本發(fā)明涉機床領(lǐng)域內(nèi)的一種激光切割機分揀機器人及其該激光切割機分揀機器人分揀零件的方法。

背景技術(shù)：

激光切割機廣泛應(yīng)用于鈑金加工、金屬加工、廣告制作、廚具、汽車、燈具、鋸片、電氣開關(guān)柜、金屬工藝品、紡織機械、糧食機械、眼鏡制作、航空航天、醫(yī)療器械、儀器儀表等行業(yè)，特別是在鈑金加工行業(yè)中已取代傳統(tǒng)加工方式，深受行業(yè)用戶的青睞；激光切割機時以激光作為一種加工手段對板材進行切割加工的裝置，它可以加工任意形狀的曲線；為了提升激光切割的效率及其自動化水平，減輕人們的勞動強度，激光切割機分揀機器人應(yīng)運而生，它與激光切割機結(jié)合成一個整體，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)；但是在日常使用過程中，一般的激光分揀機器人通過x軸、y軸、z軸運動，不能完全實現(xiàn)自動化，即使能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，但是不能很好的識別不同的成品零件，也不能自動分配吸盤吸附的最佳位置，起不到安全吸附的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種激光切割機分揀機器人可以代替激光切割機人工分揀，可識別激光切割好的成品，并按要求對切割好的成品進行快速分揀、碼垛。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種激光切割機分揀機器人，包括設(shè)置在地面上的x軸支撐座、配合x軸支撐座設(shè)置的y軸支撐座、配合y軸支撐座設(shè)置的z軸支撐座，所述x軸支撐座、y軸支撐座和z軸支撐座上分別設(shè)置有軌道和齒條，所述y軸支撐座包括y軸縱向支撐座和y軸橫向支撐座，所述y軸縱向支撐座通過滑動機構(gòu)配合x軸支撐座上的軌道設(shè)置，所述z軸支撐座和y軸橫向支撐座上通過連接件連接；所述z軸支撐座上配合設(shè)置有c軸支撐座，所述c軸支撐座通過驅(qū)動裝置驅(qū)動并與分揀工裝連接；所述分揀工裝包括主面板，所述主面板上陣列設(shè)置有若干氣缸，每個氣缸均獨立連接有吸盤。

本發(fā)明工作時，首先需要將吸盤需要吸取的各種不同的激光切割件的形狀依次輸入到電腦程序中；激光切割機開始工作依次切割電腦程序中的各種形狀的切割件；當激光切割機完成一個切割件的切割時，激光切割機分揀機器人開始動作，通過x軸支撐座、y軸支撐座和z軸支撐座實現(xiàn)x軸方向、y軸方向、z軸方向的移動，到達成品工件的正上方，此時激光切割機分揀機器人根據(jù)激光切割機的切割程序，可獲取切割好工件的外形輪廓、位姿狀態(tài)等特征，然后進行零件匹配，實現(xiàn)零件識別，獲取零件編號；將零件輪廓與吸盤布置圖進行匹配，自動生成吸附模擬圖，同時再通過c軸支撐座來實現(xiàn)c軸周向的旋轉(zhuǎn)運動，最終達到吸取各種成品工件最佳的位置角度；由人工確認后即可進行抓取成品工件，并將其搬運至成品區(qū)；一旦激光切割未切透、零件形狀復(fù)雜且切縫較小時，邊框會卡住工件且無法分離；此時激光切割機分揀機器人在激光切割機交換工作臺上抓取工件后抬至一定高度并高于對射光幕傳感器檢測區(qū)域就會阻擋對射光幕傳感器，從而實現(xiàn)報警；報警之后，激光切割機分揀機器人會將廢品工件放下，并跳過此廢品工件，從而直接吸取其它的成品工件。

本發(fā)明的有益效果在于，提供一種激光切割機分揀機器人可以代替激光切割機人工分揀，可識別激光切割好的成品，并按要求對切割好的成品進行快速分揀、碼垛。

作為本發(fā)明的進一步改進，為保證分揀工裝對不同的成品工件進行高效率的吸附，節(jié)約成本；所述分揀工裝的主面板上分為中心十字工作區(qū)域、左前工作區(qū)域、左后工作區(qū)域、右前工作區(qū)域和右后工作區(qū)域，所述吸盤分為大吸盤和小吸盤；所述十字工作區(qū)域的中心以及十字工作區(qū)域的最左邊和最右邊均設(shè)置有大吸盤，所述十字工作區(qū)域其它位置均設(shè)置有小吸盤；所述左前工作區(qū)域、左后工作區(qū)域、右前工作區(qū)域和右后工作區(qū)域均設(shè)置有大吸盤。

作為本發(fā)明的進一步改進，為保證分揀工裝上的吸盤利用最小的吸力吸附住成品工件最大的吸附面積，使其吸附安全可靠；所述主面板上垂直焊接有若干隔板，所述十字工作區(qū)域、左前工作區(qū)域、左后工作區(qū)域、右前工作區(qū)域和右后工作區(qū)域分別由隔板隔開；所述左前工作區(qū)域、左后工作區(qū)域、右前工作區(qū)域和右后工作區(qū)域分別由隔板隔成兩半面積相等的工作區(qū)域；所述十字工作區(qū)域的左邊工作區(qū)域和右邊工作區(qū)域分別由隔板隔成兩半面積相等的工作區(qū)域，所述十字工作區(qū)域的中心獨立設(shè)置有中心氣缸并由隔板將其與四周隔開。

作為本發(fā)明的進一步改進，為保證較好的吸附效果，同時保證整個分揀工裝具有較好工作強度，而且保證氣缸與氣缸之間的具有足夠的空間進行氣管連接；所述左前工作區(qū)域、左后工作區(qū)域、右前工作區(qū)域和右后工作區(qū)域均設(shè)置有相等數(shù)量的氣缸，所述左前工作區(qū)域、左后工作區(qū)域、右前工作區(qū)域和右后工作區(qū)域分別由隔板隔成兩半相等面積的區(qū)域設(shè)有相等數(shù)量的氣缸，所述十字工作區(qū)域左邊工作區(qū)域和右邊工作區(qū)域設(shè)置有相等數(shù)量的氣缸，所述十字工作區(qū)域的左邊工作區(qū)域和右邊工作區(qū)域分別由隔板隔成兩半相等面積的區(qū)域設(shè)置有相等數(shù)量的氣缸，所述十字工作區(qū)域的前方工作區(qū)域和后方工作區(qū)域設(shè)置有相等數(shù)量的氣缸；所述隔板每間隔一段距離設(shè)置有圓孔，所述每個氣缸之間留有一定的空間。

作為本發(fā)明的進一步改進，為保證分揀工裝能夠旋轉(zhuǎn)運動，從而獲取到最佳的吸附位置；所述中心氣缸四周隔板的上方連接有圓法蘭，所述c軸支撐座與圓法蘭通過螺栓連接，所述驅(qū)動裝置固定設(shè)置在z軸支撐座的內(nèi)部。

作為本發(fā)明的進一步改進，為保證最大限度的節(jié)約空間，節(jié)省成本；所述連接件呈t形設(shè)置，所述連接件任意一邊兩端朝內(nèi)的位置分別配合y軸支撐座和z軸支撐座的軌道設(shè)置有導軌；所述連接件的另一邊橫向和縱向分別設(shè)置有兩臺驅(qū)動電機，所述兩臺驅(qū)動電機分別配合齒條設(shè)置有齒輪。

作為本發(fā)明的進一步改進，為保證最大限度的節(jié)約成本，減少使用空間；所述滑動機構(gòu)包括設(shè)置在y軸縱向支撐座內(nèi)部的減速電機二，所述減速電機二配合x軸支撐座上的齒條設(shè)置有齒輪。

作為本發(fā)明的進一步改進，為保證每個氣缸獨立運動；所述氣缸經(jīng)真空發(fā)生器與吸盤連接，所述真空發(fā)生器通過氣閥控制。

本發(fā)明的另一個有益效果在于，通過該分揀方法能夠快速有效的進行自動分揀成品，提高工作效率。

作為本發(fā)明的進一步改進，為保證激光切割機分揀機器人能夠正常使用，快速的對成品進行分揀；第一步，首先需要將吸盤需要吸取的各種不同的激光切割件的形狀輸入到電腦程序中；第二步，當激光切割機完成一個切割件的切割時，激光切割機分揀機器人開始動作，通過x軸支撐座、y軸支撐座和z軸支撐座實現(xiàn)x軸方向、y軸方向、z軸方向的移動，同時再通過c軸支撐座來實現(xiàn)c軸周向的旋轉(zhuǎn)運動，最終到達成品工件的上方；第三步，激光切割機分揀機器人根據(jù)激光切割機的切割程序，可獲取切割好工件的外形輪廓、位姿狀態(tài)等特征，然后進行零件匹配，實現(xiàn)零件識別，獲取零件編號；將零件輪廓與吸盤布置圖進行匹配，自動生成吸附模擬圖，由人工確認后即可進行抓取成品工件，并將其搬運至成品區(qū)；第四步，一旦激光切割未切透、零件形狀復(fù)雜且切縫較小時，邊框會卡住工件且無法分離；此時激光切割機分揀機器人在激光切割機交換工作臺上抓取工件后抬至一定高度并高于對射光幕傳感器檢測區(qū)域就會阻擋對射光幕傳感器，從而實現(xiàn)報警；第五步，報警之后，激光切割機分揀機器人會將廢品工件放下，并跳過此廢品工件，從而直接吸取其它的成品工件。

作為本發(fā)明的進一步改進，為保證在激光切割機交換工作臺上進行快速有效的識別廢品；在第四步中，對射光幕傳感器設(shè)置在激光切割機交換工作臺的兩側(cè)并對稱設(shè)置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的放置位置示意圖。

圖3為分揀工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為分揀工裝的機構(gòu)主視圖。

圖5為分揀工裝上吸盤的排布示意圖。

圖6為分揀工裝吸附方形工件時吸盤工作示意圖。

圖7為分揀工裝吸附三角形工件時吸盤工作示意圖。

圖8為分揀工裝吸附l形工件時吸盤工作示意圖。

圖9為分揀工裝吸附長條形工件時吸盤工作示意圖。

圖10為分揀工作吸附成品的示意圖。

圖11為分揀工裝吸附廢品的示意圖。

圖12為吸盤的控制原理圖。

圖13為連接件的結(jié)構(gòu)示意。

其中，1x軸支撐座、2y軸支撐座、201y軸縱向支撐座、202y軸橫向支撐座、3z軸支撐座、4軌道、5齒條、6c軸支撐座、7分揀工裝、701主面板、702氣缸、703吸盤、703a大吸盤、703b小吸盤、8十字工作區(qū)域、9左前工作區(qū)域、10左后工作區(qū)域、11右前工作區(qū)域、12右后工作區(qū)域、13隔板、14圓孔、15圓法蘭、16導軌、17齒輪、18減速電機二、19激光切割機交換工作臺、20對射光幕傳感器、21氣閥、22連接件。

具體實施方式

如圖1-12所示，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種激光切割機分揀機器人，包括設(shè)置在地面上的x軸支撐座1、配合x軸支撐座1設(shè)置的y軸支撐座2、配合y軸支撐座2設(shè)置的z軸支撐座3，x軸支撐座1、y軸支撐座2和z軸支撐座3上分別設(shè)置有軌道4和齒條5，y軸支撐座2包括y軸縱向支撐座201和y軸橫向支撐座202，y軸縱向支撐座201通過滑動機構(gòu)配合x軸支撐座1上的軌道4設(shè)置，z軸支撐座3和y軸橫向支撐座202上通過連接件22連接；z軸支撐座3上配合設(shè)置有c軸支撐座6，c軸支撐座6通過驅(qū)動裝置驅(qū)動并與分揀工裝7連接；分揀工裝7包括主面板701，主面板701上陣列設(shè)置有若干氣缸702，每個氣缸702均獨立連接有吸盤703；分揀工裝7的主面板701上分為中心十字工作區(qū)域8、左前工作區(qū)域9、左后工作區(qū)域10、右前工作區(qū)域11和右后工作區(qū)域12，吸盤703分為大吸盤703a和小吸盤703b；十字工作區(qū)域8的中心以及十字工作區(qū)域8的最左邊和最右邊均設(shè)置有大吸盤703a，十字工作區(qū)域8其它位置均設(shè)置有小吸盤703b；左前工作區(qū)域9、左后工作區(qū)域10、右前工作區(qū)域11和右后工作區(qū)域12均設(shè)置有大吸盤703a；主面板701上垂直焊接有若干隔板13，十字工作區(qū)域8、左前工作區(qū)域9、左后工作區(qū)域10、右前工作區(qū)域11和右后工作區(qū)域12分別由隔板13隔開；左前工作區(qū)域9、左后工作區(qū)域10、右前工作區(qū)域11和右后工作區(qū)域12分別由隔板13隔成兩半面積相等的工作區(qū)域；十字工作區(qū)域8的左邊工作區(qū)域和右邊工作區(qū)域分別由隔板13隔成兩半面積相等的工作區(qū)域，十字工作區(qū)域8的中心獨立設(shè)置有中心氣缸并由隔板13將其與四周隔開；左前工作區(qū)域9、左后工作區(qū)域10、右前工作區(qū)域11和右后工作區(qū)域12均設(shè)置有相等數(shù)量的氣缸702，左前工作區(qū)域9、左后工作區(qū)域10、右前工作區(qū)域11和右后工作區(qū)域12分別由隔板13隔成兩半相等面積的區(qū)域設(shè)有相等數(shù)量的氣缸702，十字工作區(qū)域8左邊工作區(qū)域和右邊工作區(qū)域設(shè)置有相等數(shù)量的氣缸702，十字工作區(qū)域8的左邊工作區(qū)域和右邊工作區(qū)域分別由隔板13隔成兩半相等面積的區(qū)域設(shè)置有相等數(shù)量的氣缸702，十字工作區(qū)域8的前方工作區(qū)域和后方工作區(qū)域設(shè)置有相等數(shù)量的氣缸702；隔板13每間隔一段距離設(shè)置有圓孔14，每個氣缸702之間留有一定的空間；中心氣缸四周隔板13的上方連接有圓法蘭15，c軸支撐座6與圓法蘭15通過螺栓連接，驅(qū)動裝置固定設(shè)置在z軸支撐座3的內(nèi)部；連接件22呈t形設(shè)置，連接件22任意一邊兩端朝內(nèi)的位置分別配合y軸支撐座2和z軸支撐座3的軌道4設(shè)置有導軌16；連接件22的另一邊橫向和縱向分別設(shè)置有兩臺驅(qū)動電機，兩臺驅(qū)動電機分別配合齒條5設(shè)置有齒輪17；滑動機構(gòu)包括設(shè)置在y軸縱向支撐座201內(nèi)部的減速電機二18，減速電機二18配合x軸支撐座1上的齒條5設(shè)置有齒輪17；氣缸702經(jīng)真空發(fā)生器與吸盤703連接，真空發(fā)生器通過氣閥21控制。

本發(fā)明工作時，首先需要將吸盤703需要吸取的各種不同的激光切割件的形狀依次輸入到電腦程序中；激光切割機開始工作依次切割電腦程序中的各種形狀的切割件；當激光切割機完成一個切割件的切割時，激光切割機分揀機器人開始動作，通過x軸支撐座1、y軸支撐座2和z軸支撐座3實現(xiàn)x軸方向、y軸方向、z軸方向的移動，到達成品工件的正上方，此時激光切割機分揀機器人根據(jù)激光切割機的切割程序，可獲取切割好工件的外形輪廓、位姿狀態(tài)等特征，然后進行零件匹配，實現(xiàn)零件識別，獲取零件編號；將零件輪廓與吸盤703布置圖進行匹配，自動生成吸附模擬圖，同時再通過c軸支撐座6來實現(xiàn)c軸周向的旋轉(zhuǎn)運動，最終達到吸取各種成品工件最佳的位置角度；當需要吸附長方形的工件時，電腦自己識別，優(yōu)先使用左前工作區(qū)域9、左后工作區(qū)域10、右前工作區(qū)域11和右后工作區(qū)域12靠近中心位置的大吸盤703a進行吸附；當需要吸附三角形工件時，會優(yōu)先使用十字工作區(qū)域8的中心吸盤703以及左前工作區(qū)域9、左后工作區(qū)域10、右前工作區(qū)域11和右后工作區(qū)域12靠近中心位置的大吸盤703a進行吸附；當需要吸附l形工件時，該分揀機器人直接啟動十字工作區(qū)域8中的吸盤703進行有效吸附；當吸附長條形工件時，電腦會自動識別，啟動十字工作區(qū)域8中左邊工作區(qū)域或者右邊工作區(qū)域的小吸盤703b進行吸附；在進行上述幾個過程時，氣閥21均可以單獨對某個氣缸702的吸盤703進行抽真空，以便于快速吸取工件，上述工作完成后，最后由人工確認即可進行抓取成品工件，并將其搬運至成品區(qū)；一旦激光切割未切透、零件形狀復(fù)雜且切縫較小時，邊框會卡住工件且無法分離，此時激光切割機分揀機器人在激光切割機交換工作臺19上抓取工件后抬至一定高度并高于對射光幕傳感器20檢測區(qū)域就會阻擋對射光幕傳感器20，從而實現(xiàn)報警；報警之后，激光切割機分揀工裝7會在z軸方向上下降，下降到激光切割機交換工作臺19時，電腦控制吸盤703不再吸取工件，此時分揀工裝7會將廢品工件放下，并跳過此廢品工件，進而直接吸取其它的成品工件，提高工作效率。

如圖1-12所示，本發(fā)明的另一目的是這樣實現(xiàn)的：

第一步，首先需要將吸盤703需要吸取的各種不同的激光切割件的形狀輸入到電腦程序中；

第二步，當激光切割機完成一個切割件的切割時，激光切割機分揀機器人開始動作，通過x軸支撐座1、y軸支撐座2和z軸支撐座3實現(xiàn)x軸方向、y軸方向、z軸方向的移動，同時再通過c軸支撐座6來實現(xiàn)c軸周向的旋轉(zhuǎn)運動，最終到達成品工件的上方；

第三步，激光切割機分揀機器人根據(jù)激光切割機的切割程序，可獲取切割好工件的外形輪廓、位姿狀態(tài)等特征，然后進行零件匹配，實現(xiàn)零件識別，獲取零件編號；將零件輪廓與吸盤703布置圖進行匹配，自動生成吸附模擬圖，由人工確認后即可進行抓取成品工件，并將其搬運至成品區(qū)；

第四步，一旦激光切割未切透、零件形狀復(fù)雜且切縫較小時，邊框會卡住工件且無法分離；此時激光切割機分揀機器人在激光切割機交換工作臺19上抓取工件后抬至一定高度并高于對射光幕傳感器20檢測區(qū)域就會阻擋對射光幕傳感器20，從而實現(xiàn)報警；

第五步，報警之后，激光切割機分揀機器人會將廢品工件放下，并跳過此廢品工件，從而直接吸取其它的成品工件；在第四步中，對射光幕傳感器20設(shè)置在激光切割機交換工作臺19的兩側(cè)并對稱設(shè)置。

本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。