一種程控工業機器人的製作方法

2023-06-27 12:36:06 2

本發明涉及一種機器人，尤其是涉及一種程控搬運工業機器人。

背景技術：

背景技術

隨著科技的發展，機器人越來越多得應用了工業自動化生產領域。當前已有的利用工業機器人技術進行作業的工藝和裝置有很多種：在加工品的生產線等上使機器人進行由人進行的對於被加工品的預定的加工作業，從而實現生產線的效率化。

在使用了機器人、尤其產業用機器人的生產系統中，將機器人用於工件的抓持、搬運等操作。在這樣的機器人的用途中，工件拾取系統用於從雜亂放置在存放箱內或集裝架上的狀態的工件中進行各工件取出，工件拾取系統通過用二維測量儀器或三維測量儀器測量工件的每個位置來確 定下一個待被夾持的工件並且指示多軸機器人夾持被確定的工件。接著，多軸機器人將被夾持的工件傳送到傳送裝置上，通過沿著傳送裝置設置的每個工作站中的工業機器人等執行預定工作。

現有技術中，大多數流水線機器人都使用這樣操作的工業機器人系統。在常規技術中，當基於託盤上所裝載的工件的圖像無法檢測到要被取出的工件時，需要進行重排操作從而形成能夠被取出的工件。現有的重排操作通過是通過重新搖動存放箱或者將直接將機械手伸入存放箱撥動工件，從而改變工件的排列，繼續進行後續的工件搬運工作，如201210154170.6，201610000083.3等發明中所描述的。

但是，現有的解決方案中，重新搖動存放箱是對存放箱內所有工件的重排，而實際上需要重排的可能僅是位於存放箱上層的工件。而將機械手伸入存放箱中，由於不同情況下工件的組合各不相同，無法確定明確的機械手路徑，從而可能導致機械手可能觸碰到存放箱或者使工件相互作用導致工件損傷。

技術實現要素：

本發明提供了一種改進的程控搬運工業機器人系統，通過改進該系統中工件的重排方式，解決現有技術的上述問題。

作為本發明的一個方面，提供了一種程控機器人系統，包括：工件存儲部，用於放置需要搬運的工件；圖像傳感器，用於採集工件存儲部的工件圖像；目標選擇部，其基於採集的圖像確定要從工件存儲部中取出的工件；機器人臂，用於搬運所述目標選擇部確定的工件；工件目標部，用於接收所述機器人臂搬運的工件；所述機器人臂頂端設置夾持裝置，所述夾持裝置包括基臺以及設置於基臺上的一對指狀構件，能夠通過改變所述指狀構件之間的距離而夾持工件；存儲部確定部，其能夠確定工件存儲部內是否工件；控制器，其控制所述機器人系統各元件的運作；所述基臺內還設置收縮軌道，所述指狀構件能夠沿所述收縮軌道收縮回到所述基臺內；所述基臺兩側設置電磁鐵組件；當所述目標選擇部確定工件存儲部內不存在能夠取出的工件時，觸發所述存儲部確定部確定工件存儲部內是否存在工件；當所述存儲部確定部確定工件存儲部內存在工件時，所述控制器觸發所述指狀構件收縮回所述基臺內，同時將所述電磁鐵組件通電，從而能夠吸附所述工件存儲部內的元件；在所述電磁鐵組件吸附所述工件存儲部內的元件後，所述控制器將所述電磁鐵組件斷電，使所述元件返回所述工件儲存部內。

優選的，所述工件的至少一部分包括磁性材料。

優選的，所述存儲部確定部包括重量傳感器，其通過將檢測到的工件存儲部的實時重量與工件存儲部的空載重量比較，從而判斷所述工件存儲部內是否存在工件。

優選的，所述電磁鐵組件包括上部的電磁鐵和下部的導磁體。

優選的，所述工件目標部為流水線或者傳送裝置。

優選的。所述電磁鐵組件以第一電流通電後，所述存儲部確定部根據所述重量傳感器檢測的重量判斷是否有工件被吸附到所述電磁鐵組件上，如果沒有工件被吸附到所述電磁鐵組件上，所述控制器控制所述電磁鐵組件的通電電流增大到第二電流，在第二電流時存在工件被吸附到所述電磁鐵組件上。

優選的，在電磁鐵組件上吸附工件後，所述圖像傳感器採集所述吸附工件的圖像，所述控制器根據所採集的圖像判斷是否存在豎直吸附於所述電磁鐵組件的工件；如果存在豎直吸附於所述電磁鐵組件的工件，所述控制器控制所述電磁鐵組件的通電電流增加到第三電流，在所述第三電流時所述豎直吸附於所述電磁鐵組件的工件被水平吸附到所述電磁鐵組件上。

可選的，所述電磁鐵包括第一電磁鐵和第二電磁鐵，其分別設置於所述基臺兩側；所述控制器能夠控制所述第一電磁鐵和第二電磁鐵的通電電流。

優選的，還包括高度確定部，通過高度確定部能夠確定所述工件存儲部內不同位置的工件高度；所述控制器在給電磁鐵通電時，給所述第一電磁鐵和所述第二電磁鐵中距離工件最高高度最近的電磁鐵通電。

優選的，所述高度確定部包括超聲傳感器，通過對於向工件存儲部發射的超聲波的反射的測量，確定工件存儲部內不同位置的工件高度。

可選的，所述圖像傳感器能夠以與豎直面大於30度夾角的角度獲取所述工件存儲部的圖像信息，所述高度確定部通過所獲取的圖像信息確定工件存儲部內不同位置的工件高度。

作為本發明的另外一個方面，提供了一種程控機器人系統，包括：工件存儲部，用於放置需要搬運的工件；圖像傳感器，用於採集工件存儲部的工件圖像；目標選擇部，其基於採集的圖像確定要從工件存儲部中取出的工件；機器人臂，用於搬運所述目標選擇部確定的工件；工件目標部，用於接收所述機器人臂搬運的工件；所述機器人臂頂端設置夾持裝置，所述夾持裝置包括基臺以及設置於基臺上的一對指狀構件，能夠通過改變所述指狀構件之間的距離而夾持工件；其中在所述目標選擇部確定工件存儲部內不存在能夠取出的工件時，通過所述機器人臂重排所述工件存儲部內的工件。

附圖說明

圖1是本發明實施例機器人系統的結構圖。

圖2是本發明實施例機器人系統的機器人臂頂端的縱截面視圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將使用實施例對本發明進行簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的僅僅是本發明的一個實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些實施例獲取其他的技術方案，也屬於本發明的公開範圍。

本發明實施例的程控機器人系統，如圖1和圖2所示，包括工件存儲部1，機器人臂2，工件目標部（未示出），圖像傳感器3，目標選擇部4，存儲部確定部5，控制器6。工件存儲部1用於放置需要搬運的工件，其可以是容器或者是平臺。工件存儲部1中放置的工件，工件至少一部分包括磁性材料，該磁性材料可以是鐵、鎳、鈷等。

機器人臂2用於將工件從工件存儲部1轉移到工件目標部，從而能夠對於工件進行後續的操作。工件目標部可以是流水線或者傳送裝置。圖像傳感器3用於採集工件存儲部1內的工件圖像，其可以設置在機器人臂2上。優選的，圖像傳感器3的高度和角度是可調的。圖像傳感器3可以是CCD相機或者CMOS相機。目標選擇部4，基於圖像傳感器3採集的圖像檢測允許從工件存儲部1取出的工件。而且，當檢測到允許被取出的工件時，機器人系統指示機器人臂2取出工件，以將工件轉移到工件目標部。

機器人臂2的頂端設置夾持裝置，該夾持裝置包括基臺21以及設置於基臺21上的一對指狀構件22。在目標選擇部4檢測到運行被取出的工件時，機器人系統生成機器人臂2的動作信號，機器人臂2根據動作信號伸入工件存儲部1中，通過改變指狀構件22之間的距離而夾持工件。

機器人臂2的基臺21內設置有收縮軌道，指狀構件22能夠沿該收縮軌道收縮回到基臺21內；基臺21的兩側設置電磁鐵組件23。電磁鐵組件23包括上部的電磁鐵和下部的導磁體232。

存儲部確定部5，其能夠確定工件存儲部1內是否存在工件。可以在工件存儲部1的底部設置重量傳感器，存儲部確定部5將重量傳感器檢測到的工件存儲部1的實時重量與工件存儲部1的空載重量比較，從而判斷工件存儲部1內是否存在工件。

控制器6用於控制所述機器人系統各元件的運作。當目標選擇部4基於圖像傳感器3採集的圖像，確定工件存儲部1內不存在能夠取出的工件時，控制器6觸發存儲部確定部5確定工件存儲部1內是否存在工件。當存儲部確定部5確定工件存儲部1內存在工件時，控制器6觸發機器人臂2的指狀構件22收縮回基臺21內，同時將電磁鐵組件23通電，從而能夠吸附工件存儲部1內的元件。存儲部確定部5可以通過重量傳感器實時檢測的重量，判斷是否有工件被吸附到電磁鐵組件23上。如果電磁鐵組件23以第一電流通電後，存儲部確定部5確定沒有工件被吸附到電磁鐵組件23上，控制器6控制電磁鐵組件23的通電電流增大到第二電流，在第二電流時存在工件被吸附到電磁鐵組件23上。優選的，在第二電流時，多於一個工件被吸附到電磁鐵組件23上。

在電磁鐵組件23上吸附工件後，可以通過圖像傳感器採集吸附工件的圖像，控制器6根據所採集的圖像判斷是否存在豎直吸附於電磁鐵組件23的工件；如果存在豎直吸附於電磁鐵組件23的工件，控制器控6制電磁鐵組件23的通電電流增加到第三電流，在所述第三電流時該豎直吸附於所述電磁鐵組件的工件被水平吸附到電磁鐵組件23上。在電磁鐵組件23吸附工件存儲部1內的元件後，控制器6將電磁鐵組件23斷電，使吸附的元件返回工件儲存部1內。

優選的，如圖2所示，電磁鐵可以包括第一電磁鐵231和第二電磁鐵233，其分別設置於基臺21兩側，控制器6能夠控制第一電磁鐵231和第二電磁鐵233的通電電流。可以通過高度確定部確定工件存儲部1內不同位置的工件高度；控制器6在給電磁鐵221通電時，給第一電磁鐵2211和第二電磁鐵2212中距離工件最高高度最近的電磁鐵通電。

優選的，高度確定部可以包括超聲傳感器，通過對於向工件存儲部1發射的超聲波的反射的測量，確定工件存儲部1內不同位置的工件高度。可選的，圖像傳感器3能夠以與豎直面大於30度夾角的角度獲取工件存儲部1的圖像信息，高度確定部通過所獲取的圖像信息確定工件存儲部1內不同位置的工件高度。

在本發明提及的所有文獻都在本申請中引用參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本發明的上述公開內容之後，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，在不脫離本發明原理前提下，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。