[发明专利]一种拆垛自动化设备

说明书

本发明公开了一种拆垛自动化设备，其主要由桁架式机械手1、多功能夹具2、机器人视觉系统3、以及投料机4构成。其中桁架式机械手包括有XYZ三个直线轴和一个旋转轴(U轴)，多功能夹具2设置在U轴14上，可实现±180°旋转；机器人视觉系统3设置在Z轴13末端或者U轴14上；投料机4设置在Y轴12的下方。人工将满料栈板0放置在桁架式机械手1的下方的指定位置，机器人视觉系统3对其定位，通过多功能夹具2进行准确的逐个抓取，最后将整袋散料00放置到投料机4上，由投料机4完成投料。整个过程逻辑简单，高效便捷，特别适合袋装散料的自动化拆垛和投料工作，比如：袋装大米、袋装塑胶颗粒、袋装食盐等散料，具备新颖性和创造性，是智慧工厂的重要组成部分。

技术领域

本发明涉及一种机械设备，具体是一种自动化设备，更进一步说是一种拆垛自动化设备。

背景技术

随着工业4.0概念的普及以及诸多生产型企业对自动化系统的重视，机器人替人的概念越来越被大众所接受。机器人替人是一个系统工程，涉及机械、电子、光学以及图形学等技术领域。机器人替人不仅仅是为了节省劳动力，更多的体现在保证功能要求的前提下提高效率，对产品的品质有更好的保证。

拆垛是一种常见的作业，是码垛的反向工作，也即是将码垛好的物品逐个拿走，自古以来这种作业方式都是由人完成。自从码垛机器人出现之后，码垛自动化便是常见的自动化作业方式了。但拆垛自动化要求相对较高，即要求工人对栈板的放置位置有精度要求，而满料栈板一般比较重，人工精确放置相对困难，灵活度相对较差。目前存在的拆垛自动化设备大多采用关节机器人，成本居高不下。本发明公开一种拆垛自动化设备，采用桁架式机械手+机器人视觉系统，既能解决成本高的问题亦能轻松实现对被抓产品的精确定位，降低了人工放置栈板的精度要求，具有工程实际意义。

发明内容

本发明的目的正是针对上述问题而公开的一种拆垛自动化设备。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

所述的一种拆垛自动化设备主要由桁架式机械手1、多功能夹具2、机器人视觉系统3以及投料机4构成；所述桁架式机械手1具备符合空间直角坐标系的X轴11、Y轴12、Z轴13三个直线轴，以及设置在Z轴13末端的旋转的U轴14，所述U轴14旋转角度范围不小于±180°，且旋转平面平行于水平面；所述X轴11、Y轴12平行于水平面做直线运动，Z轴13做竖直方向的直线运动；所述X轴11、Y轴12、Z轴13的动力均来自伺服电机，U轴14动力来自伺服电机或旋转汽缸；所述多功能夹具2设置在U轴14的末端，其主要由吸盘21、夹爪22以及夹爪气缸23构成，当Z轴13向上达到极限位置时，所述多功能夹具2的最低点距离地面的高度大于满料栈板0的最高点距离地面的距离，当Z轴13向下达到极限位置时，所述吸盘21的下表面距离地面的高度小于满料栈板0上的最底层的袋装散料00的最高点；所述吸盘21的下表面始终平行于水平面；夹爪气缸23驱动夹爪22上下翻转，且夹爪22向上翻转到极限位置时，所述夹爪22完全处在吸盘21下表面的上方，夹爪22向下翻转到极限位置时，所述夹爪22的下边沿处于被吸盘21提起来的袋装散料00的正下方；所述机器人视觉系统3固定在Z轴13末端、多功能夹具2的斜上方，其主要由工业相机31、光源32以及安装支架33构成，工业相机31的镜头方向朝下。

优选地，所述吸盘21其实质是一个海绵吸盘。

优选地，所述机器人视觉系统3其实质是一个单目工业视觉系统或者多目工业视觉系统。

所述的一种拆垛自动化设备，可以自动完成如下动作：

1)人工将满料栈板0放置在桁架式机械手1)下方指定位置；

2)桁架式机械手1将机器人视觉系统3移载到满料栈板0的周边进行拍照定位；

3)桁架式机械手1利用多功能夹具2根据机器人视觉系统3提供的坐标信息逐个抓取袋装散料00；