一種仿人碼垛機(jī)械手及其控制方法與流程

本發(fā)明屬于一種機(jī)械手結(jié)構(gòu)，主要用于薄板類零件的碼垛和包裝處理，如玻璃的流水線碼垛過(guò)程。

背景技術(shù)：
薄板類零件在碼垛和包裝時(shí)由于其剛性差，強(qiáng)度低，在碼垛時(shí)可能由于夾緊力大造成零件變形，或者由于夾緊力小，零件不能按預(yù)期目的進(jìn)行夾持、碼垛。薄板類零件碼垛時(shí)主要有人工碼垛、機(jī)械碼垛等方式。以玻璃碼垛過(guò)程為例，玻璃人工碼垛時(shí)，一方面工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，另一方面容易對(duì)玻璃造成劃傷，從而使玻璃碼垛成品率降低并容易造成人員傷亡。玻璃機(jī)械碼垛時(shí)主要有水平堆垛機(jī)和垂直堆垛機(jī)兩種方式。水平堆垛機(jī)堆垛一次所需時(shí)間較長(zhǎng)，容易造成玻璃擦傷；垂直堆垛機(jī)雖然擦傷較少，但需要根據(jù)玻璃尺寸定做，不同玻璃尺寸所需要的垂直堆垛機(jī)不同，因此需要安裝多臺(tái)垂直堆垛機(jī)，不適合多樣化的發(fā)展。且兩種堆垛機(jī)都沒(méi)有配套的給玻璃鋪紙裝備，很難與兩種堆垛機(jī)形成配套裝備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種仿人碼垛機(jī)械手及其控制方法，能夠?qū)C(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃，模擬人工碼垛過(guò)程，并能與其他設(shè)備配套以實(shí)現(xiàn)薄板類零件碼垛、減少擦傷的目的，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：縱向絲杠裝置與立柱固定連接；曲柄支架I、曲柄支架II與縱向絲杠裝置滑塊固定連接；氣缸支架I、氣缸支架II與縱向絲杠裝置滑塊固定連接，氣缸I與氣缸支架II轉(zhuǎn)動(dòng)連接并與連桿I轉(zhuǎn)動(dòng)連接，氣缸I與位移傳感器I固定連接，氣缸II與氣缸支架I轉(zhuǎn)動(dòng)連接并與連桿II轉(zhuǎn)動(dòng)連接，氣缸II與位移傳感器II固定連接，連桿I與曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)連接并與鏈條式機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿II與曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)連接并與鏈條式機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)連接，曲柄電機(jī)的輸出軸與曲柄電機(jī)支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，曲柄與曲柄電機(jī)的輸出軸固定連接，鏈條支撐軸支架I與曲柄支架I固定連接并與鏈條式機(jī)械手固定連接；鏈條支撐軸支架II與曲柄支架II固定連接并與鏈條式機(jī)械手固定連接，曲柄電機(jī)支架與曲柄支架II固定連接。本發(fā)明所述的鏈條式機(jī)械手的結(jié)構(gòu)是：柔性鏈條套與鏈條固定連接，鏈條齒輪通過(guò)軸承與鏈條支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿塊I、連桿塊II與柔性鏈條套固定連接，連桿塊支架與柔性鏈條套固定連接并穿過(guò)連桿塊I、連桿塊II，鏈條與鏈條支撐軸平行安裝，通過(guò)齒輪帶動(dòng)鏈條實(shí)現(xiàn)嚙合運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明所述氣缸I或氣缸II的長(zhǎng)度l4是：其中(xF,yF)是氣缸I或氣缸II的安裝位置座標(biāo)，(Ex′,Ey′)是氣缸I或氣缸II的與連桿I或連桿II的連接點(diǎn)在曲柄旋轉(zhuǎn)一定角度后的座標(biāo)，通過(guò)氣缸I或氣缸II長(zhǎng)度l4的變化實(shí)現(xiàn)連桿塊I或連桿塊II位移軌跡規(guī)劃。一種仿人碼垛機(jī)械手的控制方法，通過(guò)對(duì)機(jī)械手的預(yù)定軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)對(duì)薄板類零件的平穩(wěn)抓取，包括：設(shè)定機(jī)械手勻速運(yùn)動(dòng)，離散擬規(guī)劃路線上的點(diǎn)為(x0,y0)......(xi,yi)......(xn,yn)i＝1,2.....k......n，離散時(shí)滿足任意相鄰兩離散點(diǎn)之間的距離相等，任意相鄰兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間間隔為定值t；對(duì)應(yīng)任意點(diǎn)(xi,yi)，曲柄轉(zhuǎn)角可求：其中其中l(wèi)3為連桿I或連桿II長(zhǎng)度，l1為曲柄中心到曲柄與連桿I或連桿II連接點(diǎn)中心的長(zhǎng)度；點(diǎn)(xi,yi)相對(duì)于點(diǎn)(xi-1,yi-1)的曲柄轉(zhuǎn)角增量為對(duì)應(yīng)此時(shí)的旋轉(zhuǎn)角速度為：氣缸I或氣缸II的對(duì)應(yīng)點(diǎn)(xi,yi)的長(zhǎng)度l4i是：其中(xF,yF)是氣缸I或氣缸II的安裝位置座標(biāo)，是氣缸I或氣缸II與連桿I或連桿II的連接點(diǎn)在軌跡對(duì)應(yīng)點(diǎn)(xi,yi)的座標(biāo)，其中l(wèi)2為氣缸I或氣缸II與連桿I或連桿II連接點(diǎn)到連桿塊I或連桿塊II的距離；點(diǎn)(xi,yi)相對(duì)于點(diǎn)(xi-1,yi-1)的氣缸I或氣缸II伸縮量為伸縮速度通過(guò)電機(jī)調(diào)整曲柄旋轉(zhuǎn)角度及其角速度ωi，同時(shí)調(diào)整氣缸I或氣缸II伸縮量l4i以及伸縮速度的變化。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)新穎，鏈條式機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡可以控制，可以根據(jù)不同的要求，求解氣缸伸長(zhǎng)量，達(dá)到控制鏈條式機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡的目的，并且安裝簡(jiǎn)單，可以與其他相關(guān)配套設(shè)備簡(jiǎn)單集成，例如將其用到用到玻璃碼垛過(guò)程。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的后視圖；圖3是本發(fā)明鏈條式機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4(a)是本發(fā)明承接薄板類零件時(shí)的狀態(tài)示意圖；圖4(b)是本發(fā)明向下輸送薄板類零件時(shí)的狀態(tài)示意圖；圖4(c)是本發(fā)明逐漸撤出時(shí)的狀態(tài)示意圖；圖5是本發(fā)明應(yīng)用于薄板類零件碼垛系統(tǒng)示意圖；圖6是本發(fā)明抓取機(jī)構(gòu)原理實(shí)現(xiàn)示意圖；其中：立柱1，縱向絲杠裝置2，縱向絲杠裝置滑塊201，曲柄支架I3，氣缸支架I4，氣缸支架II5，氣缸I6，位移傳感器I7，連桿I8，曲柄電機(jī)9，鏈條支撐軸支架I10，鏈條式機(jī)械手11，柔性鏈條套1101，鏈條齒輪1102，軸承1103，鏈條支撐軸1104，連桿塊I1105，連桿塊支架1106，鏈條1107，連桿塊II1108，曲柄12，連桿II13，氣缸II14，位移傳感器II15，鏈條支撐軸支架II16，曲柄電機(jī)支架17，曲柄支架II18。具體實(shí)施方式縱向絲杠裝置2與立柱1固定連接；曲柄支架I3、曲柄支架II18與縱向絲杠裝置滑塊201固定連接；氣缸支架I4、氣缸支架II5與縱向絲杠裝置滑塊201固定連接，氣缸I6與氣缸支架II5轉(zhuǎn)動(dòng)連接并與連桿I8轉(zhuǎn)動(dòng)連接，氣缸I6與位移傳感器I7固定連接，氣缸II14與氣缸支架I4轉(zhuǎn)動(dòng)連接并與連桿II13轉(zhuǎn)動(dòng)連接，氣缸II14與位移傳感器II15固定連接，連桿I8與曲柄12轉(zhuǎn)動(dòng)連接并與鏈條式機(jī)械手11轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿II13與曲柄12轉(zhuǎn)動(dòng)連接并與鏈條式機(jī)械手11轉(zhuǎn)動(dòng)連接，曲柄電機(jī)9的輸出軸與曲柄電機(jī)支架17轉(zhuǎn)動(dòng)連接，曲柄12與曲柄電機(jī)9的輸出軸固定連接，鏈條支撐軸支架I10與曲柄支架I3固定連接并與鏈條式機(jī)械手11固定...