用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的方法及裝置，屬于用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的方法及裝置的創(chuàng)新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]沖壓生產(chǎn)自動化是沖壓行業(yè)重要的發(fā)展方向之一。大中型復(fù)雜鈑金零件的沖壓生產(chǎn)，通常需要多道工序才能完成，為此，往往將不同工序分置在不同的壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)。自動生產(chǎn)線上，工件由一臺機(jī)器到另一臺機(jī)器的搬運(yùn)工作是由機(jī)械手搬運(yùn)完成，其中，機(jī)械手的端拾器工作的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性決定了沖壓過程坯料的定位是否準(zhǔn)確可靠，直接影響著生產(chǎn)能否順利完成、工件的質(zhì)量是否符合要求、模具的壽命和生產(chǎn)安全性等一系列問題。而要保證端拾器能精確穩(wěn)定工作，除了與端拾器相關(guān)的機(jī)械手等硬件質(zhì)量保證外，端拾器每次拾取工件的位置亦至關(guān)重要。因?yàn)?，如果端拾器每次拾取的位置不能保證其在工作過程機(jī)械手的受力條件與設(shè)計(jì)時工作條件不符，就容易加快零部件的磨損而影響其工作的可靠性。隨著產(chǎn)品零件的多樣化以及產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，針對當(dāng)前使用較多的真空端拾器，為在實(shí)際生產(chǎn)中快速找到端拾器的拾取點(diǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]在沖壓自動化生產(chǎn)線上，端拾器是安裝在工業(yè)機(jī)器人或機(jī)械手的末端，利用真空吸盤或夾鉗等抓取工件，代替人工來完成對沖壓板料或沖壓件搬運(yùn)。對于不同的沖壓件，端拾器結(jié)構(gòu)也不盡相同。目前端拾器位置的確定大都是根據(jù)安裝人員的經(jīng)驗(yàn)，在被拾取的工件的大致位置進(jìn)行拾取，其過程是:將沖壓機(jī)的滑塊調(diào)到上死點(diǎn)，把沖壓工序件放置到下模上，讓機(jī)械手運(yùn)動到工序件上方合適位置，然后在機(jī)械手上安裝快速夾緊器。顯然，這一過程無法保證端拾器的拾取位置的精準(zhǔn)，所以，機(jī)械手搬運(yùn)過程容易引起工件的擾動與變形，嚴(yán)重的還會由于重心的偏移造成吸盤、副桿以及連接臂的損壞，在一定程度上對產(chǎn)品制造質(zhì)量和成本帶來影響。
[0004]為了尋找正確的端拾器拾取位置，需要做到既要使拾取點(diǎn)均勻的分布，又要讓所夾物體的重心與端拾器的幾個夾持點(diǎn)的作用力中心位于端拾器的中心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的方法，本發(fā)明保證了端拾器拾取的穩(wěn)定、可靠和平穩(wěn)，從而保證了機(jī)械手搬運(yùn)工件過程的平穩(wěn)可靠。保證了沖壓過程的安全和制品的質(zhì)量，且提高了模具的使用壽命和機(jī)器手的壽命。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的裝置。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)端拾器吸盤位置靈活調(diào)節(jié)，使得端拾器在工作過程中可以精確平穩(wěn)，為全自動沖壓生產(chǎn)線的高效生產(chǎn)提供了必要的保障。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的方法，包括如下步驟: 1)建立工件模型，獲取所要搬運(yùn)工件的重心、周長和邊界；
2)以工件重心為圓心作圓，根據(jù)端拾器拾取頭的半徑大小及其可移動變化范圍作一系列同心圓；
3)再通過圓心作等分線，求等分線與圓的交點(diǎn)，如果成對的2個交點(diǎn)都落在工件的實(shí)體范圍內(nèi)，那么這些成對點(diǎn)就是備選的端拾器要拾取的點(diǎn)；
4)最后再從備選的成對點(diǎn)中選取作為機(jī)械手的拾取點(diǎn)位置及吸盤需要的數(shù)目。
[0008]本發(fā)明的用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的裝置，包括連接端拾器的機(jī)械手臂、第一端拾器支架、第二端拾器支架、第一端拾器吸盤、第二端拾器吸盤，第一端拾器支架及第二端拾器支架能繞中心軸相對轉(zhuǎn)動，第一端拾器支架及第二端拾器支架的交點(diǎn)就是中心軸的位置，第一端拾器吸盤及第二端拾器吸盤分別裝設(shè)在第一端拾器支架及第二端拾器支架上，機(jī)械手臂與第一端拾器支架及第二端拾器支架連接。
[0009]本發(fā)明為解決全自動沖壓生產(chǎn)線上機(jī)械手端拾器夾持點(diǎn)位置的選擇問題，提出了在同心圓上尋找最佳拾取點(diǎn)的新方法(同心圓法)。同心圓法是以制件的重心為圓心畫圓，在同一圓周上選取相應(yīng)點(diǎn)作為端拾器的拾取位置。其原理是讓多個拾取點(diǎn)合力的作用點(diǎn)與制件重心重合，保證了拾取搬運(yùn)過程的準(zhǔn)確平穩(wěn)。由同心圓法得到的拾取位置，不論實(shí)際采用的點(diǎn)對有多少，都能保證搬運(yùn)工件的中心與端拾器的中心一致，從而保證了機(jī)械手搬運(yùn)工件過程的平穩(wěn)可靠。本發(fā)明用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的裝置，實(shí)現(xiàn)端拾器吸盤位置靈活調(diào)節(jié)，保證所有的吸盤放置點(diǎn)都位于同一個以重心為圓心的圓上，而使得端拾器的在工作的過程中可以精確平穩(wěn)，為全自動沖壓生產(chǎn)線的高效生產(chǎn)提供了必要的保障。本發(fā)明提出的基于同心圓法則確定端拾器拾取點(diǎn)的方法保證了端拾器拾取的穩(wěn)定、可靠和平穩(wěn)。對于保證沖壓過程的安全和制品的質(zhì)量，模具的使用壽命和機(jī)器手的壽命等都具有十分重要的意義。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明同心圓法確定端拾位置的原理圖；
圖2為本發(fā)明用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的裝置的機(jī)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明自動定位最佳夾持位置的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例:
本發(fā)明用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的方法，包括如下步驟:
1)建立工件模型，獲取所要搬運(yùn)工件的重心、周長和邊界等參數(shù)；
2)以工件重心為圓心作圓，根據(jù)端拾器拾取頭的半徑大小及其可移動變化范圍作一系列同心圓；
3)再通過圓心作等分線，求等分線與圓的交點(diǎn)，如果成對的2個交點(diǎn)都落在工件的實(shí)體范圍內(nèi)，那么這些成對點(diǎn)就是備選的端拾器要拾取的點(diǎn)；
4)最后再從備選的點(diǎn)對中選取適當(dāng)點(diǎn)對作為機(jī)械手的拾取點(diǎn)位置及吸盤需要的數(shù)目。
[0012]同心圓法確定端拾位置的方法的原理如圖1所示，粗實(shí)線為要拾取工件外形和內(nèi)孔位，設(shè)求得的重心在O點(diǎn)處，并由此可畫系列同心圓圓心O和等射線。按此求得的交點(diǎn)Al、A2、BI和B2點(diǎn)即可作為機(jī)械手拾取器的抓取點(diǎn)。由同心圓法得到的拾取位置，不論實(shí)際采用的點(diǎn)對有多少，都能保證搬運(yùn)工件的中心與端拾器的中心一致，從而保證了機(jī)械手搬運(yùn)工件過程的平穩(wěn)可靠。
[0013]本發(fā)明提出的基于同心圓法則確定端拾器拾取點(diǎn)的方法是在確定被拾取工件的重心后，再以工件的重心為圓心在被拾取工件上作圓，然后將端拾器的拾取點(diǎn)落到圓周相應(yīng)位置。保證了端拾器拾取的穩(wěn)定、可靠和平穩(wěn)。對于保證沖壓過程的安全和制品的質(zhì)量，模具的使用壽命和機(jī)器手的壽命等都具有十分重要的意義。
[0014]上述步驟I)將工件模型導(dǎo)入UG或者ProE三維設(shè)計(jì)軟件中，通過軟件獲取所要搬運(yùn)工件的重心、周長和邊界參數(shù)。即可以結(jié)合產(chǎn)品的沖壓工藝設(shè)計(jì)，將沖壓成形工序間的形狀尺寸導(dǎo)入UG或ProE等三維軟件中，可快捷得到工件有關(guān)的重心、周長和邊界等參數(shù)。
[0015]本發(fā)明的用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括連接端拾器的機(jī)械手臂1、第一端拾器支架2、第二端拾器支架5、第一端拾器吸盤3、第二端拾器吸盤6，第一端拾器支架2及第二端拾器支架5能繞中心軸4相對轉(zhuǎn)動，第一端拾器支架2及第二端拾器支架5的交點(diǎn)就是中心軸4的位置，第一端拾器支架2及第二端拾器支架5的交點(diǎn)就是作為被拾取工件重心點(diǎn)的參考中心，第一端拾器吸盤3及第二端拾器吸盤6分別裝設(shè)在第一端拾器支架2及第二端拾器支架5上，機(jī)械手臂I與第一端拾器支架2及第二端拾器支架5連接。
[0016]本實(shí)施例中，上述中心軸4在其上端平面上設(shè)計(jì)有角度標(biāo)示，保證第一端拾器支架2、第二端拾器支架5的精確轉(zhuǎn)動角度。
[0017]本實(shí)施例中，上述第一端拾器支架2及第二端拾器支架5的長度方向上設(shè)計(jì)有刻度標(biāo)示，可用于調(diào)整第一端拾器吸盤3及第二端拾器吸盤6的位置。
[0018]本實(shí)施例中，上述第一端拾器吸盤3及第二端拾器吸盤6的高度也可做適當(dāng)調(diào)整，以適應(yīng)于板料零件成形后空間位置的變化而平穩(wěn)抓取工件。
[0019]圖2所示端拾器可以按照圖1的原理實(shí)現(xiàn)端拾器吸盤位置靈活調(diào)節(jié)，保證所有的吸盤放置點(diǎn)都位于同一個以重心為圓心的圓上，使各個吸盤都有對應(yīng)的坐標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)端拾器的吸盤位置精確定位，而使得端拾器的在工作過程中可以精確平穩(wěn)，為全自動沖壓生產(chǎn)線的高效生產(chǎn)提供了必要的保障。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的方法，其特征在于包括如下步驟: 1)建立工件模型，獲取所要搬運(yùn)工件的重心、周長和邊界； 2)以工件重心為圓心作圓，根據(jù)端拾器拾取頭的半徑大小及其可移動變化范圍作一系列同心圓； 3)再通過圓心作等分線，求等分線與圓的交點(diǎn)，如果成對的2個交點(diǎn)都落在工件的實(shí)體范圍內(nèi)，那么這些成對點(diǎn)就是備選的端拾器要拾取的點(diǎn)； 4)最后再從備選的成對點(diǎn)中選取作為機(jī)械手的拾取點(diǎn)位置及吸盤需要的數(shù)目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的方法，其特征在于上述步驟I)將工件模型導(dǎo)入UG或者ProE三維設(shè)計(jì)軟件中，通過軟件獲取所要搬運(yùn)工件的重心、周長和邊界參數(shù)。
3.一種用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的裝置，其特征在于包括連接端拾器的機(jī)械手臂、第一端拾器支架、第二端拾器支架、第一端拾器吸盤、第二端拾器吸盤，第一端拾器支架及第二端拾器支架能繞中心軸相對轉(zhuǎn)動，第一端拾器支架及第二端拾器支架的交點(diǎn)就是中心軸的位置，第一端拾器吸盤及第二端拾器吸盤分別裝設(shè)在第一端拾器支架及第二端拾器支架上，機(jī)械手臂與第一端拾器支架及第二端拾器支架連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的裝置，其特征在于上述中心軸在其上端平面上設(shè)計(jì)有角度標(biāo)示。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的裝置，其特征在于上述第一端拾器支架及第二端拾器支架的長度方向上設(shè)計(jì)有刻度標(biāo)示。
【專利摘要】本發(fā)明是一種用于確定沖壓生產(chǎn)線自動拾取工件最佳位置的方法及裝置。包括如下步驟：1）建立工件模型，獲取所要搬運(yùn)工件的重心、周長和邊界；2）以工件重心為圓心作圓，根據(jù)端拾器拾取頭的半徑大小及其可移動變化范圍作一系列同心圓；3）再通過圓心作等分線，求等分線與圓的交點(diǎn)，如果成對的2個交點(diǎn)都落在工件的實(shí)體范圍內(nèi)，那么這些成對點(diǎn)就是備選的端拾器要拾取的點(diǎn)；4）最后再從備選的成對點(diǎn)中選取作為機(jī)械手的拾取點(diǎn)位置及吸盤需要的數(shù)目。本發(fā)明保證了端拾器拾取的穩(wěn)定、可靠和平穩(wěn)，從而保證了機(jī)械手搬運(yùn)工件過程的平穩(wěn)可靠。保證了沖壓過程的安全和制品的質(zhì)量，且提高了模具的使用壽命和機(jī)器手的壽命。
【IPC分類】B21D43-00
【公開號】CN104801622
【申請?zhí)枴緾N201510186788
【發(fā)明人】肖小亭, 肖可畏, 陳康, 徐信, 趙娜, 孫友松, 章爭榮, 程永奇
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月20日