dòng)裝箱系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法充分考慮線末零件位置以及零件大小的不確定性，實(shí)現(xiàn)了線末零件的自動(dòng)裝箱。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種全零件沖壓線末自動(dòng)裝箱系統(tǒng)，包括:伺服同步皮帶系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、PLC控制器、機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)器人控制器、料筐以及料筐更換系統(tǒng)；
[0007]所述機(jī)器人系統(tǒng)分別設(shè)置在伺服同步皮帶系統(tǒng)兩端，視覺系統(tǒng)與PLC控制器連接，機(jī)器人系統(tǒng)與機(jī)器人控制器連接，PLC控制器與機(jī)器人控制器連接，料筐與料筐更換系統(tǒng)連接；
[0008]零件通過伺服同步皮帶系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸，視覺系統(tǒng)獲取零件位置圖像信息并判斷零件位置偏差，PLC控制器將位置偏差信息傳送給機(jī)器人控制器，機(jī)器人控制器控制機(jī)器人對零件進(jìn)行抓取，并根據(jù)零件形狀放入相應(yīng)的料筐。
[0009]所述伺服同步皮帶系統(tǒng)包括:伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服同步皮帶和位置調(diào)整機(jī)構(gòu)；
[0010]所述伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)伺服同步皮帶運(yùn)動(dòng)，位置調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整伺服同步皮帶的位置；
[0011]所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括:固定底座、導(dǎo)軌和絲杠；所述導(dǎo)軌與伺服同步皮帶連接，所述絲杠通過絲杠螺母與伺服同步皮帶連接，用于調(diào)整伺服同步皮帶之間的間距，導(dǎo)軌和絲杠分別固定在固定底座上。
[0012]所述視覺系統(tǒng)包括:圖像獲取裝置以及視覺輔助燈光系統(tǒng)；
[0013]所述圖像獲取裝置與PLC控制器連接，所述圖像獲取裝置和視覺輔助燈光系統(tǒng)均設(shè)置在伺服同步皮帶上方的安裝支架上。
[0014]所述機(jī)器人系統(tǒng)包括:機(jī)器人、底座、機(jī)器人端拾器、真空發(fā)生器和減壓閥；
[0015]機(jī)器人通過底座固定在伺服同步皮帶系統(tǒng)兩側(cè)，機(jī)器人與機(jī)器人端拾器連接，減壓閥與真空發(fā)生器連接，為機(jī)器人端拾器提供真空氣壓使得機(jī)器人端拾器吸附零件。
[0016]所述機(jī)器人端拾器包括:端拾器支桿、支桿固定盤、手動(dòng)快換接頭、氣動(dòng)快換接頭、吸盤和氣管；
[0017]所述端拾器支桿通過手動(dòng)快換接頭固定在支桿固定盤上，所述支桿固定盤通過氣動(dòng)快換接頭與機(jī)器人連接；在每一條端拾器支桿上分別設(shè)置若干吸盤，所述吸盤通過氣管與氣動(dòng)快換接頭連接。
[0018]所述料筐上分別設(shè)有用于放置有孔零件的水平支桿或者用于支撐無孔零件、防止零件變形的自動(dòng)置復(fù)位支撐機(jī)構(gòu)。
[0019]所述自動(dòng)置復(fù)位支撐機(jī)構(gòu)包括:分別設(shè)置在料筐內(nèi)部左右兩側(cè)的安裝立柱，在所述左右兩側(cè)的安裝立柱上分別相對設(shè)置若干對置復(fù)位支撐，所述置復(fù)位支撐能夠在安裝立柱上轉(zhuǎn)動(dòng)以便支撐零件；零件放置在相對設(shè)置的一對置復(fù)位支撐上，當(dāng)放入一件零件后，下一件零件的置復(fù)位支撐自動(dòng)到位以便下一件零件的放入。
[0020]一種全零件沖壓線末自動(dòng)裝箱系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
[0021](I)對零件進(jìn)行質(zhì)檢，根據(jù)質(zhì)檢結(jié)果將零件分為合格零件和不合格零件，質(zhì)檢后的零件分別進(jìn)入伺服同步皮帶進(jìn)行傳輸；
[0022](2)獲取零件圖像，判斷圖像是否獲取成功；如果圖像獲取成功，根據(jù)圖像信息判斷零件位置信息，將零件位置信息與預(yù)先設(shè)定的零件位置信息進(jìn)行比較，得出零件位置偏差?目息，進(jìn)入下一步；
[0023]如果圖像獲取不成功，則零件進(jìn)入回收區(qū)；
[0024](3)零件進(jìn)入機(jī)器人抓取工位，機(jī)器人對零件進(jìn)行抓??；
[0025](4)判斷抓取到的零件形狀，根據(jù)抓取到的零件形狀，放入相應(yīng)的料筐中；如果當(dāng)前料筐已滿，則等待更換料筐后，再將零件放入料筐中。
[0026]所述步驟(I)中使用四條窄伺服同步皮帶對零件進(jìn)行運(yùn)輸，每條伺服同步皮帶能夠根據(jù)不同零件的形狀特征調(diào)整位置。
[0027]所述步驟(4)中對于有孔的零件，放入帶有用于懸掛零件的水平支桿的料筐中；
[0028]對于無孔的零件，放入帶有自動(dòng)置復(fù)位支撐機(jī)構(gòu)的料筐中，當(dāng)放入一件零件后，下一件零件的支撐自動(dòng)到位以便下一件零件的放入。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030]本發(fā)明通過圖像獲取裝置確定零件位置偏差信息，機(jī)器人根據(jù)此位置偏差信息自動(dòng)調(diào)整抓取零件的位置，實(shí)現(xiàn)對每件零件的精確定位。
[0031]本發(fā)明同步皮帶保證零件在皮帶機(jī)上不打滑，實(shí)現(xiàn)零件與皮帶機(jī)同步運(yùn)行，還保證了皮帶與同步輪不打滑，皮帶走過的距離即伺服電機(jī)輸出的距離。
[0032]本發(fā)明能夠根據(jù)試教時(shí)的數(shù)據(jù)在更換不同零件時(shí)對伺服同步皮帶進(jìn)行位置調(diào)整以適應(yīng)各種零件需求。
[0033]本發(fā)明針對有孔零件和無孔零件，分別設(shè)置了不同的料筐，實(shí)現(xiàn)了零件自動(dòng)整齊有序排放。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明伺服同步皮帶位置調(diào)整機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3為本發(fā)明機(jī)器人端拾器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4(a)為本發(fā)明手動(dòng)快換接頭母頭部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4(b)為本發(fā)明手動(dòng)快換接頭公頭部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5(a)為本發(fā)明自動(dòng)置復(fù)位支撐機(jī)構(gòu)初始位置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5 (b)為本發(fā)明自動(dòng)置復(fù)位支撐機(jī)構(gòu)放置零件后結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]其中，1.伺服同步皮帶，2.安裝支架，3.輔助燈光系統(tǒng)，4.智能相機(jī)，5.位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，6.機(jī)器人系統(tǒng)，7.料筐，8.安全防護(hù)系統(tǒng)，9.AGV小車，10.AGV小車軌道，11.回收區(qū)，12.導(dǎo)軌，13.絲杠，14.絲杠螺母，15.固定底座，16.啟動(dòng)快換接頭，17.支桿固定盤，18.手動(dòng)快換接頭，19.支桿，20.吸盤，21.氣官，22.母頭部分，23.手柄，24.手動(dòng)壓緊裝置，25.壓緊彈簧，26.公頭部分，27.凹槽，28.安裝立柱，29.置復(fù)位支撐，30.無孔的零件。
【具體實(shí)施方式】
:
[0042]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0043]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明實(shí)施例中涉及到的伺服同步皮帶1、視覺系統(tǒng)、機(jī)器人以及料筐7的數(shù)量只是本實(shí)施例給出的一種【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要有能力對各組成部分的數(shù)量進(jìn)行自行設(shè)定，并且有能力根據(jù)相應(yīng)的數(shù)量調(diào)整系統(tǒng)各組成部分的相對位置。
[0044]一種全零件沖壓線末自動(dòng)裝箱系統(tǒng)，如圖1所示，包括:伺服同步皮帶系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、PLC控制器、機(jī)器人系統(tǒng)6、機(jī)器人控制器、料筐7、料筐更換系統(tǒng)及安全防護(hù)系統(tǒng)8 ;
[0045]所述機(jī)器人系統(tǒng)6分別設(shè)置在伺服同步皮帶系統(tǒng)兩端，視覺系統(tǒng)與PLC控制器連接，機(jī)器人系統(tǒng)6與機(jī)器人控制器連接，PLC控制器與機(jī)器人控制器連接，料筐7與料筐更換系統(tǒng)連接；
[0046]零件通過伺服同步皮帶系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸，視覺系統(tǒng)獲取零件位置圖像信息并判斷零件位置偏差，PLC控制器將位置偏差信息傳送給機(jī)器人控制器，機(jī)器人控制器控制機(jī)器人對零件進(jìn)行抓取，并根據(jù)零件形狀放入相應(yīng)的料筐7。
[0047]對系統(tǒng)各部分功能作用描述如下:
[0048]A、伺服同步皮帶系統(tǒng)，由4條伺服同步皮帶I及其位置調(diào)整機(jī)構(gòu)5組成。通過位置調(diào)整機(jī)構(gòu)5調(diào)整4條伺服同步皮帶I的位置以適應(yīng)各種零件的需求并將線末出料的零件精確輸送到每臺(tái)機(jī)器人抓料工位位置。每一條伺服同步皮帶I均通過伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。
[0049]位置調(diào)整機(jī)構(gòu)5包括:固定底座15、導(dǎo)軌12和絲杠13 ;導(dǎo)軌12與伺服同步皮帶I連接，用于支撐伺服同步皮帶I及在調(diào)整伺服同步皮帶I位置時(shí)起導(dǎo)向作用，絲杠13通過絲杠螺母14與伺服同步皮帶I連接，用于調(diào)整伺服同步皮帶I之間的間距，導(dǎo)軌12和絲杠13分別固定在固定底座15上。
[0050]B、視覺系統(tǒng)，由一套視覺獲取裝置及以12套視覺輔助燈光系統(tǒng)3組成。
[0051]視覺系統(tǒng)包括:圖像獲取裝置以及視覺輔助燈光系統(tǒng)3 ;圖像獲取裝置與PLC控制器連接，圖像獲取裝置和視覺輔助燈光系統(tǒng)3均設(shè)置在伺服同步皮帶I上方的安裝支架2上。
[0052]視覺獲取裝置的主要功能是，零件在伺服同步皮帶I上輸送時(shí)對零件進(jìn)行拍照，并與調(diào)試時(shí)給出的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)零件位置對比計(jì)算得出當(dāng)前零件的偏差位置，并將位置偏差信息傳送給PLC控制器，PLC控制器將位置偏差信息傳送給機(jī)器人控制器；視覺輔助燈光系統(tǒng)3主要功能是，輔助視覺獲取裝置適應(yīng)各種天氣光線不同，滿足視覺獲取裝置拍照曝光時(shí)的需求。
[0053]本實(shí)施例視覺獲取裝置選用COGNEX智能相機(jī)4，輔助視覺獲取裝置選用PHILIPS視覺輔助燈光。
[0054]C、機(jī)器人系統(tǒng)6，包括4套沖壓搬運(yùn)專用機(jī)器人，每套機(jī)器人分別固定在相應(yīng)的底座上。沖壓搬運(yùn)專用機(jī)器人主要功能是，通過COGNEX智能相機(jī)4提供的位置信息對當(dāng)前零件精確定位后，將伺服同步皮帶I輸送過來的零件搬運(yùn)至料筐7中。安裝底座的主要功能是牢固穩(wěn)定的固定沖壓搬運(yùn)專用機(jī)器人。
[0055]機(jī)器人系統(tǒng)6還包括機(jī)器人端拾器，機(jī)器人端拾器通過真空系統(tǒng)提供真空氣壓來吸附零件，每套機(jī)器人端拾器主要由4根端拾器支桿19、手動(dòng)快換接頭18、若干吸盤20及氣管21組成。端拾器支桿19通過手動(dòng)快換接頭18固定在支桿固定盤17上，支桿固定盤17通過氣動(dòng)快換接頭16與機(jī)器人連接；在每一條端拾器支桿19上分別設(shè)置若干