一種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置與方法
【專利摘要】本發明涉及一種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置，該裝置包括工業機器人機構、真空吸盤取料裝置、圖像采集器、真空吸盤氣動控制系統、機器人真空吸盤上料智能控制系統；所述工業機器人機構連接真空吸盤取料裝置，圖像采集器設置在真空吸盤取料裝置上，真空吸盤取料裝置通過氣路連接真空吸盤氣動控制系統，機器人真空吸盤上料智能控制系統控制該裝置上下料操作；該裝置可以實現測距和上下料視覺定位，實現了智能化操作；可以通過編程或機器人示教，上下料一次到位，不損傷板料和工件。
【專利說明】
一種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置與方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及激光加工上料領域，特別涉及一種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置與方法。
【背景技術】
[0002]激光切割是激光加工行業中最重要的一項應用技術，它占整個激光加工業的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、穩定性好、動態性能穩定、可持續長時間工作、切割斷面質量好，迅速地搶占了切割激光行業的市場。尤其是大功率光纖激光器的應用，為用于金屬切割帶來了新途徑。在同類加工設備中，它體積小、重量輕、功耗低、使用靈活。
[0003]但是，當前激光切割機絕大多數是人工上下料。對于大型激光切割機，在切割大尺寸板材時，人工上下料很費力。由于激光切割機床面是多行立齒形，人工上料不易對準工位，調整時易劃傷料面，下料時工件拿取很不方便。
[0004]隨著經濟的發展、科技的進步，機器人被廣泛的應用于生產和生活當中，提高了制造的自動化和生產效率。所以，在為激光切割機上下料時，采用機器人帶真空吸盤的上下料裝置是一種較為理想的方案。
[0005]當前，有很多機器人上下料裝置專利，但很多是極為簡單的機械裝置，一是自由度少，二是沒有先進的控制系統，只是實現單一運動。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置，可以實現測距和上下料視覺定位，實現了智能化操作;可以通過編程或機器人示教，上下料一次到位，不損傷板料和工件。
[0007]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現:
[0008]—種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置，該裝置包括工業機器人機構、真空吸盤取料裝置、圖像采集器、真空吸盤氣動控制系統、機器人真空吸盤上料智能控制系統;所述工業機器人機構連接真空吸盤取料裝置，圖像采集器設置在真空吸盤取料裝置上，真空吸盤取料裝置通過氣路連接真空吸盤氣動控制系統，機器人真空吸盤上料智能控制系統控制該裝置上下料操作；
[0009]所述機器人真空吸盤上料智能控制系統，包括機器人上料控制系統、圖像采集系統、測距單元、吸盤控制單元、視覺定位單元、GPRS/LTE無線物聯網單元、計算機控制系統、機械臂控制系統、機器人示教器，機器人上料控制系統通過現場總線與圖像采集系統、測距單元、吸盤控制單元、視覺定位單元及GPRS/LTE無線物聯網單元相連，圖像采集系統與測距單元及視覺定位單元相連，圖像采集系統、視覺定位單元、GPRS/LTE無線物聯網單元連接在計算機控制系統上，機器人上料控制系統與機械臂控制系統、機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、氣動控制箱、輸氣膠管、吸盤分配氣管、吸盤氣管，吸盤支架上設有氣動控制箱和真空吸盤，氣動控制箱連接輸氣膠管，真空吸盤連接吸盤氣管，吸盤氣管通過吸盤分配氣管與氣動控制箱連接。
[0011]所述的真空吸盤氣動控制系統，設置在氣動控制箱內，包括真空栗、真空電磁閥、過濾器、真空罐、減壓閥、氣壓表、電磁閥、真空吸盤、真空壓力開關，真空栗與真空電磁閥I進氣口連接，真空電磁閥I的出氣口通過氣路依次連接過濾器1、真空罐，真空罐與真空電磁閥II的進氣口連接，真空電磁閥II的出氣口分別連接真空電磁閥III的進氣口、過濾器II的進氣口、電磁閥的進氣口，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關和氣壓表II，過濾器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，固定螺桿上套設緩沖彈簧，并由固定螺母定位，固定螺桿上設有與吸盤聯通的氣孔。
[0013]—種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置上下料方法，當激光切割機需要上料時，激光切割機器人真空吸盤上下料裝置通過圖像采集系統、測距單元及視覺定位單元確定待加工料的位置，機器人上料控制系統控制真空吸盤取料裝置進行取料操作，在真空吸盤取料裝置取到單張待加工料后進行激光切割機上料操作，待激光切割機加工結束后，激光切割機器人真空吸盤上下料裝置通過圖像采集系統、測距單元及視覺定位單元確定已加工料的位置，機器人上料控制系統控制真空吸盤取料裝置進行卸料操作。
[0014]與現有的技術相比，本發明的有益效果是:
[0015]I)本發明針對為大型激光切割機床配設的機器人真空吸盤上下料裝置及智能控系統；
[0016]2)本發明的大型激光切割機床的機器人真空吸盤上下料裝置，可以進行整張標準板材的上料，也可將切割完的工件取下；
[0017]3)本發明的大型激光切割機床的機器人真空吸盤上下料裝置，可以通過編程或機器人示教，上下料一次到位，不損傷板料和工件；
[0018]4)本發明的大型激光切割機床的機器人真空吸盤上下料裝置，設置了攝像頭，并進行圖像處理，可以實現測距和上下料視覺定位，實現了智能化操作；
[0019]5)本發明可以用于多種板材上下料，如果更換手部，應用范圍更為廣泛。
【附圖說明】
[0020]圖1是機器人真空吸盤上料系統結構圖。
[0021]圖2是真空吸盤組合結構圖。
[0022]圖3是吸盤結構圖。
[0023]圖4是機器人真空吸盤取料狀態圖。
[0024]圖5是真空吸盤氣動控制系統。
[0025]圖6是機器人真空吸盤上料智能控制系統。
[0026]圖7是機器人真空吸盤上料系統工作流程圖。
[0027]圖8是機器人真空吸盤系統為激光切割機上料應用實例。
[0028]圖1中:I一機器人底座2—機器人安裝基礎3—料盤4一待加工料5—真空吸盤吸取的料6—吸盤支架7—氣動控制箱8—真空吸盤9一吸盤氣管10—攝像頭11一吸盤分配氣管12—機器人回轉腕13—機器人腕擺動關節14 一機器人小臂控制電纜固定下環15—控制電纜16—輸氣膠管17—機器人小臂18—機器人小臂管線固定上環19 一機器人肘擺動關節20—機器人大臂21 —機器人大臂擺動關節22—大臂管線固定環23—機器人體回轉座24—激光切割機；
[0029]7-丨一真空栗7-2真空電磁閥I 7-3—過濾器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—過濾器II 7_10—真空壓力開關7_11—真空電磁閥III 7-12—氣壓表II;
[0030]8~1 一吸盤8-2—氣孔8-3—緩沖彈貪8-4 —固定螺桿8-5—固定螺母；
[0031]24-1—激光切割機Y軸運動控制器I 24-2—激光切割機X軸運動控制器24_3—激光切割頭24-4—激光切割機床面24-5—激光切割機床身24-6—激光切割機Y軸運動控制器2。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進一步說明:
[0033]如圖1-圖8，一種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置，該裝置包括工業機器人機構、真空吸盤取料裝置、圖像采集器、真空吸盤氣動控制系統、機器人真空吸盤上料智能控制系統;所述工業機器人機構，包括固定在機器人安裝基礎2上的機器人底座1，安裝在機器人底座I上的機器人體回轉座23，機器人體回轉座23通過機器人大臂擺動關節21連接機器人大臂20，機器人大臂20通過機器人肘擺動關節19連接機器人小臂17，機器人小臂17通過機器人腕擺動關節13連接機器人回轉腕12，機器人回轉腕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上設有氣動控制箱7和真空吸盤8，氣動控制箱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通過吸盤分配氣管11與氣動控制箱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上套設緩沖彈簧8-3，并由固定螺母8-5定位，固定螺桿8-4上設有與吸盤
8-1聯通的氣孔8-2。
[0034]圖像采集器一攝像頭10設置在吸盤支架6上，攝像頭10、工業機器人機構、真空吸盤取料裝置通過控制電纜15連接。
[0035]氣動控制箱內設有真空吸盤氣動控制系統，該系統包括真空栗7-1、真空電磁閥、過濾器、真空罐7-4、減壓閥7-6、氣壓表、電磁閥7-8、真空壓力開關7-10，真空栗7-1與真空電磁閥17-2進氣口連接，真空電磁閥17-2的出氣口通過氣路依次連接過濾器17-3、真空罐7-4，真空罐7-4與真空電磁閥II7-5的進氣口連接，真空電磁閥II7_5的出氣口分別連接真空電磁閥II17-11的進氣口、過濾器117-9的進氣口、電磁閥7-8的進氣口，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關7-10和氣壓表117-12，過濾器II7-9的出氣口連接真空吸盤8。
[0036]所述機器人真空吸盤上料智能控制系統，包括機器人上料控制系統、圖像采集系統、測距單元、吸盤控制單元、視覺定位單元、GPRS/LTE無線物聯網單元、計算機控制系統、機械臂控制系統、機器人示教器，機器人上料控制系統通過現場總線與圖像采集系統、測距單元、吸盤控制單元、視覺定位單元及GPRS/LTE無線物聯網單元相連，圖像采集系統與測距單元及視覺定位單元相連，圖像采集系統、視覺定位單元、GPRS/LTE無線物聯網單元連接在計算機控制系統上，機器人上料控制系統與機械臂控制系統、機器人示教器依次連接。
[0037]—種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置上下料方法，當激光切割機需要上料時，激光切割機器人真空吸盤上下料裝置通過圖像采集系統、測距單元及視覺定位單元確定待加工料的位置，機器人上料控制系統控制真空吸盤取料裝置進行取料操作，在真空吸盤取料裝置取到單張待加工料后進行激光切割機上料操作，待激光切割機加工結束后，激光切割機器人真空吸盤上下料裝置通過圖像采集系統、測距單元及視覺定位單元確定已加工料的位置，機器人上料控制系統控制真空吸盤取料裝置進行卸料操作。
[0038]上面所述僅是本發明的基本原理，并非對本發明作任何限制，凡是依據本發明對其進行等同變化和修飾，均在本專利技術保護方案的范疇之內。
【主權項】
1.一種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置，其特征在于，該裝置包括工業機器人機構、真空吸盤取料裝置、圖像采集器、真空吸盤氣動控制系統、機器人真空吸盤上料智能控制系統;所述工業機器人機構連接真空吸盤取料裝置，圖像采集器設置在真空吸盤取料裝置上，真空吸盤取料裝置通過氣路連接真空吸盤氣動控制系統，機器人真空吸盤上料智能控制系統控制該裝置上下料操作； 所述機器人真空吸盤上料智能控制系統，包括機器人上料控制系統、圖像采集系統、測距單元、吸盤控制單元、視覺定位單元、GPRS/LTE無線物聯網單元、計算機控制系統、機械臂控制系統、機器人示教器，機器人上料控制系統通過現場總線與圖像采集系統、測距單元、吸盤控制單元、視覺定位單元及GPRS/LTE無線物聯網單元相連，圖像采集系統與測距單元及視覺定位單元相連，圖像采集系統、視覺定位單元、GPRS/LTE無線物聯網單元連接在計算機控制系統上，機器人上料控制系統與機械臂控制系統、機器人示教器依次連接。2.根據權利要求1所述的一種激光切割機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、氣動控制箱、輸氣膠管、吸盤分配氣管、吸盤氣管，吸盤支架上設有氣動控制箱和真空吸盤，氣動控制箱連接輸氣膠管，真空吸盤連接吸盤氣管，吸盤氣管通過吸盤分配氣管與氣動控制箱連接。3.根據權利要求1所述的一種激光切割機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控制系統，設置在氣動控制箱內，包括真空栗、真空電磁閥、過濾器、真空罐、減壓閥、氣壓表、電磁閥、真空吸盤、真空壓力開關，真空栗與真空電磁閥I進氣口連接，真空電磁閥I的出氣口通過氣路依次連接過濾器1、真空罐，真空罐與真空電磁閥II的進氣口連接，真空電磁閥II的出氣口分別連接真空電磁閥III的進氣口、過濾器II的進氣口、電磁閥的進氣口，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關和氣壓表II，過濾器II的出氣口連接真空吸盤。4.根據權利要求1所述的一種激光切割機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，固定螺桿上套設緩沖彈簧，并由固定螺母定位，固定螺桿上設有與吸盤聯通的氣孔。5.一種激光切割機器人真空吸盤上下料裝置上下料方法，其特征在于，當激光切割機需要上料時，激光切割機器人真空吸盤上下料裝置通過圖像采集系統、測距單元及視覺定位單元確定待加工料的位置，機器人上料控制系統控制真空吸盤取料裝置進行取料操作，在真空吸盤取料裝置取到單張待加工料后進行激光切割機上料操作，待激光切割機加工結束后，激光切割機器人真空吸盤上下料裝置通過圖像采集系統、測距單元及視覺定位單元確定已加工料的位置，機器人上料控制系統控制真空吸盤取料裝置進行卸料操作。
【文檔編號】B25J9/04GK105856210SQ201610290902
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】盧青, 韓和發, 王春巖, 王詠俊
【申請人】滄州致勝機器人科技有限公司