CN110255167B - 一种工件错位抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及上料设备技术领域，尤其涉及一种工件错位抓取装置，用于抓取左右交错叠置的工件；包括两组联动的夹爪、工件检测组件、以及移动距离检测组件。本发明的发明目的在于提供一种工件错位抓取方法及其装置，采用本发明提供的技术方案解决了工件无法完成自动化抓取操作的技术问题。

Description

一种工件错位抓取装置

技术领域

本发明涉及上料设备技术领域，尤其涉及一种工件错位抓取装置。

背景技术

有些工件是交错错位叠放的，因此这种叠放方式的工件需要同时完成对工件的放置方向和中轴线的识别判断，无疑对工件的自动化抓取造成较大的困难，为此工件无法完成自动化抓取操作。

其中，有种栈板工件是一种为方便零散物品的摆放和出货要求而制成的底座，一般为方形或长方形。栈板工件按外形分包括单面型，工件供应方在对单面型工件出货时，为了提高运输效率，将工件按正反顺序叠置在一起，为此，工件的中轴线与整摞工件的中轴线并不重叠。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种工件错位抓取装置，采用本发明提供的技术方案解决了错位叠放的工件无法完成自动化抓取操作的技术问题。

为了达到上述发明目的，本发明提出一种工件错位抓取装置，用于抓取左右交错叠置的工件；包括两组联动的夹爪、工件检测组件、以及移动距离检测组件；

所述工件检测组件与所述夹爪同步移动，并在所述夹爪到达最顶层工件的侧边时产生触发信号；

所述移动距离检测组件，获得工件检测组件启动至产生触发信号过程所述夹爪移动的距离；

两组所述夹爪，位于所述整摞工件的上方，且初始位置以整摞工件中轴线为轴沿所述工件的宽度方向对称设置，根据所述移动距离检测组件获得的距离移动至最顶端工件的正上方，并下移完成对工件的抓取。

优选的，所述工件检测组件为设置于其中一夹爪上的对射感应器，且感应光线与所述夹爪的末端呈一竖直面上。

优选的，还包括驱动所述夹爪水平方向移动的横向驱动组件。

优选的，所述横向驱动组件的驱动部件为伺服电机；所述工件检测组件与伺服电机电性连接组成移动距离检测组件。

优选的，还包括驱动所述夹爪上下移动的竖向驱动组件。

优选的，在两组夹爪之间的中心位置固定设置有用于检测工件的感应组件。

优选的，所述竖向驱动组件的驱动部件为伺服电机；所述感应组件与伺服电机电性连接组成高度检测组件。

优选的，所述感应组件包括向下延伸且可向上缩回的抵靠块以及感应所述抵靠块缩回的感应器。

优选的，所述抵靠块的底面于竖直方向高于所述夹爪的夹取位，且高度差不小于工件的板材厚度。

优选的，还包括由两组所述感应组件构成的方向检测组件；其中一组所述感应组件落入整摞砧板的中轴线位置。

优选的，两组所述夹爪的驱动部件包括伺服电机驱动的旋转螺母和设置于所述旋转螺母上的双向丝杆；两组所述夹爪分别设置于所述双向丝杆的两端。

由上可知，应用本发明提供的技术方案可以得到以下有益效果：通过计算获得的距离参数得到最顶层工件的偏移方向和偏移距离，再根据偏移方向和偏移距离控制夹爪，将夹爪移动至最顶层工件的正上方，进而完成错位叠放的工件的抓取，使得正反顺序叠置的工件，能够实现自动化抓取，实现错位叠放工件上料的自动化控制，尤其是栈板工件的上料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例工件错位抓取装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例工件错位抓取装置中部分结构示意图。

图中：100为夹爪，200为工件检测组件，300为固定板，400为滑块，500为第一丝杆组件，600为第二丝杆组件，700为安装板，800为感应组件，510为第一旋转螺母，520为第一丝杆，610为第二旋转螺母，620为第二丝杆，810为抵靠块，820为感应器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

工件按外形分包括单面型，工件按正反顺序叠置在一起时，工件的中轴线与整摞工件的中轴线并不重叠。采用上述叠置方式的工件，无法对工件完成自动化抓取操作。

如图1-2所示，为了解决上述问题，本实施例提出一种工件错位抓取装置，用于抓取左右交叉叠置的工件。对于待抓取工件的中轴线与整摞工件的中轴线不重叠的情况，其硬件至少包括两组初始位置以整摞工件的中轴线为轴心沿其宽度方向对称设置的夹爪100。

工件多采用具有两支撑脚的板材制成，在本实施例中，以支撑脚所在的侧边为长度方向，宽度方向则与长度方向垂直，为此上述工件中轴线与整摞工件中轴线不重叠的情况，以宽度方向为准，工件中轴线存在偏左或偏右两种情况，并且对于同种规格的工件，偏移距离为支撑件的宽度。

基于上述工件的排列方式，本实施例提供的工件错位抓取装置，除了工件错位抓取方法中所需的两组联动的夹爪100以外，还包括位于其中一夹爪100处的工件检测组件200、以及移动距离检测组件。

其中工件检测组件200与夹爪100同步移动，并在夹爪100到达最顶层工件的侧边时产生触发信号；

移动距离检测组件，获取工件检测组件200启动至产生触发信号过程中，夹爪100的移动距离；

两组夹爪100，位于整摞工件的上方，且初始位置以整摞工件中轴线为轴沿工件的宽度方向对称设置，根据移动距离检测组件获得的移动距离移动至最顶端工件的正上方，并下移完成对工件的抓取。

由于工件存在错位，为此需要先对最顶层工件的中心点完成判定，本实施例采用工件检测组件200和移动距离检测组件配合完成中心点的判定。

在最顶层工件的中心点判定过程中，首先需获取工件以及夹爪的技术参数，再根据上述技术参数进行计算判断，最后根据判断结构控制夹爪对最顶层工件完成抓取。

在技术参数获取过程中，技术参数包括最顶层工件与整摞工件之间的宽度差a，宽度差a，可以结合工件的规格获取，例如左右交叉叠置的工件，其宽度差a为工件的脚宽，脚宽可通过工件的规格获得；宽度差a同样可以通过外界测量组件获取。

在根据上述技术参数进行计算判断过程中，还需要获取夹爪100的移动距离b。其中夹爪的初始位置位于以整摞工件的中轴线的正上方，移动距离b则是夹爪100沿工件的宽度方向移动，当工件检测组件200检测到工件侧边时，移动距离检测组件获取到夹爪的移动距离。

需要说明的是，工件检测组件200检测到最顶层工件侧边时，不以工件检测组件200检测到工件侧边为准，而是以夹爪100到达工件侧边时为准，为了对移动距离b获取的准确性，工件检测组件200产生感应信号需与夹爪100到达工件侧边时同步，为此工件检测组件200需与夹爪呈一竖直面上。

在本实施例中，工件检测组件200可以为设置于其中一夹爪100上的对射感应器，且感应光线与夹爪100的末端呈一竖直面上。

在移动夹爪100之前，为了避免夹爪100移动过程与工件发生碰撞，需预设夹爪100与整摞工件之间的安全距离c，并且安全距离c不小于0。

根据上述安全距离c调整两组夹爪之间的距离h，为了实现夹爪对工件的抓取，应至少大于工件的宽度，在本实施例以下中心点的判定过程中，需避免夹爪对判定过程的影响，为此还应确保两组夹爪之间的距离h大于整摞工件的宽度g。

为此，在移动夹爪100之前，不仅需获取整摞工件的宽度g，根据整摞工件的宽度g和预设的安全距离c，可获得夹爪之间的距离h，其中三者之间满足以下公式：h＝g+2c，c大于或等于0；还需根据距离h调整夹爪100的宽度。其中宽度g同样可以采用工件的规格参数获得，也可以采用外部检测组件获得。

在本实施例中，采用第二丝杆组件600作为调整两组夹爪100之间宽度的夹爪驱动组件。具体的，第二丝杆组件600包括固定于安装板700上的第二旋转螺母610，和与第二旋转螺母610连接的第二丝杆620，其中第二丝杆620为双向丝杆，两组夹爪100分别设置于双向丝杆的两端。其中第二旋转螺母610可以由伺服电机驱动，实现夹爪100之间的距离的精准控制。

完成上述调整后，移动夹爪100，当工件检测组件200检测到最顶层工件侧边时，移动距离检测组件获取夹爪100的移动距离b。

在本实施例中，采用第一丝杆组件500和滑块400对夹爪100完成水平方向的移动。具体的，滑块400可水平滑动设置于整摞工件的上方，第一丝杆组件500包括固定于滑块400上的第一旋转螺母510，和与第一旋转螺母510连接的第一丝杆520，第一丝杆组件500构成了驱动夹爪100上下移动的竖向驱动组件，夹爪驱动组件中的安装板700固定于第一丝杆520的底端。为此第一丝杆520和滑块400组成了夹爪100的横向驱动组件。

在获取夹爪100的移动距离b的过程中，同样可以通过外部设置的移动距离检测组件获取。具体可以采用距离传感器，或者采用对射传感器结合夹爪100的移动距离，只要对夹爪100与最顶层工件之间的距离e完成测量即可。在本实施例中，滑块400由伺服电机驱动滑动，为此移动距离检测组件可以有滑块400和伺服电机组成。

获取移动距离b和宽度差a后，通过比较即可获得最顶层工件的偏移方向。

在本实施例中，工件存在偏左或偏右两种情况，并且对于同种规格的工件，偏移距离为支撑件的宽度。

为此，本实施例通过比较移动距离b与宽度差a之间的大小关系，达到对工件偏移方向的判定。

偏移方向具体判断过程如下所述：

若b＞a，判定最顶层工件的中心点偏向夹爪100的移动方向；

若b＜a，判定最顶层工件的中心点偏向夹爪100的移动反方向。

例如：

设定宽度差a为工件脚宽100mm，夹爪100的移动方向向右，此时工件检测组件200需设置于左侧的夹爪100上，工件检测组件200产生感应信号时，左侧夹爪100到达最顶层工件左侧边位置，获取夹爪的移动距离b。

若b＞100mm，则判定最顶层工件偏向右侧的夹爪100，且偏移距离为100/2＝50mm；

若b＜100mm，则判定最顶层工件偏向左侧的夹爪100，且偏移距离为100/2＝50mm。

需要说明的是，在上述计算等式中，由于在现实叠置过程中，工件并非整齐的排列，为此最顶层工件的侧边并非准确的位于整摞工件的左上角或右上角，在本实施例中可加入10mm的误差校正值，即b和a之间的比较过程，可加入10mm的校正值，当然上述10mm需在d/2的范围内。

计算得到偏移方向后调整夹爪100的位置至最顶层工件的正上方，并完成抓取动作。

由于判定得到最顶层工件的偏移方向为偏左或偏右，为此夹爪100的调整距离也根据判定结果而变动，伺服电机驱动滑块400带动夹爪100调整至最顶层工件的正上方。

若判定最顶层工件偏向夹爪100的移动方向，夹爪100反方向调整距离e＝安全距离c+宽度差a/2；若判定最顶层工件偏向夹爪100的移动反方向，夹爪100反方向调整距离e＝移动距离d+宽度差a/2。

在上述举例说明中，若判定最顶层工件偏向右侧的夹爪100，此时夹爪100需向左调整，且调整距离e＝c+a/2＝c+50；若判定最顶层工件偏向左侧的夹爪100，此时夹爪100同样需向左调整，不同的是调整距离e＝d+a/2＝d+50。

完成夹爪100水平方向位置调整后，此时夹爪100位于最顶层工件的正上方，为了实现最顶层工件的抓取，还需将夹爪100下降至最顶层工件对应的高度，为此，在调整夹爪100的位置之前，还需获取最顶层工件的高度f，夹爪100移动至最顶层工件的正上方后，再根据高度f下降至相应高度，完成最顶层工件的抓取。

在本实施例中，采样第一丝杆组件500作为驱动夹爪100上下移动的竖向驱动组件。具体的，包括固定悬置于整摞工件上方的固定板300，横向驱动组件的滑块400通过滑轨沿工件的宽度方向滑动设置在固定板300上，第一丝杆组件500组成了夹爪100的竖向驱动组件。

实施例2

本实施例提供一种工件错位抓取装置，用于抓取左右交叉叠置的工件。

同样包括两组联动的夹爪100、位于其中一夹爪100处的工件检测组件200、以及移动距离检测组件。

工件检测组件200与夹爪100同步移动，并在夹爪100到达最顶层工件的侧边时产生触发信号；移动距离检测组件，获取工件检测组件200启动至产生触发信号过程中，夹爪100的移动距离；两组夹爪100，位于整摞工件的上方，且初始位置以整摞工件中轴线为轴沿工件的宽度方向对称设置，根据移动距离检测组件获得的移动距离移动至最顶端工件的正上方，并下移完成对工件的抓取。

为了完成最顶层工件的抓取，需要在抓取过程中将夹爪100下移至最顶层工件对应的高度，为此，需要先获取最顶层工件的高度，该高度可以通过工件的规格获取，在此不做详细说明。本实施例通过高度检测组件对最顶层工件的高度完成获取。

本实施例通过检测夹爪100下移高度完成最顶层工件的高度检测，由感应组件800和驱动第一旋转螺母510的伺服电机构成。

其中感应组件800包括向下延伸且可向上缩回的抵靠块810以及感应抵靠块810缩回的感应器820。感应器820固定在安装板700的顶面，抵靠块810穿过安装板700延伸至安装板700的底面。

第一旋转螺母510的伺服电机驱动第一丝杆520向下移动时，带动安装板700上的抵靠块810向下移动，当抵靠块810抵靠在最顶层工件的顶面时，第一丝杆520继续向下移动，使得抵靠块810向上顶起，当顶起至其顶端触发感应器820时，感应器820产生信号或发生信号中断，则判定感应组件800已经到达最顶层工件处，此时根据伺服电机的运转即可计算获得感应组件800下降的高度，再结合感应组件800的初始位置，最终获得整摞工件的高度。

本实施例是通过感应组件800下移与最顶层工件接触，以获得最顶层工件的高度，驱动滑块400完成夹爪100的移动距离检测，为了防止夹爪100移动过程中与工件发生碰撞，本实施例在获得最顶层工件的高度后，竖向驱动组件的第一丝杆520带动安装板700上移，并使得抵靠块810与最顶层工件脱离，具体可以上移10mm，滑块400再驱动两组夹爪100往右边移动，直至工件检测组件200感应到工件的侧边。

获取最顶层工件的高度后，在对最顶层工件进行抓取时，即可根据获取的高度调整夹爪100的下降高度，完成最顶层工件的抓取。

实施例3

本实施例提供一种工件错位抓取装置，用于抓取左右交叉叠置的工件。

同样包括两组联动的夹爪100、位于其中一夹爪100处的工件检测组件200、以及移动距离检测组件。

工件检测组件200与夹爪100同步移动，并在夹爪100到达最顶层工件的侧边时产生触发信号；移动距离检测组件，获取工件检测组件200启动至产生触发信号过程中，夹爪100的移动距离；两组夹爪100，位于整摞工件的上方，且初始位置以整摞工件中轴线为轴沿工件的宽度方向对称设置，根据移动距离检测组件获得的移动距离移动至最顶端工件的正上方，并下移完成对工件的抓取。

在正反叠置的工件中，不仅存在正面朝上的工件，还存在反面朝上的工件，对于正反面朝上的工件，后续的工序存在差异。正面朝上的工件可以直接抓取置于传送组件上；反面朝上的工件，则需抓取后完成翻转，再放置在传送组件上。为此，在夹爪100完成最顶层工件的抓取之前，还需完成工件的正反面检测步骤。

在工件结构中，正面为平整面，反面中，为了确保其承重力，在反面的中轴线位置均固定有加强凸棱。针对该结构，正反面检测步骤可以通过检测最顶层工件的顶面平整度达到检测正反面的效果。

本实施例采用两组固定在安装板700上的感应组件800完成最顶层工件的放置方向检测。其中一组感应组件800位于整摞工件的中轴线处，不仅作为工件高度检测组件，还作为工件正反检测组件的一部分；另一组感应组件800位于整摞工件的中轴线以外。

两组感应组件800同时下移抵靠于最顶层工件的顶面；两组感应组件800均感应到工件，说明检测到平整端面，判定最顶层工件的正面朝上；其中一组感应组件800未感应到工件，说明检测到工件反面的加强凸棱，则判定最顶层工件的反面朝上。

综上所述，本发明实施例提供的技术方案，通过计算获得的距离参数得到最顶层工件的偏移方向和偏移距离，再根据偏移方向和偏移距离控制夹爪，将夹爪移动至最顶层工件的正上方，进而完成工件的抓取，使得正反顺序叠置的工件，能够实现自动化抓取，实现工件上料的自动化控制。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种工件错位抓取装置，用于抓取左右交错叠置的工件；其特征在于：包括两组联动的夹爪(100)、工件检测组件(200)、以及移动距离检测组件；

所述工件检测组件(200)与所述夹爪(100)同步移动，并在所述夹爪(100)到达最顶层工件的侧边时产生触发信号；

所述移动距离检测组件，获得工件检测组件启动至产生触发信号过程所述夹爪(100)移动的距离；

两组所述夹爪(100)，位于整摞工件的上方，且初始位置以整摞工件中轴线为轴沿所述工件的宽度方向对称设置，根据所述移动距离检测组件获得的距离移动至最顶端工件的正上方，并下移完成对工件的抓取；

其中，先预设夹爪(100)与整摞工件之间的安全距离c，并获取最顶端工件与所述整摞工件之间的宽度差a，当工件检测组件(200)检测到工件侧边时，所述移动距离检测组件获取到所述夹爪(100)的移动距离b，

通过比较移动距离b与宽度差a之间的大小关系，达到对工件偏移方向的判定；

偏移方向具体判断过程如下：

若b＞a，判定最顶端工件的中心点偏向夹爪的移动方向；

若b＜a，判定最顶端工件的中心点偏向夹爪的移动反方向；

若判定最顶端工件偏向夹爪的移动方向，夹爪反方向调整距离e＝安全距离c+宽度差a/2；若判定最顶端工件偏向夹爪的移动反方向，夹爪反方向调整距离e＝移动距离d+宽度差a/2。

2.根据权利要求1所述的工件错位抓取装置，其特征在于：所述工件检测组件(200)为设置于其中一夹爪上的对射感应器，且感应光线与所述夹爪(100)的末端呈一竖直面上。

3.根据权利要求1所述的工件错位抓取装置，其特征在于：还包括驱动所述夹爪(100)水平方向移动的横向驱动组件。

4.根据权利要求3所述的工件错位抓取装置，其特征在于：所述横向驱动组件的驱动部件为伺服电机；所述工件检测组件(200)与伺服电机电性连接组成移动距离检测组件。

5.根据权利要求1所述的工件错位抓取装置，其特征在于：还包括驱动所述夹爪(100)上下移动的竖向驱动组件。

6.根据权利要求5所述的工件错位抓取装置，其特征在于：在两组夹爪(100)之间的中心位置固定设置有用于检测工件的感应组件(800)。

7.根据权利要求6所述的工件错位抓取装置，其特征在于：所述竖向驱动组件的驱动部件为伺服电机；所述感应组件(800)与伺服电机电性连接组成高度检测组件。

8.根据权利要求6或7所述的工件错位抓取装置，其特征在于：所述感应组件(800)包括向下延伸且可向上缩回的抵靠块(810)以及感应所述抵靠块(810)缩回的感应器(820)。

9.根据权利要求8所述的工件错位抓取装置，其特征在于：所述抵靠块(810)的底面于竖直方向高于所述夹爪(100)的夹取位，且高度差不小于工件的板材厚度。

10.根据权利要求6所述的工件错位抓取装置，其特征在于：还包括由两组所述感应组件(800)构成的方向检测组件；其中一组所述感应组件(800)落入整摞砧板的中轴线位置。

11.根据权利要求1所述的工件错位抓取装置，其特征在于：两组所述夹爪(100)的驱动部件包括伺服电机驱动的旋转螺母和设置于所述旋转螺母上的双向丝杆；两组所述夹爪分别设置于所述双向丝杆的两端。