有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及玻璃機(jī)械和自由度串聯(lián)機(jī)器人及自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)，包括機(jī)械手控制系統(tǒng)和視覺(jué)定位系統(tǒng)及應(yīng)用工具，該裝置由機(jī)架、主機(jī)、多功能真空抓取系統(tǒng)、視覺(jué)定位系統(tǒng)、可旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、控制系統(tǒng)組成，機(jī)架橫跨在玻璃生產(chǎn)線上方，采用雙門(mén)型兩端懸臂結(jié)構(gòu)，行走橫梁支架吊掛在左右兩側(cè)門(mén)型框架的吊掛支點(diǎn)上，主機(jī)安裝于機(jī)架的行走橫梁支架之間上，主機(jī)設(shè)有四個(gè)自由度串聯(lián)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)為水平行走軸、垂直提升軸、第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成抓取玻璃裝置。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：采用四個(gè)自由度串聯(lián)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，精確定位，增加了結(jié)構(gòu)承載強(qiáng)度，提高了堆垛機(jī)的穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本發(fā)明涉及玻璃機(jī)械和自由度串聯(lián)機(jī)器人及自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)。
[【背景技術(shù)】]
[0002]平板玻璃生產(chǎn)線在線堆垛的設(shè)備主要有:水平堆垛機(jī)、垂直堆垛機(jī)、機(jī)械手堆垛機(jī)。先進(jìn)的生產(chǎn)線一般高檔線居多，對(duì)質(zhì)量要求較高、等級(jí)劃分較細(xì)，大量設(shè)置支線；主要堆垛設(shè)備為垂直堆垛機(jī)、機(jī)械手堆垛機(jī)。國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)線除引進(jìn)項(xiàng)目外，中低端較多，一般取板、堆垛工作在主線上完成，主要使用水平堆垛機(jī)和機(jī)械手堆垛機(jī)。這三種常規(guī)堆垛設(shè)備嚴(yán)格來(lái)說(shuō)總存在一些不盡人意的地方:水平堆垛機(jī)堆垛規(guī)格范圍大、操作方便、造價(jià)低等，在要求不高的情況特別是重載情況下，在國(guó)內(nèi)得到較大范圍的使用；但其堆垛過(guò)程為平抓平放，當(dāng)玻璃滿架后需將玻璃由水平翻轉(zhuǎn)為垂直狀態(tài)，容易造成玻璃擦傷，表面質(zhì)量不高，且堆垛周期較長(zhǎng)，無(wú)法滿足高檔要求。垂直堆垛機(jī)軌跡固定，周期快、堆垛精度較高；但需配套復(fù)雜的支線、轉(zhuǎn)向、調(diào)邊等裝置進(jìn)行配合，單臺(tái)堆垛機(jī)只能堆一種規(guī)格或品種的玻璃，且維護(hù)困難。機(jī)械手堆垛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是利用堆垛載體關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人靈活自如的空間特性可實(shí)現(xiàn)飛行抓取，堆垛周期快、單臺(tái)設(shè)備能分二等堆垛等；但受制于工業(yè)機(jī)器人的負(fù)載能力，一般最大抓取重量< 350kg，主要適用于堆垛中小片，對(duì)中大片無(wú)能為力，且工業(yè)機(jī)器人需要進(jìn)口，價(jià)格昂貴。故需要一種集合水平堆垛機(jī)、垂直堆垛機(jī)、機(jī)械手堆垛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)于一體式堆垛設(shè)備。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0003]本發(fā)明的目的是提出一種擁有4個(gè)自由度串聯(lián)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，采用PLC智能控制程序，能實(shí)現(xiàn)將生產(chǎn)線上一系列規(guī)格、重量的玻璃立式送入玻璃集裝架內(nèi)，并能橫跨在生產(chǎn)線冷端堆垛區(qū)域的主線上，精度高、周期快，提高生產(chǎn)效率的有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)，包括機(jī)械手控制系統(tǒng)和視覺(jué)定位系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)應(yīng)用工具，所述的計(jì)算機(jī)應(yīng)用工具為PLC編程軟件或Halcon或Visual C++6.0軟件，該裝置由機(jī)架1、主機(jī)2、多功能真空抓取系統(tǒng)3、視覺(jué)定位系統(tǒng)4、可旋轉(zhuǎn)平臺(tái)6、控制系統(tǒng)5組成，機(jī)架I橫跨在玻璃生產(chǎn)線上方，采用雙門(mén)型兩端懸臂結(jié)構(gòu)，行走橫梁支架102吊掛在左右兩側(cè)門(mén)型框架101的吊掛支點(diǎn)上，主機(jī)2安裝于機(jī)架I的行走橫梁支架102之間上，主機(jī)2設(shè)有四個(gè)自由度串聯(lián)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述的結(jié)構(gòu)為水平行走軸2-1、垂直提升軸2-2、第一旋轉(zhuǎn)軸2-3、第二旋轉(zhuǎn)軸2-4構(gòu)成抓取玻璃裝置，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)過(guò)程，包括以下部分:
[0005]a.所述的水平行走軸2-1為直線運(yùn)動(dòng)，采用四組滾輪組2-102加雙導(dǎo)軌2_101導(dǎo)向，第一齒輪2-104、齒條2-105傳動(dòng)，第一齒輪2-104安裝于第一伺服電機(jī)減速機(jī)2-106輸出軸上；導(dǎo)軌2-101、齒條2-105固定在行走橫梁支架102上，其它部件固定在行走支架2-103上，目的是調(diào)整運(yùn)動(dòng)位置；
[0006]b.所述的垂直提升軸2-2為直線運(yùn)動(dòng)，采用直線導(dǎo)軌2-204加滑塊2-203導(dǎo)向，齒輪齒條傳動(dòng)，第二伺服電機(jī)減速機(jī)2-201驅(qū)動(dòng)；滑塊2-203、第二伺服電機(jī)減速機(jī)2-201固定在行走支架2-103上，其他部件固定在提升支架2-202上，目的是調(diào)整運(yùn)動(dòng)位置；
[0007]c.第一旋轉(zhuǎn)軸2-3旋轉(zhuǎn)關(guān)鍵元件為外齒式回轉(zhuǎn)支撐架2-302，第一旋轉(zhuǎn)軸2_3固定于提升支架2-202的末端；驅(qū)動(dòng)元件為第三伺服電機(jī)減速機(jī)2-301，第三伺服電機(jī)減速機(jī)2-301固定在提升支架2-202上，通過(guò)第三齒輪2-303嚙合直接傳動(dòng)；該關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)360°任意旋轉(zhuǎn)，調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，旋轉(zhuǎn)支架2-402水平安裝面安裝在外齒式回轉(zhuǎn)支撐架2-302的下部安裝面上；旋轉(zhuǎn)支架2-402右側(cè)的垂直安裝面通過(guò)銷(xiāo)軸2-404、軸承座2-403與多功能真空抓取系統(tǒng)聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)支架左側(cè)固定在第四伺服電機(jī)減速機(jī)2-401的輸出法蘭軸上，第四伺服電機(jī)減速機(jī)2-401固定在多功能真空抓取系統(tǒng)的吊耳上；該軸實(shí)現(xiàn)多功能抓取裝置圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸2-4旋轉(zhuǎn)±90° ;
[0008]d.多功能真空抓取裝置3與第二旋轉(zhuǎn)軸2-4聯(lián)接，通過(guò)四個(gè)自由度組合:實(shí)現(xiàn)視覺(jué)定位裝置4獲取玻璃7的實(shí)際坐標(biāo)后調(diào)整主機(jī)2的位置及姿態(tài)使得多功能真空抓取裝置3的工具坐標(biāo)系與原點(diǎn)在玻璃中心的玻璃中心坐標(biāo)系X軸平行、Y軸重合；最終實(shí)現(xiàn)第一旋轉(zhuǎn)軸2-3旋轉(zhuǎn)到90°的位置，當(dāng)玻璃寬度小于長(zhǎng)度則無(wú)需旋轉(zhuǎn)；
[0009]e.第二旋轉(zhuǎn)軸2-4旋轉(zhuǎn)84°，通過(guò)調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿態(tài)變化將玻璃7的水平姿態(tài)變?yōu)槎讯鈺r(shí)的與水平面成84°的夾角且長(zhǎng)邊在下的姿態(tài)，將玻璃7立式送入玻璃集裝架8 ；
[0010]f.堆垛機(jī)械手控制系統(tǒng)采用PLC控制，機(jī)械手的四個(gè)自由度的伺服電機(jī)通過(guò)RS-232接口電路與控制系統(tǒng)PLC連接，另外RS-232接口電路還連接有顯示屏、鍵盤(pán)、機(jī)械手控制電路、視覺(jué)定位控制系統(tǒng)；其中顯示屏、鍵盤(pán)、機(jī)械手控制電路、視覺(jué)定位控制系統(tǒng)構(gòu)成智能示范盒，對(duì)不同堆垛作業(yè)方式通過(guò)智能示范盒的人機(jī)接口界面進(jìn)行選擇，所述的計(jì)算機(jī)應(yīng)用工具為PLC編程軟件、Halcon、Visual C++6.0。
[0011]雙門(mén)型兩端懸臂結(jié)構(gòu)行走橫梁102吊掛在兩側(cè)門(mén)型框架101的吊掛支點(diǎn)上，垂直提升支架2-202設(shè)置在行走橫梁102的移動(dòng)空間。
[0012]垂直提升軸2-2采用直線導(dǎo)軌2-204加滑塊2_203導(dǎo)向替換為采用四組滾輪組架雙導(dǎo)軌導(dǎo)向。
[0013]第一旋轉(zhuǎn)軸2-3上的外齒式回轉(zhuǎn)支撐架2-302替換為內(nèi)齒式或擺線針輪減機(jī)，水平行走軸2-1和垂直提升軸2-2主要用于調(diào)整運(yùn)動(dòng)位置；第一旋轉(zhuǎn)軸2-3和第二旋轉(zhuǎn)軸2-4主要用于調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；四個(gè)方向的自由度組合運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)將玻璃7立式放入玻璃集裝架8內(nèi)。
[0014]在第一旋轉(zhuǎn)軸2-3和第二旋轉(zhuǎn)軸2-4之間設(shè)有一旋轉(zhuǎn)支架2-402 ;旋轉(zhuǎn)支架2-402上平面安裝在外齒式回轉(zhuǎn)支撐架2-302上，左右兩側(cè)通過(guò)軸2-404、軸承座2-403與多功能真空抓取裝置3聯(lián)接；第四伺服電機(jī)減速機(jī)2-401安裝在多功能真空抓取裝置3上，輸出法蘭軸安裝在旋轉(zhuǎn)支架2-402上。
[0015]機(jī)架上或抓取裝置上設(shè)有一套視覺(jué)定位裝置4，視覺(jué)定位裝置4向堆垛機(jī)提供玻璃7在堆垛坐標(biāo)系中的實(shí)際位置，所述的視覺(jué)定位裝置4包括攝像頭、光電開(kāi)關(guān)、視覺(jué)定位控制處理電路、圖像處理軟件halcon或VC++6構(gòu)成。
[0016]多功能真空抓取裝置與第二旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)接用于吸取玻璃，所述的抓取裝置上設(shè)有真空泵或真空發(fā)生器，所述的第二旋轉(zhuǎn)軸采用矩管加鋁型材作為骨架，吸盤(pán)裝載鋁型材上，鋁型材卡扣在矩形鋼管上，根據(jù)需求移動(dòng)，吸盤(pán)組分區(qū)控制，適應(yīng)重量100-1200kg、規(guī)格1200X900-5000X4800mm 的玻璃抓取。
[0017]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:可在線實(shí)現(xiàn)玻璃動(dòng)態(tài)取片，既能水平堆垛又能垂直堆垛，能實(shí)現(xiàn)像關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人一樣將玻璃靈活自如的送入玻璃集裝架內(nèi)，無(wú)需翻轉(zhuǎn)，并且精確定位，周期快，價(jià)格低廉，從而有效對(duì)玻璃有序的采裝，采用伺服電機(jī)替代普通電機(jī)，提高吸盤(pán)架行走的精確性，采用PLC智能控制程序，實(shí)現(xiàn)玻璃位置和行走距離及運(yùn)動(dòng)位置的自動(dòng)調(diào)整和控制，采用四個(gè)自由度串聯(lián)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，增加了結(jié)構(gòu)承載強(qiáng)度，解決工人作業(yè)的危險(xiǎn)，提高了堆垛機(jī)的穩(wěn)定性。
[【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】]
[0018]圖1為本發(fā)明構(gòu)造示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例將玻璃送入集裝架時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明圖1中I處放大示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明圖1中II處放大示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明控制系統(tǒng)硬件組成框圖；
[0023]圖中:1、機(jī)架2、主機(jī)3、多功能真空抓取系統(tǒng)4、視覺(jué)定位系統(tǒng)5、控制系統(tǒng)6、可旋轉(zhuǎn)平臺(tái)7、玻璃8、玻璃集裝架9、輸送輥道101、門(mén)型框架102、行走橫梁支架2-1、水平行走軸2-2、垂直提升軸2-3、第一旋轉(zhuǎn)軸2-4、第二旋轉(zhuǎn)軸2-101、雙導(dǎo)軌2-102、滾輪組2-103、行走支架2-104、第一齒輪2-105、齒條2-106、第一伺服電機(jī)減速機(jī)2-201、第二伺服電機(jī)減速機(jī)2-202、提升支架2-203、滑塊2-204、直線導(dǎo)軌2_301、第三伺服電機(jī)減速機(jī)2-302、外齒式回轉(zhuǎn)支撐架2-303、第三齒輪2-401、第四伺服電機(jī)減速機(jī)2-402、旋轉(zhuǎn)支架2-403、軸承座2-404、銷(xiāo)軸；
[0024]指定圖5作為本發(fā)明的摘要附圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專業(yè)的人來(lái)說(shuō)是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]實(shí)施例1
[0027]結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的進(jìn)行具體說(shuō)明，其中堆垛機(jī)的制造技術(shù)包括控制系統(tǒng)的技術(shù)對(duì)本專業(yè)的人來(lái)說(shuō)是清楚的:
[0028]本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)堆垛，如圖1、圖2所示，本發(fā)明由機(jī)架1、主機(jī)2 (包括:水平行走軸2-1、垂直提升軸2-2、第一旋轉(zhuǎn)軸2-3、第二旋轉(zhuǎn)軸2-4)、多功能真空抓取系統(tǒng)3、視覺(jué)定位系統(tǒng)4、控制系統(tǒng)5組成；其它為生產(chǎn)線裝置:集裝架承載臺(tái)6、玻璃集裝架8、輸送輥道9，玻璃7。
[0029]機(jī)架I橫跨在玻璃生產(chǎn)線上方，外觀為雙門(mén)型兩端懸臂結(jié)構(gòu)，行走橫梁支架102吊掛在兩側(cè)門(mén)型框架101的吊掛支點(diǎn)上。此門(mén)型吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)有利于行走橫梁支架102的整體剛性，有利于垂直提升支架2-202在行走橫梁支架102的移動(dòng)空間。
[0030]如圖3、圖4所示，主機(jī)2由四個(gè)自由度組成:水平行走軸2-1、垂直提升軸2_2、第一旋轉(zhuǎn)軸2-3、第二旋轉(zhuǎn)軸2-4。水平行走軸2-1、垂直提升軸2-2主要用于調(diào)整運(yùn)動(dòng)位置，第一旋轉(zhuǎn)軸2-3、第二旋轉(zhuǎn)軸2-4主要用于調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。水平行走軸2-1采用四組滾輪組2-102加雙導(dǎo)軌導(dǎo)向2-101，第一齒輪2-104、齒條2-105傳動(dòng)，第一齒輪2-104安裝于第一伺服電機(jī)減速機(jī)2-106輸出軸上；導(dǎo)軌2-101、齒條2-104固定在行走橫梁直接102上，其他固定在行走支架2-103上；可在行走橫梁101上任意位置移動(dòng)和精確定位。垂直提升軸2-2采用直線導(dǎo)軌2-204加滑塊2-203導(dǎo)向(也可采用四組滾輪組加雙導(dǎo)軌導(dǎo)向)，齒輪齒條傳動(dòng)，第二伺服電機(jī)減速機(jī)2-201驅(qū)動(dòng)；滑塊2-203、第二伺服電機(jī)減速機(jī)2-201固定在行走支架2-103上，其他固定在提升支架2-202上；可在垂直于車(chē)間地面的方向上下移動(dòng)和精確定位。第一旋轉(zhuǎn)軸2-3旋轉(zhuǎn)關(guān)鍵元件為外齒式回轉(zhuǎn)支撐2-302，也可為內(nèi)齒或擺線針輪減速機(jī)，其一面固定于提升支架2-202的末端；驅(qū)動(dòng)元件為第三伺服電機(jī)減速機(jī)2-301，固定在提升支架2-202上，通過(guò)第三齒輪2-303嚙合直接傳動(dòng)；該關(guān)節(jié)可實(shí)現(xiàn)360°任意旋轉(zhuǎn)，但根據(jù)實(shí)際功能需求一般只需旋轉(zhuǎn)±90°。第一旋轉(zhuǎn)軸2-3與第二旋轉(zhuǎn)軸2-4的軸線是垂直的，旋轉(zhuǎn)支架2-402水平安裝面安裝在回轉(zhuǎn)支撐2-302的下安裝面上；旋轉(zhuǎn)支架2-402一側(cè)的垂直安裝面通過(guò)銷(xiāo)軸2-404、軸承座2-403與多功能真空抓取系統(tǒng)聯(lián)接，一側(cè)固定在第四伺服電機(jī)減速機(jī)2-401的輸出法蘭軸上，第四伺服電機(jī)減速機(jī)2-401固定在多功能真空抓取系統(tǒng)的吊耳上；該軸可實(shí)現(xiàn)多功能抓取裝置圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸2-4旋轉(zhuǎn)±90°。
[0031]多功能真空抓取裝置3:用于吸取玻璃，此部分可采用真空泵產(chǎn)生真空，也可選擇真空發(fā)生器。采用鋼材加鋁型材作為骨架，吸盤(pán)為分區(qū)控制，可適應(yīng)重量100?1200kg、規(guī)格1200X900?5000X4880mm玻璃的抓取。
[0032]視覺(jué)定位裝置4:鑒于玻璃規(guī)格的變化和輥道的結(jié)構(gòu)以及堆垛工藝流程，在抓取玻璃前需要對(duì)玻璃進(jìn)行精確定位，為了保證堆垛質(zhì)量，本系統(tǒng)拋棄了傳統(tǒng)的機(jī)械定位，采用先進(jìn)的視覺(jué)技術(shù)。該系統(tǒng)包括攝像頭、光電開(kāi)關(guān)、處理器、圖像處理等其他軟件；攝像頭安裝于機(jī)架上，也可安裝與多功能真空抓取系統(tǒng)上，在抓取玻璃前獲取玻璃的位置圖像，通過(guò)光電開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后進(jìn)入圖像處理電路及圖像處理軟件halcon或VC++6轉(zhuǎn)化為位置信息，結(jié)合玻璃的一致外形尺寸，從而可獲取玻璃在堆垛坐標(biāo)系中的實(shí)際位置，進(jìn)而對(duì)四自由度串聯(lián)組成機(jī)械手抓取姿態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。所述的圖像處理電路采用ADSP-BF609雙核處理或其它圖像采集卡電路。
[0033]控制系統(tǒng)5:由PC機(jī)+PLC控制電路+伺服驅(qū)動(dòng)控制，支配機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，擁有人機(jī)操作界面，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲取視覺(jué)定位系統(tǒng)的監(jiān)控信息。
[0034]集裝架承載臺(tái)6:可有兩種形式，一種為固定臺(tái)，安裝在車(chē)間地面上，一種為旋轉(zhuǎn)式換架機(jī)構(gòu)，安裝在車(chē)間地面上，可在水平面旋轉(zhuǎn)±180° ;當(dāng)玻璃堆滿后，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)，將空架轉(zhuǎn)到堆垛側(cè)，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性，對(duì)浮法生產(chǎn)線沒(méi)有任何干擾。
[0035]本發(fā)明具體操作如下:
[0036]當(dāng)玻璃7運(yùn)行到堆垛機(jī)處時(shí)，冷端線控控制輸送輥道9停止，玻璃7停片，對(duì)玻璃7進(jìn)行初步預(yù)定位。視覺(jué)定位系統(tǒng)4通過(guò)圖像處理獲取玻璃7的位置信息，并計(jì)算其在堆垛坐標(biāo)系中的實(shí)際坐標(biāo)；控制系統(tǒng)獲取玻璃7實(shí)際坐標(biāo)信息后并調(diào)整主機(jī)2的位置及姿態(tài)使得多功能真空抓取系統(tǒng)3的工具坐標(biāo)系與原點(diǎn)在玻璃中心的玻璃中心坐標(biāo)系X軸平行、Y軸重合，并根據(jù)玻璃前進(jìn)方向的位置信息計(jì)算垂直提升軸2-2放片時(shí)的提升高度及水平行走軸2-1的行走距離；垂直提升軸2-2電機(jī)驅(qū)動(dòng)多功能真空抓取系統(tǒng)3落在玻璃上通過(guò)真空吸取玻璃，垂直提升軸2-2電機(jī)驅(qū)動(dòng)提升玻璃，安全距離后水平行走軸2-1開(kāi)始驅(qū)動(dòng)行走，向堆垛集裝架8方向運(yùn)動(dòng)；同時(shí)第一旋轉(zhuǎn)軸2-3旋轉(zhuǎn)到90°的位置(如玻璃寬度小于長(zhǎng)度則無(wú)需旋轉(zhuǎn))、第二旋轉(zhuǎn)軸2-4旋轉(zhuǎn)84°，通過(guò)姿態(tài)變化將玻璃7的水平姿態(tài)變?yōu)槎讯鈺r(shí)的與水平面成84°的夾角且長(zhǎng)邊在下的姿態(tài)，到達(dá)集裝架8后放置玻璃，多功能真空抓取系統(tǒng)3破除真空，主機(jī)2返回，各軸復(fù)位，等待下個(gè)任務(wù)。
【權(quán)利要求】
1.一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)，包括機(jī)械手控制系統(tǒng)和視覺(jué)定位系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)應(yīng)用工具，所述的計(jì)算機(jī)應(yīng)用工具為PLC編程軟件或Halcon或VisualC++6.0軟件，其特征在于該裝置由機(jī)架(1)、主機(jī)(2)、多功能真空抓取系統(tǒng)(3)、視覺(jué)定位系統(tǒng)(4)、可旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(6)、控制系統(tǒng)(5)組成，機(jī)架(1)橫跨在玻璃生產(chǎn)線上方，采用雙門(mén)型兩端懸臂結(jié)構(gòu)，行走橫梁支架(102)吊掛在左右兩側(cè)門(mén)型框架(101)的吊掛支點(diǎn)上，主機(jī)(2)安裝于機(jī)架⑴的行走橫梁支架(102)之間上，主機(jī)(2)設(shè)有四個(gè)自由度串聯(lián)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述 的結(jié)構(gòu)為水平行走軸(2-1)、垂直提升軸(2-2)、第一旋轉(zhuǎn)軸(2-3)、第二旋轉(zhuǎn)軸(2-4)構(gòu)成抓取玻璃裝置，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)過(guò)程，包括以下部分: a.所述的水平行走軸(2-1)為直線運(yùn)動(dòng)，采用四組滾輪組(2-102)加雙導(dǎo)軌(2-101)導(dǎo)向，第一齒輪(2-104)、齒條(2-105)傳動(dòng),第一齒輪(2-104)安裝于第一伺服電機(jī)減速機(jī)(2-106)輸出軸上；導(dǎo)軌(2-101)、齒條(2-105)固定在行走橫梁支架(102)上，其它部件固定在行走支架(2-103)上，目的是調(diào)整運(yùn)動(dòng)位置； b.所述的垂直提升軸(2-2)為直線運(yùn)動(dòng)，采用直線導(dǎo)軌(2-204)加滑塊(2-203)導(dǎo)向，齒輪齒條傳動(dòng)，第二伺服電機(jī)減速機(jī)(2-201)驅(qū)動(dòng)；滑塊(2-203)、第二伺服電機(jī)減速機(jī)(2-201)固定在行走支架(2-103)上，其他部件固定在提升支架(2-202)上，目的是調(diào)整運(yùn)動(dòng)位置； c.第一旋轉(zhuǎn)軸(2-3)旋轉(zhuǎn)關(guān)鍵元件為外齒式回轉(zhuǎn)支撐架(2-302)，第一旋轉(zhuǎn)軸(2-3)固定于提升支架(2-202)的末端；驅(qū)動(dòng)元件為第三伺服電機(jī)減速機(jī)(2-301)，第三伺服電機(jī)減速機(jī)(2-301)固定在提升支架(2-202)上，通過(guò)第三齒輪(2-303)嚙合直接傳動(dòng)；該關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)360°任意旋轉(zhuǎn)，調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，旋轉(zhuǎn)支架(2-402)水平安裝面安裝在外齒式回轉(zhuǎn)支撐架(2-302)的下部安裝面上；旋轉(zhuǎn)支架(2-402)右側(cè)的垂直安裝面通過(guò)銷(xiāo)軸(2-404)、軸承座(2-403)與多功能真空抓取系統(tǒng)聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)支架左側(cè)固定在第四伺服電機(jī)減速機(jī)(2-401)的輸出法蘭軸上，第四伺服電機(jī)減速機(jī)(2-401)固定在多功能真空抓取系統(tǒng)的吊耳上；該軸實(shí)現(xiàn)多功能抓取裝置圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸(2-4)旋轉(zhuǎn)±90° ; d.多功能真空抓取裝置(3)與第二旋轉(zhuǎn)軸(2-4)聯(lián)接，通過(guò)四個(gè)自由度組合:實(shí)現(xiàn)視覺(jué)定位裝置(4)獲取玻璃(7)的實(shí)際坐標(biāo)后調(diào)整主機(jī)(2)的位置及姿態(tài)使得多功能真空抓取裝置(3)的工具坐標(biāo)系與原點(diǎn)在玻璃中心的玻璃中心坐標(biāo)系X軸平行、Y軸重合；最終實(shí)現(xiàn)第一旋轉(zhuǎn)軸(2-3)旋轉(zhuǎn)到90°的位置，當(dāng)玻璃寬度小于長(zhǎng)度則無(wú)需旋轉(zhuǎn)； e.第二旋轉(zhuǎn)軸(2-4)旋轉(zhuǎn)84°，通過(guò)調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿態(tài)變化將玻璃(7)的水平姿態(tài)變?yōu)槎讯鈺r(shí)的與水平面成84°的夾角且長(zhǎng)邊在下的姿態(tài)，將玻璃(7)立式送入玻璃集裝架(8)； f.堆垛機(jī)械手控制系統(tǒng)采用PLC控制，機(jī)械手的四個(gè)自由度的伺服電機(jī)通過(guò)RS-232接口電路與控制系統(tǒng)PLC連接，另外RS-232接口電路還連接有顯示屏、鍵盤(pán)、機(jī)械手控制電路、視覺(jué)定位控制系統(tǒng)；其中顯示屏、鍵盤(pán)、機(jī)械手控制電路、視覺(jué)定位控制系統(tǒng)構(gòu)成智能示范盒，對(duì)不同堆垛作業(yè)方式通過(guò)智能示范盒的人機(jī)接口界面進(jìn)行選擇，所述的計(jì)算機(jī)應(yīng)用工具為 PLC 編程軟件、Halcon, Visual C++6.0。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)，其特征在于雙門(mén)型兩端懸臂結(jié)構(gòu)行走橫梁(102)吊掛在兩側(cè)門(mén)型框架(101)的吊掛支點(diǎn)上，垂直提升支架(2-202)設(shè)置在行走橫梁(102)的移動(dòng)空間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)，其特征在于垂直提升軸(2-2)采用直線導(dǎo)軌(2-204)加滑塊(2-203)導(dǎo)向替換為采用四組滾輪組架雙導(dǎo)軌導(dǎo)向。
4.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)，其特征在于第一旋轉(zhuǎn)軸(2-3)上的外齒式回轉(zhuǎn)支撐架(2-302)替換為內(nèi)齒式或擺線針輪減機(jī)，水平行走軸(2-1)和垂直提升軸(2-2)主要用于調(diào)整運(yùn)動(dòng)位置；第一旋轉(zhuǎn)軸(2-3)和第二旋轉(zhuǎn)軸(2-4)主要用于調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；四個(gè)方向的自由度組合運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)將玻璃(7)立式放入玻璃集裝架(8)內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)，其特征在于在第一旋轉(zhuǎn)軸(2-3)和第二旋轉(zhuǎn)軸(2-4)之間設(shè)有一旋轉(zhuǎn)支架(2-402);旋轉(zhuǎn)支架(2-402)上平面安裝在外齒式回轉(zhuǎn)支撐架(2-302)上，左右兩側(cè)通過(guò)軸(2-404)、軸承座(2-403)與多功能真空抓取裝置(3)聯(lián)接；第四伺服電機(jī)減速機(jī)(2-401)安裝在多功能真空抓取裝置(3)上，輸出法蘭軸安裝在旋轉(zhuǎn)支架(2-402)上。
6.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)，其特征在于機(jī)架上或抓取裝置上設(shè)有一套視覺(jué)定位裝置(4)，視覺(jué)定位裝置(4)向堆垛機(jī)提供玻璃(7)在堆垛坐標(biāo)系中的實(shí)際位置，所述的視覺(jué)定位裝置(4)包括攝像頭、光電開(kāi)關(guān)、視覺(jué)定位控制處理電路、圖像處理軟件halcon或VC++6構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的一種有關(guān)堆垛機(jī)械手的多軸橋架式玻璃在線堆垛機(jī)，其特征在于多功能真空抓取裝置與第二旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)接用于吸取玻璃，所述的抓取裝置上設(shè)有真空泵或真空發(fā)生器，所述的第二旋轉(zhuǎn)軸采用矩管加鋁型材作為骨架，吸盤(pán)裝載鋁型材上，鋁型材卡扣在矩形鋼管上，根據(jù)需求移動(dòng)，吸盤(pán)組分區(qū)控制，適應(yīng)重量100-1200kg、規(guī)格1200X900-5000X4800mm 玻璃抓取。
【文檔編號(hào)】B65G61/00GK104044924SQ201410250776
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】劉曉亮, 韓德剛, 章寅, 王川申, 孫琦, 張國(guó)金, 張榮松 申請(qǐng)人:中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司