一种物料搬运机器人的执行装置、物料搬运系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于物料搬运系统的、安装于机器人末端、直接用于夹紧和搬运物料的执行装置（4），该执行装置（4）包括：用于连接机器人末端的机器人连接件（401）；用于集成安装个执行部件的执行装置主架（402）；用于夹紧物料的活动臂（405）和活动压板（406），所述活动臂（405）和活动压板（406）受气缸一（404）驱动，活动臂（405）和活动压板（406）安装在双耳环安装座一（403）上，并可以其安装轴旋转，活动压板（405）的前端通过平面接触压紧物料；用于对夹紧的物料进行防坠保护的护勾（409）；用于对护勾（409）进行机械限位的气缸三和插销（411）等，实现对物料抓取的自适应和防坠保护。

A Material Handling Robot's Executing Device, Material Handling System and System

The invention provides an actuating device (4) for material handling system, which is installed at the end of the robot and is directly used for clamping and transporting materials. The actuating device (4) includes: a robotic connector (401) for connecting the end of the robot, an actuating device main frame (402) for integrating and installing an actuating component, a movable arm (405) for clamping materials and a movable pressure plate. (406) The movable arm (405) and the movable pressure plate (406) are driven by the cylinder 1 (404), the movable arm (405) and the movable pressure plate (406) are mounted on the double Earrings mounting seat 1 (403), and can rotate with its mounting shaft, and the front end of the movable pressure plate (405) contacts the material through a plane, and the guard hook (409) for anti-falling protection of the clamped material is used for the guard hook. (409) Carry out mechanical limit cylinder three and bolt (411) and so on to realize the self-adaption of material grabbing and fall-proof protection.

【技术实现步骤摘要】
一种物料搬运机器人的执行装置、物料搬运系统和方法
本专利技术涉及用于工业生产领域的物料搬运系统，是一种针对但不限于钛生产行业的铸坯、锻坯、板坯之类产品的物料搬运机器人的执行装置、物料搬运系统和方法。
技术介绍
现在物料搬运主要是通过4至6人配合，先将物料的一边掀起，塞入吊带，然后将物料的另一边掀起，塞入吊带，再通过人工控制行车进行搬运。存在的主要问题是：人工掀起物料的操作，导致人工劳动强度大，工作效率低。另外，在物料搬运过程中不可避免会出现物料脱落的情况，存在安全隐患。机器人自动搬运系统，是以工业机器人为平台，物料搬运系统为核心的自动化设备，通过自动化运行能有效降低工人劳动强度和减少安全隐患。在机器人自动搬运系统中，安装于机器人末端的执行装置负责夹持和搬运物料，其可靠性决定了整个系统完成搬运工作的可靠性，需要重点关注。目前常用的执行装置，存在夹持不紧、物料坠落、定位不精准等问题。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种物料搬运机器人的执行装置、物料搬运系统和方法，利用六轴伺服机器人的灵活性和定位精度带动执行装置按设定轨迹移动的同时，通过执行装置的夹紧和松开两个动作，完成对物料的搬运，实现搬运过程不需人工干预，有效降低人工劳动强度，提升生产效率，提高定位精度，缩短搬运时间等效果。本专利技术所采用的的技术方案之一是：一种物料搬运机器人的执行装置（4），主要由机器人连接件（401）、执行装置主架（402）、双耳环安装座一（403）、气缸一（404）、活动臂（405）、活动压板（406）、双耳环安装座二（407）、气缸二（408）、护勾（409）、插销安装座（410）、气缸三和插销（411）、相机护罩（412）、相机和光源（413）、测距传感器（414）、接近传感器（415）、固定压板（416）组成；是一种用于物料搬运系统的、安装于机器人末端、直接用于夹紧和搬运物料的执行装置（4）；该一种物料搬运机器人的执行装置（4），包括：用于连接机器人末端的机器人连接件（401）；用于集成安装各执行部件的执行装置主架（402）；用于夹紧物料的活动臂（405）和活动压板（406），所述活动臂（405）和活动压板（406）受气缸一（404）驱动，2套活动臂（405）、活动压板（406）和气缸一（404）左右对称地安装在执行装置主架（402）上，其中活动臂（405）安装在双耳环安装座一（403）上，并可绕其安装轴旋转，活动臂（405）的前端连接的活动压板通过平面接触压紧物料，与固定在执行装置主架（402）上后方的固定压板（416）配合，实现对物料的夹紧；相较于传统结构：活动臂（405）前端连接的活动压板（406）与固定压板（416）的相互配合，可实现抓取面的自适应，从而避免线接触。进一步地，所述一种物料搬运机器人的执行装置（4），还包括：用于对夹紧的物料进行防坠保护的护勾（409），所述护勾（409）受气缸二（408）驱动，2套护勾（409）和气缸二（408）左右对称地安装在执行装置主架（402）上，其中护勾（409）安装在双耳环安装座二（407）上，并可绕其安装轴旋转，护勾（409）的前端为勾状，安装后高度低于活动压板（406），从被夹紧的物料底端勾住物料，实现防坠保护；用于对护勾（409）进行机械限位的气缸三和插销（411），2套气缸三和插销（411）安装在插销安装座（410）上，位于左右两侧的护勾的中间，在护勾（409）勾住物料后，气缸三驱动插销插入护勾（409）的插销孔（4091），2套气缸三和插销（411）分别实现对2个护勾（409）的机械限位；气缸二（408）、护勾（409）、气缸三和插销（411），对物料进行机械限位，防止物料中途坠落，提高安全性。进一步地，所述一种物料搬运机器人的执行装置（4），还包括：用于确定物料的具体摆放位置的相机和光源（413），相机和光源（413）使用相机护罩（412）盖住保护，安装在执行装置主架（402）的后端空隙位置，执行装置主架（402）采用金属杆焊接而成，留有相机和光源（413）透过的空隙；增加相机和光源（机器视觉）确定物料的空间位置和摆放角度，从而实现执行装置抓取姿态的自适应。进一步地，所述一种物料搬运机器人的执行装置（4），还包括：用于实时反馈执行装置（4）的夹紧部位与物料之间的距离的测距传感器（414），所述测距传感器（414）安装到执行装置主架（402）上；测距传感器（414）使用激光测距传感器；增加激光测距传感器是测量即时距离，判断有无，从而防止对物料的抓空、抓漏和碰撞。进一步地，所述一种物料搬运机器人的执行装置（4），还包括：用于确认物料的夹紧状态的接近传感器（415），所述接近传感器（415）安装在固定压板（416）的预留安装孔位上，当活动压板（406）推动物料接近固定压板（416）时，接近传感器（415）检测固定压板（416）与物料的接触，反馈物料被夹紧的状态；接近传感器（415）可使用电感式接近传感器和/或电容式接近传感器；增加接近传感器判断有无，从而实现物料的抓牢。以上各部分分别通过安装到安装板上，然后使用螺钉连接等方法，连接到执行装置主架（402）上，各传感器检测和确定物料的具体位置，并将信息反馈给PLC，PLC同时控制执行各个动作，完成对物料的搬运。本专利技术采取的技术方案之二是：一种机器人物料搬运系统，包括：如上所述的执行装置（4），所述执行装置（4）安装在所述工业机器人（3）的末端，主要功能在于检测和确定物料的具体位置并反馈给PLC，同时执行各个动作，完成对物料的搬运。进一步地，所述一种机器人物料搬运系统，所述工业机器人（3）采用6轴伺服驱动工业机器人。进一步地，所述一种机器人物料搬运系统，还包括：电气控制柜（1）、气动控制柜（2）；所述电气控制柜（1）为所述一种机器人物料搬运系统的控制系统，包括工控机、PLC、控制软件，主要功能在于实现设备的功能控制，参数调整，数据统计与分析，实现PLC与生产线的通讯和信号交互；所述气动控制柜（2）主要由气动三联件、电磁阀组成，主要功能在于接收PLC信号并控制执行装置（4）上各气缸的动作。进一步地，所述一种机器人物料搬运系统，还包括：辅助装置、防护系统（8）；所述辅助装置主要由机器人底座、安置底座、托盘及辅助工装组成，主要负责固定机器人和安置物料；所述防护系统（8）主要由护栏、区域防护传感器、安全指示灯组成，主要负责为产品提供必要的安全操作区域，并防止产品对人员造成伤害。本专利技术还提供一种上述一种机器人物料搬运系统的控制系统，所述控制系统用于控制如上所述的机器人物料搬运系统的工作流程，该控制系统包括：以PLC为控制中心，接收现场检测元件的检测信号，所述PLC与现场检测元件采用硬线连接，所述现场检测元件即包括相机和光源（413）、测距传感器（414）、接近传感器（415）；PLC与KF通讯互锁信号硬线连接，KF通讯互锁信号用于采集现场设备信号，并发送控制信号给现场设备；PLC与现场工业机器人（3）通过以太网通讯，控制工业机器人（3）的动作；PLC与视觉系统、触摸屏通过232通讯连接，通过视觉系统显示工业机器人（3）执行物料搬运工作的状况，通过触摸屏实现人机交互、应急处理等功能。本专利技术的技术方案之三是：一种机器人物料搬运方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物料搬运机器人的执行装置（4），其特征在于，包括：用于连接机器人末端的机器人连接件（401）；用于集成安装各执行部件的执行装置主架（402）；用于夹紧物料的活动臂（405）和活动压板（406），所述活动臂（405）和活动压板（406）受气缸一（404）驱动，2套活动臂（405）、活动压板（406）和气缸一（404）左右对称地安装在执行装置主架（402）上，其中活动臂（405）安装在双耳环安装座一（403）上，并可绕其安装轴旋转，活动臂（405）的前端连接的活动压板通过平面接触压紧物料，与固定在执行装置主架（402）上后方的固定压板（416）配合，实现对物料的夹紧；用于对夹紧的物料进行防坠保护的护勾（409），所述护勾（409）受气缸二（408）驱动，2套护勾（409）和气缸二（408）左右对称地安装在执行装置主架（402）上，其中护勾（409）安装在双耳环安装座二（407）上，并可绕其安装轴旋转，护勾（409）的前端为勾状，安装后高度低于活动压板（406），从被夹紧的物料底端勾住物料，实现防坠保护；用于对护勾（409）进行机械限位的气缸三和插销（411），2套气缸三和插销（411）安装在插销安装座（410）上，位于左右两侧的护勾的中间，在护勾（409）勾住物料后，气缸三驱动插销插入护勾（409）的插销孔（4091），2套气缸三和插销（411）分别实现对2个护勾（409）的机械限位。...

【技术特征摘要】
1.一种物料搬运机器人的执行装置（4），其特征在于，包括：用于连接机器人末端的机器人连接件（401）；用于集成安装各执行部件的执行装置主架（402）；用于夹紧物料的活动臂（405）和活动压板（406），所述活动臂（405）和活动压板（406）受气缸一（404）驱动，2套活动臂（405）、活动压板（406）和气缸一（404）左右对称地安装在执行装置主架（402）上，其中活动臂（405）安装在双耳环安装座一（403）上，并可绕其安装轴旋转，活动臂（405）的前端连接的活动压板通过平面接触压紧物料，与固定在执行装置主架（402）上后方的固定压板（416）配合，实现对物料的夹紧；用于对夹紧的物料进行防坠保护的护勾（409），所述护勾（409）受气缸二（408）驱动，2套护勾（409）和气缸二（408）左右对称地安装在执行装置主架（402）上，其中护勾（409）安装在双耳环安装座二（407）上，并可绕其安装轴旋转，护勾（409）的前端为勾状，安装后高度低于活动压板（406），从被夹紧的物料底端勾住物料，实现防坠保护；用于对护勾（409）进行机械限位的气缸三和插销（411），2套气缸三和插销（411）安装在插销安装座（410）上，位于左右两侧的护勾的中间，在护勾（409）勾住物料后，气缸三驱动插销插入护勾（409）的插销孔（4091），2套气缸三和插销（411）分别实现对2个护勾（409）的机械限位。2.根据权利要求1所述一种物料搬运机器人的执行装置（4），其特征在于，还包括：用于确认物料的夹紧状态的接近传感器（415），所述接近传感器（415）安装在固定压板（416）的预留安装孔位上，当活动压板（406）推动物料接近固定压板（416）时，接近传感器（415）检测固定压板（416）与物料的接触，反馈物料被夹紧的状态。3.根据权利要求2所述一种物料搬运机器人的执行装置（4），其特征在于，所述接近传感器（415）可使用电感式接近传感器和/或电容式接近传感器。4.根据权利要求1~3任一所述一种物料搬运机器人的执行装置（4），其特征在于，还包括：用于确定物料的具体摆放位置的相机和光源（413），相机和光源（413）使用相机护罩（412）盖住保护，安装在执行装置主架（402）的后端空隙位置；用于实时反馈执行装置（4）的夹紧部位与物料之间的距离的测距传感器（414），所述测距传感器（414）安装到执行装置主架（402）上。5.根据权利要求4所述一种物料搬运机器人的执行装置（4），其特征在于，所述执行装置主架（402）采用金属杆焊接而成，所述测距传感器（414）使用激光测距传感器。6.一种机器人物料搬运系统，包括：权利要求1~5任一所述的执行装置（4），所述执行装置（4）安装在工业机器人（3）的末端。7.根据权利要求6所述一种机器人物料搬运系统，其特征在于，还包括：电气控制柜（1）、气动控制柜（2）、工业机器人（3）、辅助装置、防护系统（8）；所述电气控制柜（1）为所述一种机器人物料搬运系统的控制系统，包括工控机、PLC、控制软件，主要功能在于实现设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈广文，
申请(专利权)人：湖南睿翼达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43