一种工业托盘的搬运与精确定位机组制造技术

本发明专利技术属于工业自动化装配及物流生产线技术领域，特别涉及一种工业托盘的搬运与精确定位机组。包括工作平台；托盘；托盘定位机构，用于准确定位托盘的姿态和位置；托盘压紧机构，用于对托盘压紧固定；传感器读取装置，用于识别托盘上的存储元件，读取并记录托盘及其携带物料的信息；六自由度机器人，用于携带工装完成移载和加工任务；托盘抓取机构，用于抓取和搬运托盘；视觉检测装置，用于拍摄工作区域照片，并实时传输给控制系统以分析工作状态；加工设备，用于完成涂胶、装配、打磨、喷码等一系列加工任务。本发明专利技术能够搬运托盘并进行精确定位和压紧固定，达到较高的精度以满足自动化装配的要求，确保装配和加工流程的一致性。

An Industrial Pallet Handling and Accurate Positioning Unit

The invention belongs to the technical field of industrial automatic assembly and logistics production line, in particular to an industrial pallet handling and accurate positioning unit. Including working platform; pallet; pallet positioning mechanism, used to accurately locate the attitude and position of the pallet; pallet compaction mechanism, used to compact and fix the pallet; sensor reading device, used to identify the storage elements on the pallet, read and record the information of the pallet and its carrying materials; six-degree-of-freedom robot, used to carry the tooling to complete the loading and processing tasks; The structure is used for grabbing and carrying pallets; the visual inspection device is used for taking photos of the working area and transmitting them to the control system in real time to analyze the working state; and the processing equipment is used for finishing a series of processing tasks such as gluing, assembling, polishing and spraying codes. The invention can carry pallets and precisely locate and press and fix them so as to achieve high accuracy to meet the requirements of automatic assembly and ensure the consistency of assembly and processing processes.

【技术实现步骤摘要】
一种工业托盘的搬运与精确定位机组
本专利技术属于工业机器人自动装配生产线的应用
，特别涉及一种工业托盘的搬运与精确定位机组。技术背景在自动装配生产线中，普遍采用托盘作为小型物料的载体进行搬运和配送。工业机器人的定位精度较高，适合进行机械化重复作业，同时也对托盘的定位精度提出了较高要求。若托盘的定位精度不理想，则容易发生机器人摩擦碰撞、漏抓错抓等问题，降低产品的合格率和一致性，甚至影响整个自动装配生产线的运行。因此，迫切需要一种适合自动搬运托盘并且提升定位精度的解决方案。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种工业托盘的搬运与精确定位机组，以解决现有托盘定位机构存在的定位精度不足，可重复率不高的问题，本专利技术适合工业机器人搬运托盘并且提高定位精度，以满足自动化装配线连续运行对托盘精确定位的要求。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种工业托盘的搬运与精确定位机组，包括：工作平台；托盘，设置于工作平台上，用于承载物料并对物料进行定位；托盘定位机构，设置于工作平台上，用于准确定位托盘的姿态和位置；托盘压紧机构设置于工作平台上，且位于托盘定位机构的一角，用于将定位后的托盘压紧固定；传感器读取装置设置于工作平台上，且位于托盘定位机构的一侧，用于识别托盘上的存储元件，读取并记录托盘及其携带物料的信息；六自由度机器人设置于工作平台上，其执行末端设有用于抓取和搬运托盘的托盘抓取机构；视觉检测装置设置于托盘抓取机构上，用于拍摄工作区域照片，并实时传输给控制系统以分析工作状态；加工设备设置于托盘抓取机构上，用于完成对物料的加工任务。所述托盘包括托盘框架、吸盘铁片、定位销和RFID存储片，其中定位销设置于所述托盘框架的上表面，用于对物料进行定位，所述托盘框架的四角均设有便于电磁铁吸引并抓取的吸盘铁片。所述RFID存储片设置于所述托盘框架边沿设有的呈斜角的支座上，用于记录每个托盘及其携带物料的信息。所述托盘定位机构包括底座、限位块及万向球，其中底座的四条边均安装有限位块，相邻两个限位块之间为直角，所述底座的四角处设有四个等高的万向球，与托盘底面之间为多点接触，使托盘保持水平姿态，并且托盘可以在水平方向上自由移动。所述托盘压紧机构包括气缸和压紧板组件，其中气缸固定在工作平台上，且输出端与压紧板组件连接，所述压紧板组件通过气缸的驱动侧向压紧所述托盘。所述压紧板组件包括轴承座固定板、轴承座和深沟球轴承，其中轴承座固定板为直角结构、且两个直角边框上通过轴承座安装有深沟球轴承，利用两个深沟球轴承压紧所述托盘。所述轴承座与所述轴承座固定板之间的相对位置可调整。所述传感器读取装置包含RFID读写头和用于安装RFID读写头的读写头支架，所述RFID读写头用于识别所述托盘上的RFID存储片，读取并记录托盘及其携带物料的信息。所述托盘抓取机构包括法兰连接板和电磁铁，所述法兰连接板的四角上分别弹性连接有四块电磁铁，四块电磁铁分别对应所述托盘上四块吸盘铁片的位置，所述电磁铁通电时吸附并抓取托盘，断电后松开并放下托盘。所述加工设备包括打磨机构和喷码机构，所述打磨机构用于对物料进行打磨作业，所述喷码机构用于对物料进行喷码作业。本专利技术的优点及有益效果是：1.本专利技术利用工业机器人搬运托盘，进行精确定位并压紧固定，从而满足自动装配生产线的要求，确保装配和加工流程的一致性。2.本专利技术分别采用电磁铁和气缸完成抓取和压紧操作，结构得到优化，性能稳定可靠且成本相对较低。3.本专利技术通过合理地设计结构，将多种功能的模块集成在机器人末端，扩展了系统功能并增加了灵活性。4.本专利技术可以在不借助操作人员手动参与的情况下完成一系列任务，实现了高精度和高自动化程度。附图说明图1为本专利技术的轴测图；图2为图1的主视图；图3为图1的俯视图；图4为本专利技术中托盘部分的轴测图；图5为图4的俯视图。图中：1为工作平台，2为托盘，3为托盘定位机构，4为托盘压紧机构，5为传感器读取装置，6为六自由度机器人，7为托盘抓取机构，8为视觉检测装置，9为加工设备，10为吸盘铁片，11为RFID存储片，12为托盘限位块，13为轴承座固定板，14为深沟球轴承，15为气缸，16为RFID读写头，17为读写头支架。具体实施方式为了使本专利技术的功能特性、设计方案和技术优点更加清晰，下面结合附图和具体实例对本专利技术进行详细描述。如图1-3所示，本专利技术提供的一种面向工业自动化装配的精确定位机组，包括工作平台1和托盘2，及设置于平台上的托盘定位机构3、托盘压紧机构4、传感器读取装置5、六自由度机器人6、视觉检测装置8以及设置于六自由度机器人6执行末端的托盘抓取机构7和加工设备9，其中托盘2用于承载物料并对物料进行定位；托盘定位机构3用于准确定位托盘2的姿态和位置；托盘压紧机构4用于将精确定位后的托盘2压紧固定；传感器读取装置5用于识别托盘2上的存储元件，读取并记录托盘及其携带物料的信息；六自由度机器人6用于将托盘2在工作平台和AGV(AutomatedGuidedVehicle，自动导引运输车)等载体之间移动，其执行末端的托盘抓取机构7用于抓取和搬运托盘2；视觉检测装置8设置于托盘抓取机构7上，用于拍摄工作区域照片，并实时传输给控制系统以分析工作状态；加工设备9设置于托盘抓取机构7上，用于完成物料的涂胶、装配、打磨、喷码等一系列加工任务。工作平台1使用工业铝型材搭建整体框架，其高度便于人员调试和运行维护。底部四角的脚轮连接板上分别安装脚轮，可以手动调节脚轮使其锁紧固定在地面上，并通过调整四个角的高度保持平台水平。工作平台1内部用于存放机器人控制器和电气模块等，外侧为对开门和气动安装板，后者用于安装气动三联件、电磁阀和急停按钮等。工作平台1的上部为整块加工的铝制工作台板，用于安装工业机器人和精确定位托盘所需各个机构，其上各个安装孔之间的相对位置须达到较高的定位精度，同时增加走线孔以便于机器人电源线、气动元件气管以及传感器信号线等穿过。如图4-5所示，托盘2包括托盘框架、吸盘铁片10、定位销和RFID存储片11，其中定位销设置于托盘框架的上表面用于对物料进行精确定位，托盘框架的四角均设有便于电磁铁吸引并抓取的吸盘铁片10，RFID存储片11设置于托盘框架边沿设有的呈斜角的支座上，用于记录每个托盘2及其携带物料的信息。RFID(RadioFrequencyIdentification)为射频识别。托盘2采用长方形的铝制框架，可针对不同形式的物料进行定制。根据载荷对托盘2进行挖孔减重，在确保强度和刚度的前提下减轻托盘2的重量。在电磁铁吸引铁片并抓取时，铝制的托盘本体不会受到磁力作用。托盘定位机构3包括底座、限位块12及万向球，其中底座的四条边均安装有限位块12，限位块12与底座之间为销钉加螺钉的精确定位连接，相邻两个限位块12之间为直角。底座的四角处设有四个等高的万向球，与托盘2底面之间为多点接触，使托盘2保持水平姿态，并且托盘2可以在水平方向上自由移动。底座上有贯穿的螺纹孔，并在对应位置的工作台板上加工通孔，用于安装接近开关传感器；当托盘2放置完成后，接近开关传感器检测到金属就会生成到位信号并返回给控制系统。托盘压紧机构4包括气缸15和压紧板组件，其中气缸15固定在工作平台1上，且输出端与压紧板组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业托盘的搬运与精确定位机组，其特征在于，包括：工作平台(1)；托盘(2)，设置于工作平台(1)上，用于承载物料并对物料进行定位；托盘定位机构(3)，设置于工作平台(1)上，用于准确定位托盘(2)的姿态和位置；托盘压紧机构(3)设置于工作平台(1)上，且位于托盘定位机构(3)的一角，用于将定位后的托盘(2)压紧固定；传感器读取装置(5)设置于工作平台(1)上，且位于托盘定位机构(3)的一侧，用于识别托盘(2)上的存储元件，读取并记录托盘(2)及其携带物料的信息；六自由度机器人(6)设置于工作平台(1)上，其执行末端设有用于抓取和搬运托盘(2)的托盘抓取机构(7)；视觉检测装置(8)设置于托盘抓取机构(7)上，用于拍摄工作区域照片，并实时传输给控制系统以分析工作状态；加工设备(9)设置于托盘抓取机构(7)上，用于完成对物料的加工任务。

【技术特征摘要】
1.一种工业托盘的搬运与精确定位机组，其特征在于，包括：工作平台(1)；托盘(2)，设置于工作平台(1)上，用于承载物料并对物料进行定位；托盘定位机构(3)，设置于工作平台(1)上，用于准确定位托盘(2)的姿态和位置；托盘压紧机构(3)设置于工作平台(1)上，且位于托盘定位机构(3)的一角，用于将定位后的托盘(2)压紧固定；传感器读取装置(5)设置于工作平台(1)上，且位于托盘定位机构(3)的一侧，用于识别托盘(2)上的存储元件，读取并记录托盘(2)及其携带物料的信息；六自由度机器人(6)设置于工作平台(1)上，其执行末端设有用于抓取和搬运托盘(2)的托盘抓取机构(7)；视觉检测装置(8)设置于托盘抓取机构(7)上，用于拍摄工作区域照片，并实时传输给控制系统以分析工作状态；加工设备(9)设置于托盘抓取机构(7)上，用于完成对物料的加工任务。2.根据权利要求1所述的工业托盘的搬运与精确定位机组，其特征在于，所述托盘(2)包括托盘框架、吸盘铁片(10)、定位销和RFID存储片(11)，其中定位销设置于所述托盘框架的上表面，用于对物料进行定位，所述托盘框架的四角均设有便于电磁铁吸引并抓取的吸盘铁片(10)。3.根据权利要求2所述的工业托盘的搬运与精确定位机组，其特征在于，所述RFID存储片(11)设置于所述托盘框架边沿设有的呈斜角的支座上，用于记录每个托盘(2)及其携带物料的信息。4.根据权利要求1所述的工业托盘的搬运与精确定位机组，其特征在于，所述托盘定位机构(3)包括底座、限位块(12)及万向球，其中底座的四条边均安装有限位块(12)，相邻两个限位块(12)之间为直角，所述底座的四角处设有四个等高的万向球，与托盘(2)底面之间为多点接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘意杨，邢韵，白洪飞，姜奂成，魏斌，张瑞峰，薛红根，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21