【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能料卷装卸、视觉检测，具体涉及一种用于装卸料卷的系统及其末端工装。
技术介绍
1、在纱布生产的过程中，纱线料卷会放置于框架上，在纱线耗尽后就需要更换新的料卷，由于料卷无法用标准夹具装卸，因此目前的上下料需要人工手动搬运，并且需要人工检查并连接两个料卷的纱线。在该应用场景中，由于料卷数量多，且自重较大，手动拆卸极为不便，人工搬运效率非常低，人工检查工作量大。
技术实现思路
1、为解决现有技术的不足，实现纱线料卷自动、高效搬运的目的，本专利技术采用如下的技术方案：
2、一种用于装卸料卷的末端工装，包括视觉模块、固定机构和横向夹具，所述固定机构上设置一组横向夹具，固定机构的一侧设有视觉模块，横向夹具包括气缸和夹臂，基于视觉模块检测料卷状态，根据料件状态触发控制信号，使气缸驱动夹臂夹取料卷，以进行料卷的装卸。
3、进一步地，所述一组横向夹具至少有两个以上，并列排布于固定机构上，为了提高装卸效率，可以在第一轮装卸过程中，预留至少一个横向夹具用于卸下空料卷，剩余横向夹具将夹持的满料卷进行安装并卸下其他空料卷，从而使一组横向夹具能够满载空料卷而归，在后续轮装卸过程中，一组横向夹具满载满料卷进行装卸。
4、进一步地，所述一组横向夹具自左向右包括依次并列排布的至少两个第一横向夹具和至少一个第二横向夹具，第一横向夹具包括由气缸驱动的一对夹臂，第二横向夹具包括由气缸驱动的一根夹臂，第一横向夹具的一对夹臂之间、相邻第一横向夹具的夹臂之间、相邻第一、第二横
5、进一步地，所述最左侧第一横向夹具的左夹臂伸入料卷卷筒，右夹臂在料卷右侧外沿，通过向内夹持，对料卷进行夹取；所述第二横向夹具的左夹臂在料卷左侧外沿，右夹臂伸入料卷卷筒，通过向内夹持，对料卷进行夹取，相较于从料卷两侧外沿进行夹持，可以减少横向排布的总长度。
6、进一步地，所述固定机构为多变形结构和/或以中心点向外的多分支结构，并为其设置相应数量的横向夹具，由于大多料卷框架是以矩阵式排列的，在固定板上并排设置横向夹具时，由于框架上的料卷间隙较小，装卸过程中，固定板上其他的料卷容易与料卷框架上的其他料卷发生碰撞，通过多边形或多分支结构，能够尽量减小一组横向夹具所占的空间。
7、进一步地，所述固定机构为以中心点向外的三条分支结构，其中两条分支相撇和形成一条直线，第三条分支垂直于该直线，该结构能够更好的与矩阵式的料卷框架相配合，当装卸其中一个料卷时，其余料卷能够在料卷框架的料卷空隙之间，并且，横向夹具之间通过夹臂的配合设置，还能起到三个料卷中再夹持一个空料卷的作用。
8、一种用于装卸料卷的系统，包括向导装置及设置于向导装置上的工业机器人、控制模块和末端工装，所述末端工装为所述的一种用于装卸料卷的末端工装，所述工业机器人包括控制阀组，固定机构与工业机器人末端连接，横向夹具与控制阀组气路连接，控制模块分别与视觉模块和控制阀组连接，根据料卷状态对控制阀组进行控制；
9、所述向导装置，基于获取的料卷框架位置，移动到相应工作区域，系统提供权限可进行快速修改位置参数，系统也可以根据历史数据进行调整，获取料卷框架的准确位置；
10、所述工业机器人，基于获取的料卷位置，移动末端工装至相应装卸位置，系统提供权限可进行快速修改位置参数，系统也可以根据历史数据进行调整，获取料卷的准确位置。
11、进一步地，所述系统还包括与视觉模块连接的安全模块，安全模块通过其重量传感器获取末端工装的负载重量，并结合视觉模块的图像数据，判断料卷是否安装到位，当料卷掉落时，视觉模块可以捕捉到掉落过程，若由于角度关系未捕捉到，也可以基于料卷框架上是否有安装好的料卷，以及重量传感器采集的负载重量，来确认料卷是否安装到位。
12、进一步地，所述控制模块包括控制面板，控制面板上设有启动按钮、停止按钮、急停开关、控制手柄和可视化界面，启动按钮用于系统启动及运行，停止按钮用于停止系统运行，急停开关用于紧急制动，保证设备及人员安全，控制手柄用于手动调整和/或遥控料卷装卸，由于手动模式通常可以进行精细调整，其提供的装卸数据较为精准，可以作为历史数据提供系统进行自动装卸使用，可视化界面用于显示系统信息以及基于安全块触发的报警信息。
13、进一步地，所述系统通过视觉模块对料卷进行检测，检测包括纱线连接情况、料卷用量，并做出相应提示，系统基于检测的料卷用量、料卷更换时间，计算下次更换料卷的时间，并进行料卷的装卸。
14、本专利技术的优势和有益效果在于：
15、本专利技术的一种用于装卸料卷的系统及其末端工装，通过末端工装的视觉模块进行检测，对需要更换的料卷，通过横向夹具对料卷进行快速抓取并替换，解决了人工搬运料卷效率低、装卸困难的问题，提高了生产效率，通过与末端工装配合设置的工业机器人、自动导向小车对夹取的料卷进行多自由度移动，提升了灵活性和全自动化程度，通过视觉模块和重量传感器的配合设置，实现了监测防坠落、空料检测、断线检测等功能，保障了生产安全。
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1.一种用于装卸料卷的末端工装，包括视觉模块（11）、固定机构和横向夹具，其特征在于：所述固定机构上设置一组横向夹具，固定机构的一侧设有视觉模块（11），横向夹具包括气缸（9）和夹臂（8），基于视觉模块（11）检测料卷（2）状态，根据料件状态触发控制信号，使气缸（9）驱动夹臂（8）夹取料卷（2），以进行料卷（2）的装卸。
2.根据权利要求1所述的一种用于装卸料卷的末端工装，其特征在于：所述一组横向夹具至少有两个以上，并列排布于固定机构上，在第一轮装卸过程中，预留至少一个横向夹具用于卸下空料卷，剩余横向夹具将夹持的满料卷进行安装并卸下其他空料卷，在后续轮装卸过程中，一组横向夹具满载满料卷进行装卸。
3.根据权利要求1所述的一种用于装卸料卷的末端工装，其特征在于：所述一组横向夹具自左向右包括依次并列排布的至少两个第一横向夹具（13）和至少一个第二横向夹具（12），第一横向夹具（13）包括由气缸（9）驱动的一对夹臂，第二横向夹具（12）包括由气缸（9）驱动的一根夹臂，第一横向夹具（13）的一对夹臂之间、相邻第一横向夹具（13）的夹臂之间、相邻第一、第二横向夹具（
4.根据权利要求3所述的一种用于装卸料卷的末端工装，其特征在于：所述最左侧第一横向夹具的左夹臂伸入料卷卷筒，右夹臂在料卷右侧外沿，通过向内夹持，对料卷（2）进行夹取；所述第二横向夹具（12）的左夹臂在料卷左侧外沿，右夹臂伸入料卷卷筒，通过向内夹持，对料卷（2）进行夹取。
5.根据权利要求1所述的一种用于装卸料卷的末端工装，其特征在于：所述固定机构为多变形结构和/或以中心点向外的多分支结构，并为其设置相应数量的横向夹具。
6.根据权利要求5所述的一种用于装卸料卷的末端工装，其特征在于：所述固定机构为以中心点向外的三条分支结构，其中两条分支相撇和形成一条直线，第三条分支垂直于该直线。
7.一种用于装卸料卷的系统，包括向导装置及设置于向导装置上的工业机器人（6）、控制模块（3）和末端工装（7），其特征在于：所述末端工装（7）为权利要求1所述的一种用于装卸料卷的末端工装，所述工业机器人（6）包括控制阀组，固定机构与工业机器人（6）末端连接，横向夹具与控制阀组气路连接，控制模块（3）分别与视觉模块（11）和控制阀组连接，根据料卷状态对控制阀组进行控制；
8.根据权利要求7所述的一种用于装卸料卷的系统，其特征在于：所述系统还包括与视觉模块（11）连接的安全模块，安全模块通过其重量传感器（5）获取末端工装（7）的负载重量，并结合视觉模块（11）的图像数据，判断料卷（2）是否安装到位。
9.根据权利要求8所述的一种用于装卸料卷的系统，其特征在于：所述控制模块（3），包括控制面板，控制面板上设有启动按钮、停止按钮、急停开关、控制手柄和可视化界面，启动按钮用于系统启动及运行，停止按钮用于停止系统运行，急停开关用于紧急制动，控制手柄用于手动调整和/或遥控料卷（2）装卸，可视化界面用于显示系统信息以及基于安全块触发的报警信息。
10.根据权利要求7所述的一种用于装卸料卷的系统，其特征在于：所述系统通过视觉模块（11）对料卷（2）进行检测，检测包括纱线连接情况、料卷用量，并做出相应提示，系统基于检测的料卷用量、料卷更换时间，计算下次更换料卷的时间，并进行料卷（2）的装卸。
...【技术特征摘要】
1.一种用于装卸料卷的末端工装，包括视觉模块（11）、固定机构和横向夹具，其特征在于：所述固定机构上设置一组横向夹具，固定机构的一侧设有视觉模块（11），横向夹具包括气缸（9）和夹臂（8），基于视觉模块（11）检测料卷（2）状态，根据料件状态触发控制信号，使气缸（9）驱动夹臂（8）夹取料卷（2），以进行料卷（2）的装卸。
2.根据权利要求1所述的一种用于装卸料卷的末端工装，其特征在于：所述一组横向夹具至少有两个以上，并列排布于固定机构上，在第一轮装卸过程中，预留至少一个横向夹具用于卸下空料卷，剩余横向夹具将夹持的满料卷进行安装并卸下其他空料卷，在后续轮装卸过程中，一组横向夹具满载满料卷进行装卸。
3.根据权利要求1所述的一种用于装卸料卷的末端工装，其特征在于：所述一组横向夹具自左向右包括依次并列排布的至少两个第一横向夹具（13）和至少一个第二横向夹具（12），第一横向夹具（13）包括由气缸（9）驱动的一对夹臂，第二横向夹具（12）包括由气缸（9）驱动的一根夹臂，第一横向夹具（13）的一对夹臂之间、相邻第一横向夹具（13）的夹臂之间、相邻第一、第二横向夹具（12）的夹臂之间配合设置，从料卷（2）两侧向内进行夹持。
4.根据权利要求3所述的一种用于装卸料卷的末端工装，其特征在于：所述最左侧第一横向夹具的左夹臂伸入料卷卷筒，右夹臂在料卷右侧外沿，通过向内夹持，对料卷（2）进行夹取；所述第二横向夹具（12）的左夹臂在料卷左侧外沿，右夹臂伸入料卷卷筒，通过向内夹持，对料卷（2）进行夹取。
5.根据权利要求1所述的一种用于装卸料卷的末端工装，其特征在于：所述固定机构为多变形结构和/或以中心点向外的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨冠军，王力程，娄亚儿，
申请(专利权)人：余姚市机器人研究中心，
类型：发明
国别省市：
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