一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，該裝置包括工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、真空吸盤取料裝置、圖像采集器、真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng)；所述工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)連接真空吸盤取料裝置，圖像采集器設(shè)置在真空吸盤取料裝置上，真空吸盤取料裝置通過(guò)氣路連接真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng)控制該裝置上下料操作；該裝置可以實(shí)現(xiàn)測(cè)距和上下料視覺(jué)定位，實(shí)現(xiàn)了智能化操作；可以通過(guò)編程或機(jī)器人示教，上下料一次到位，不損傷板料和工件。
【專利說(shuō)明】
一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及激光加工上料領(lǐng)域，特別涉及一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光切割是激光加工行業(yè)中最重要的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，它占整個(gè)激光加工業(yè)的70%以上。激光切割與其他切割方法相比，激光切割以其切割精度高、穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)性能穩(wěn)定、可持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作、切割斷面質(zhì)量好，迅速地?fù)屨剂饲懈罴す庑袠I(yè)的市場(chǎng)。尤其是大功率光纖激光器的應(yīng)用，為用于金屬切割帶來(lái)了新途徑。在同類加工設(shè)備中，它體積小、重量輕、功耗低、使用靈活。
[0003]但是，當(dāng)前激光切割機(jī)絕大多數(shù)是人工上下料。對(duì)于大型激光切割機(jī)，在切割大尺寸板材時(shí)，人工上下料很費(fèi)力。由于激光切割機(jī)床面是多行立齒形，人工上料不易對(duì)準(zhǔn)工位，調(diào)整時(shí)易劃傷料面，下料時(shí)工件拿取很不方便。
[0004]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，機(jī)器人被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和生活當(dāng)中，提高了制造的自動(dòng)化和生產(chǎn)效率。所以，在為激光切割機(jī)上下料時(shí)，采用機(jī)器人帶真空吸盤的上下料裝置是一種較為理想的方案。
[0005]當(dāng)前，有很多機(jī)器人上下料裝置專利，但很多是極為簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置，一是自由度少，二是沒(méi)有先進(jìn)的控制系統(tǒng)，只是實(shí)現(xiàn)單一運(yùn)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)距和上下料視覺(jué)定位，實(shí)現(xiàn)了智能化操作;可以通過(guò)編程或機(jī)器人示教，上下料一次到位，不損傷板料和工件。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]—種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，該裝置包括工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、真空吸盤取料裝置、圖像采集器、真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng);所述工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)連接真空吸盤取料裝置，圖像采集器設(shè)置在真空吸盤取料裝置上，真空吸盤取料裝置通過(guò)氣路連接真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng)控制該裝置上下料操作；
[0009]所述機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng)，包括機(jī)器人上料控制系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元、吸盤控制單元、視覺(jué)定位單元、GPRS/LTE無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)單元、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、機(jī)械臂控制系統(tǒng)、機(jī)器人示教器，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元、吸盤控制單元、視覺(jué)定位單元及GPRS/LTE無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)單元相連，圖像采集系統(tǒng)與測(cè)距單元及視覺(jué)定位單元相連，圖像采集系統(tǒng)、視覺(jué)定位單元、GPRS/LTE無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)單元連接在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)上，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)與機(jī)械臂控制系統(tǒng)、機(jī)器人示教器依次連接。
[0010]所述的真空吸盤取料裝置包括吸盤支架、真空吸盤、氣動(dòng)控制箱、輸氣膠管、吸盤分配氣管、吸盤氣管，吸盤支架上設(shè)有氣動(dòng)控制箱和真空吸盤，氣動(dòng)控制箱連接輸氣膠管，真空吸盤連接吸盤氣管，吸盤氣管通過(guò)吸盤分配氣管與氣動(dòng)控制箱連接。
[0011]所述的真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)，設(shè)置在氣動(dòng)控制箱內(nèi)，包括真空栗、真空電磁閥、過(guò)濾器、真空罐、減壓閥、氣壓表、電磁閥、真空吸盤、真空壓力開(kāi)關(guān)，真空栗與真空電磁閥I進(jìn)氣口連接，真空電磁閥I的出氣口通過(guò)氣路依次連接過(guò)濾器1、真空罐，真空罐與真空電磁閥II的進(jìn)氣口連接，真空電磁閥II的出氣口分別連接真空電磁閥III的進(jìn)氣口、過(guò)濾器II的進(jìn)氣口、電磁閥的進(jìn)氣口，電磁閥的的出氣口連接減壓閥和氣壓表I，真空電磁閥III的出氣口連接真空壓力開(kāi)關(guān)和氣壓表II，過(guò)濾器II的出氣口連接真空吸盤。
[0012]所述是真空吸盤，包括吸盤、固定螺桿、氣孔、緩沖彈簧、固定螺母，吸盤與固定螺桿固定連接，固定螺桿上套設(shè)緩沖彈簧，并由固定螺母定位，固定螺桿上設(shè)有與吸盤聯(lián)通的氣孔。
[0013]—種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置上下料方法，當(dāng)激光切割機(jī)需要上料時(shí)，激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置通過(guò)圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元及視覺(jué)定位單元確定待加工料的位置，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)控制真空吸盤取料裝置進(jìn)行取料操作，在真空吸盤取料裝置取到單張待加工料后進(jìn)行激光切割機(jī)上料操作，待激光切割機(jī)加工結(jié)束后，激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置通過(guò)圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元及視覺(jué)定位單元確定已加工料的位置，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)控制真空吸盤取料裝置進(jìn)行卸料操作。
[0014]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]I)本發(fā)明針對(duì)為大型激光切割機(jī)床配設(shè)的機(jī)器人真空吸盤上下料裝置及智能控系統(tǒng)；
[0016]2)本發(fā)明的大型激光切割機(jī)床的機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，可以進(jìn)行整張標(biāo)準(zhǔn)板材的上料，也可將切割完的工件取下；
[0017]3)本發(fā)明的大型激光切割機(jī)床的機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，可以通過(guò)編程或機(jī)器人示教，上下料一次到位，不損傷板料和工件；
[0018]4)本發(fā)明的大型激光切割機(jī)床的機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，設(shè)置了攝像頭，并進(jìn)行圖像處理，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)距和上下料視覺(jué)定位，實(shí)現(xiàn)了智能化操作；
[0019]5)本發(fā)明可以用于多種板材上下料，如果更換手部，應(yīng)用范圍更為廣泛。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是機(jī)器人真空吸盤上料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2是真空吸盤組合結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3是吸盤結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖4是機(jī)器人真空吸盤取料狀態(tài)圖。
[0024]圖5是真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0025]圖6是機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng)。
[0026]圖7是機(jī)器人真空吸盤上料系統(tǒng)工作流程圖。
[0027]圖8是機(jī)器人真空吸盤系統(tǒng)為激光切割機(jī)上料應(yīng)用實(shí)例。
[0028]圖1中:I一機(jī)器人底座2—機(jī)器人安裝基礎(chǔ)3—料盤4一待加工料5—真空吸盤吸取的料6—吸盤支架7—?dú)鈩?dòng)控制箱8—真空吸盤9一吸盤氣管10—攝像頭11一吸盤分配氣管12—機(jī)器人回轉(zhuǎn)腕13—機(jī)器人腕擺動(dòng)關(guān)節(jié)14 一機(jī)器人小臂控制電纜固定下環(huán)15—控制電纜16—輸氣膠管17—機(jī)器人小臂18—機(jī)器人小臂管線固定上環(huán)19 一機(jī)器人肘擺動(dòng)關(guān)節(jié)20—機(jī)器人大臂21 —機(jī)器人大臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)22—大臂管線固定環(huán)23—機(jī)器人體回轉(zhuǎn)座24—激光切割機(jī)；
[0029]7-丨一真空栗7-2真空電磁閥I 7-3—過(guò)濾器I 7_4—真空罐7_5真空電磁閥II
7-6—減壓閥7-7氣壓表I7-8—電磁閥7-9—過(guò)濾器II 7_10—真空壓力開(kāi)關(guān)7_11—真空電磁閥III 7-12—?dú)鈮罕鞩I;
[0030]8~1 一吸盤8-2—?dú)饪?-3—緩沖彈貪8-4 —固定螺桿8-5—固定螺母；
[0031]24-1—激光切割機(jī)Y軸運(yùn)動(dòng)控制器I 24-2—激光切割機(jī)X軸運(yùn)動(dòng)控制器24_3—激光切割頭24-4—激光切割機(jī)床面24-5—激光切割機(jī)床身24-6—激光切割機(jī)Y軸運(yùn)動(dòng)控制器2。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明:
[0033]如圖1-圖8，一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，該裝置包括工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、真空吸盤取料裝置、圖像采集器、真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng);所述工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括固定在機(jī)器人安裝基礎(chǔ)2上的機(jī)器人底座1，安裝在機(jī)器人底座I上的機(jī)器人體回轉(zhuǎn)座23，機(jī)器人體回轉(zhuǎn)座23通過(guò)機(jī)器人大臂擺動(dòng)關(guān)節(jié)21連接機(jī)器人大臂20，機(jī)器人大臂20通過(guò)機(jī)器人肘擺動(dòng)關(guān)節(jié)19連接機(jī)器人小臂17，機(jī)器人小臂17通過(guò)機(jī)器人腕擺動(dòng)關(guān)節(jié)13連接機(jī)器人回轉(zhuǎn)腕12，機(jī)器人回轉(zhuǎn)腕12連接真空吸盤取料裝置，真空吸盤取料裝置包括吸盤支架6、真空吸盤8、氣動(dòng)控制箱7、輸氣膠管16、吸盤分配氣管11、吸盤氣管9，吸盤支架6上設(shè)有氣動(dòng)控制箱7和真空吸盤8，氣動(dòng)控制箱7連接輸氣膠管16，真空吸盤8連接吸盤氣管9，吸盤氣管9通過(guò)吸盤分配氣管11與氣動(dòng)控制箱7連接;真空吸盤8包括吸盤8-1、固定螺桿8-4、氣孔8-2、緩沖彈簧8-3、固定螺母8-5，吸盤8-1與固定螺桿8-4固定連接，固定螺桿8-4上套設(shè)緩沖彈簧8-3，并由固定螺母8-5定位，固定螺桿8-4上設(shè)有與吸盤
8-1聯(lián)通的氣孔8-2。
[0034]圖像采集器一攝像頭10設(shè)置在吸盤支架6上，攝像頭10、工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、真空吸盤取料裝置通過(guò)控制電纜15連接。
[0035]氣動(dòng)控制箱內(nèi)設(shè)有真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括真空栗7-1、真空電磁閥、過(guò)濾器、真空罐7-4、減壓閥7-6、氣壓表、電磁閥7-8、真空壓力開(kāi)關(guān)7-10，真空栗7-1與真空電磁閥17-2進(jìn)氣口連接，真空電磁閥17-2的出氣口通過(guò)氣路依次連接過(guò)濾器17-3、真空罐7-4，真空罐7-4與真空電磁閥II7-5的進(jìn)氣口連接，真空電磁閥II7_5的出氣口分別連接真空電磁閥II17-11的進(jìn)氣口、過(guò)濾器117-9的進(jìn)氣口、電磁閥7-8的進(jìn)氣口，電磁閥7_8的出氣口連接減壓閥7-6和氣壓表17-7，真空電磁閥1117-11的出氣口連接真空壓力開(kāi)關(guān)7-10和氣壓表117-12，過(guò)濾器II7-9的出氣口連接真空吸盤8。
[0036]所述機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng)，包括機(jī)器人上料控制系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元、吸盤控制單元、視覺(jué)定位單元、GPRS/LTE無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)單元、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、機(jī)械臂控制系統(tǒng)、機(jī)器人示教器，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元、吸盤控制單元、視覺(jué)定位單元及GPRS/LTE無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)單元相連，圖像采集系統(tǒng)與測(cè)距單元及視覺(jué)定位單元相連，圖像采集系統(tǒng)、視覺(jué)定位單元、GPRS/LTE無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)單元連接在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)上，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)與機(jī)械臂控制系統(tǒng)、機(jī)器人示教器依次連接。
[0037]—種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置上下料方法，當(dāng)激光切割機(jī)需要上料時(shí)，激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置通過(guò)圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元及視覺(jué)定位單元確定待加工料的位置，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)控制真空吸盤取料裝置進(jìn)行取料操作，在真空吸盤取料裝置取到單張待加工料后進(jìn)行激光切割機(jī)上料操作，待激光切割機(jī)加工結(jié)束后，激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置通過(guò)圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元及視覺(jué)定位單元確定已加工料的位置，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)控制真空吸盤取料裝置進(jìn)行卸料操作。
[0038]上面所述僅是本發(fā)明的基本原理，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是依據(jù)本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行等同變化和修飾，均在本專利技術(shù)保護(hù)方案的范疇之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，其特征在于，該裝置包括工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、真空吸盤取料裝置、圖像采集器、真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng);所述工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)連接真空吸盤取料裝置，圖像采集器設(shè)置在真空吸盤取料裝置上，真空吸盤取料裝置通過(guò)氣路連接真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng)控制該裝置上下料操作； 所述機(jī)器人真空吸盤上料智能控制系統(tǒng)，包括機(jī)器人上料控制系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元、吸盤控制單元、視覺(jué)定位單元、GPRS/LTE無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)單元、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、機(jī)械臂控制系統(tǒng)、機(jī)器人示教器，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元、吸盤控制單元、視覺(jué)定位單元及GPRS/LTE無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)單元相連，圖像采集系統(tǒng)與測(cè)距單元及視覺(jué)定位單元相連，圖像采集系統(tǒng)、視覺(jué)定位單元、GPRS/LTE無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)單元連接在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)上，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)與機(jī)械臂控制系統(tǒng)、機(jī)器人示教器依次連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，其特征在于，所述的真空吸盤取料裝置包括吸盤支架、真空吸盤、氣動(dòng)控制箱、輸氣膠管、吸盤分配氣管、吸盤氣管，吸盤支架上設(shè)有氣動(dòng)控制箱和真空吸盤，氣動(dòng)控制箱連接輸氣膠管，真空吸盤連接吸盤氣管，吸盤氣管通過(guò)吸盤分配氣管與氣動(dòng)控制箱連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，其特征在于，所述的真空吸盤氣動(dòng)控制系統(tǒng)，設(shè)置在氣動(dòng)控制箱內(nèi)，包括真空栗、真空電磁閥、過(guò)濾器、真空罐、減壓閥、氣壓表、電磁閥、真空吸盤、真空壓力開(kāi)關(guān)，真空栗與真空電磁閥I進(jìn)氣口連接，真空電磁閥I的出氣口通過(guò)氣路依次連接過(guò)濾器1、真空罐，真空罐與真空電磁閥II的進(jìn)氣口連接，真空電磁閥II的出氣口分別連接真空電磁閥III的進(jìn)氣口、過(guò)濾器II的進(jìn)氣口、電磁閥的進(jìn)氣口，電磁閥的的出氣口連接減壓閥和氣壓表I，真空電磁閥III的出氣口連接真空壓力開(kāi)關(guān)和氣壓表II，過(guò)濾器II的出氣口連接真空吸盤。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置，其特征在于，所述是真空吸盤，包括吸盤、固定螺桿、氣孔、緩沖彈簧、固定螺母，吸盤與固定螺桿固定連接，固定螺桿上套設(shè)緩沖彈簧，并由固定螺母定位，固定螺桿上設(shè)有與吸盤聯(lián)通的氣孔。5.一種激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置上下料方法，其特征在于，當(dāng)激光切割機(jī)需要上料時(shí)，激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置通過(guò)圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元及視覺(jué)定位單元確定待加工料的位置，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)控制真空吸盤取料裝置進(jìn)行取料操作，在真空吸盤取料裝置取到單張待加工料后進(jìn)行激光切割機(jī)上料操作，待激光切割機(jī)加工結(jié)束后，激光切割機(jī)器人真空吸盤上下料裝置通過(guò)圖像采集系統(tǒng)、測(cè)距單元及視覺(jué)定位單元確定已加工料的位置，機(jī)器人上料控制系統(tǒng)控制真空吸盤取料裝置進(jìn)行卸料操作。
【文檔編號(hào)】B25J9/04GK105856210SQ201610290902
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】盧青, 韓和發(fā), 王春巖, 王詠俊
【申請(qǐng)人】滄州致勝機(jī)器人科技有限公司