转运装置及上料系统的制作方法

1.本技术涉及家居加工设备技术领域，具体涉及一种转运装置及上料系统。


背景技术：

2.随着家居自动化行业的蓬勃发展，家居板材上料的方式由人工上料，逐步发展为辊筒正上料、侧上料的方式，目前又发展为机器人吸盘抓板上料的方式，相对于传统的人工和辊筒上料方式，机器人上料具有效率高、灵活性高的优势，且由于抓板吸盘与板件属于柔性接触，在上料过程中导致板件出现崩缺和划伤的风险较低。
3.但现有的机器人上料过程中容易与板垛发生碰撞，板材掉落的风险较高，机器人上料的可靠性较差。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本技术提供一种转运装置及上料系统，能够提高机器人上料的可靠性。
5.第一方面，本技术提供了一种转运装置，用于存放仓，多个板件沿存放仓的高度方向堆垛于存放仓，转运装置包括机械臂；支架，设置于机械臂的末端关节的输出法兰；吸盘，设置于支架，用于吸附或释放板件；卡扣机构，设置于支架，卡扣机构被配置为在吸盘吸附板件后运行，以在吸盘发生异常时支承板件；其中，支架上设置有第一传感器、第二传感器和第三传感器，第一传感器被配置为在其与板件接触时产生第一信号，吸盘响应于所述第一信号吸附板件，第二传感器用于在吸盘吸附一个板件后检测相对存放仓的位置发生变化的板件的数量；在存放仓的高度方向上，第三传感器用于检测吸盘与位于存放仓最上层的板件的相对位置。
6.本技术实施例的技术方案中，卡扣机构的设置可在吸盘出现气压不稳等情况下支承板件，降低了板件掉落的风险。第一传感器的设置可在当支架位于准确抓板位置时吸盘才开始工作，转运装置才开始抓板，降低了因机器人程序设定位置与实际位置存在误差，导致机器人与板垛发生碰撞的风险。第二传感器的设置可降低转运过程中，因避免吸盘吸附的板件还粘连有其他板件而设置的等待时间导致转运效率下降的风险。第三传感器的设置降低了因存放仓内配板的数量大于设计值时，导致支架与板垛发生碰撞的风险。
7.在一些实施例中，转运装置还包括第四传感器，第四传感器用于检测支架振动的幅度，当支架的振动的幅度达到预设值时产生第二信号，机械臂响应于所述第二信号停止运行。这样的设计，使支架发生碰撞后机械臂可及时停机，降低因机械臂继续动作引起支架碰撞变形的风险。
8.在一些实施例中，卡扣机构包括支承件，支承件可转动的设置于支架，支承件被配置为在吸盘吸附板件后转动一定角度，以使至少部分支承件位于板件下方。在吸盘出现异常情况时，通过转动支承件的方式为支架提供支承，结构简单，且不会与传感器的检测发生干涉。
9.在一些实施例中，卡扣机构还包括转轴和驱动件，转轴与支承件连接且可转动的设置于支架，驱动件设置于支架，驱动件用于驱动转轴转动。以支架作为部分卡扣机构的安装基体，减少了转运装置的占用空间，使转运装置能在更狭窄的空间内搬运板材。
10.在一些实施例中，第二传感器为反光板型光电开关。
11.在一些实施例中，第四传感器为力控传感器。
12.在一些实施例中，支架包括安装板，安装板上设置有调节孔，第二传感器可调节地安装于调节孔。通过调节孔可调节第二传感器的位置以使转运装置适配不同厚度的板件，提高转运装置与板件的兼容性。
13.第二方面，本技术提供了一种上料系统，其包括存放仓，用于储存板件；输送线，用于输送板件；以及上述实施例中的转运装置，转运装置位于存放仓和输送线之间用于在存放仓和输送线之间转运板件。
14.在一些实施例中，上料系统还包括缓存仓，缓存仓位于存放仓与输送线之间，缓存仓用于缓存板件。
15.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
16.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
17.图1为本技术一些实施例的上料系统的结构示意图；
18.图2为本技术一些实施例的支架的俯视图；
19.图3为本技术一些实施例的支架的侧视图；
20.图4为图3中a处的放大图；
21.图5为本技术一些实施例的安装板的结构示意图。
22.具体实施方式中的附图标号如下：
23.1-机械臂；2-支架；21-安装板；22-立板；211-调节孔；3-输送线；4-缓存仓；5-板件；6-存放仓；7-第一传感器；8-第四传感器；9-第三传感器；10-第二传感器；11-吸盘；12-卡扣机构；121-驱动件；122-安装座；123-支承件；124-主动齿轮；125-基座；126-从动齿轮。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
26.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
28.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
29.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
30.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
31.现有的机器人上料的可靠性较差，例如在机器人上料的过程中会出现如下几种情况：第一、由于板件厚度受素板压贴的影响，板垛的高度会和理论值存在差异，而机器人抓板程序一般按照固定的程序抓取板件，导致板垛高度比理论值大时，抓板机器人容易碰撞报警，板垛高度比理论值小时，容易掉板；第二、当配板板垛的板件数大于系统板件数时，机器人进入板材仓抓板时，会把高出的板件碰撞从板材仓掉落，有极大的安全隐患；第三、对于家居板材，特别是没有表面纹路的板件，抓板机器人吸盘吸取板件时，很容易将两块粘连的板件以前抓起，粘连的板件会在抓起输送过程中掉落，碰到设备或者人，损坏板件。
32.根据本技术的一些实施例，参照图1至图5，本技术提供了一种转运装置，用于存放仓6，多个板件5沿存放仓6的高度方向堆垛于存放仓6，存放仓6一般由多根矩管焊接或螺接形成的一种多层储存框架，每一层具有多个存放空间，多个板件5在存放空间内沿存放仓6的高度方向堆垛。
33.转运装置包括机械臂1、吸盘11、支架2和卡扣机构12，机械臂1可选用市购产品，根据实际需求可选用六轴机械臂、七轴机械臂、八轴机械臂等。在一些实施例中，机械臂1具有高速检测传感器和低速检测传感器，通过高低速检测传感器根据实际检测板垛高度切换机器人运动速度，避免吸盘11在狭小的板材仓内运动失控引起的碰撞风险。
34.机械臂1支架2设置于机械臂1的末端关节的输出法兰；吸盘11设置于支架2，用于吸附或释放板件5，吸盘11一般选用真空吸盘11。
35.卡扣机构12，设置于支架2，卡扣机构12被配置为在吸盘11吸附板件5后运行，以在吸盘11发生异常时支承板件5，吸盘11发生异常的情况下会导致吸盘11对板件5的吸附不稳，如吸盘11气压不稳等情况。请参照图2，其中，支架2上设置有第一传感器7、第二传感器
10和第三传感器9，第一传感器7被配置为在其与板件5接触时产生第一信号，吸盘11响应于所述第一信号吸附板件5。通过第一传感器7，以接触板件5为节点，触发机器人抓板程序，如此，可避免抓板时，因板垛理论高度与实际高度的误差而引起的抓板掉落，抓板碰撞等各种异常。在一些实施例中，第一传感器7的数量为多个且通过立板22固设于支架侧面。
36.第二传感器10用于在吸盘11吸附一个板件5后检测相对存放仓6的位置发生变化的板件5的数量，请参照图3，在一些实施例中，在吸盘11吸附板件5后若第二传感器10接收到信号说明第二传感器10被阻挡即吸盘11吸附的板件5底部粘连了其他板件5，若第二从传感器未接收到信号，说明吸盘11吸附的板件5底部未粘连板件5。通过第二传感器10可防止板件5粘连，并且避免了现有技术中存在的板件5粘连时每次抓板都必须设置等待时间的问题，第二传感器10检测到板件5粘连后等待粘连板件5分开再动作，若不存在板件5粘连的情况则立即执行下一步动作，无需等待，提高了抓板效率。其中，第二传感器10可选用反光板型光电开关。在一些实施例中，第二传感器10也可选取用于检测板件5施加给吸盘11的拉力的测力传感器来判断是否存在板件5粘连，此为现有技术不赘述。
37.在存放仓6的高度方向上，第三传感器9用于检测吸盘11与位于存放仓6最上层的板件5的相对位置。请参照图3和图4，当支架2到达存放仓6外部过渡点时，吸盘11姿态与板垛平行并高于板垛一定高度，第三传感器9将检测板垛高度是否大于吸盘11高度，若配板板垛过高，则会停止运行并发出提示音，避免吸盘11与板垛碰撞的情况出现，当检测安全后，吸盘11随支架2继续以高速进入仓位，然后下降准备抓取板件5。通过第三传感器9可防止板垛多配板引起的碰撞风险。
38.转运装置还包括第四传感器8，第四传感器8用于检测支架2振动的幅度，当支架2的振动的幅度达到预设值时产生第二信号，机械臂1响应于所述第二信号停止运行。第四传感器8可选用力控传感器。若第四传感器8检测到支架2的振动幅度过大达到预设值，说明吸盘11或支架2可能与板件5发生了碰撞，此时发出报警提示音，并且机械臂1停止运行。
39.卡扣机构12还包括转轴和驱动件121，转轴与支承件123连接且可转动的设置于支架2，驱动件121设置于支架2，驱动件121用于驱动转轴转动。请参照图4，在一些实施例中，驱动件121可以为伺服电机，支架2上设置有安装座122，转轴可转动的安装于安装座122右端，转轴上设置有从动齿轮126，伺服电机的输出轴上设置有主动齿轮124，主动齿轮124与从动齿轮126啮合。转轴上固设有基座125，支承件123与基座125固定连接，支承件123的截面形状可以为l形，为了减轻支承件123的重量，也可将支承件123设计为l形的耙状件。
40.在一些实施例中，驱动件121也可为气缸，气缸的缸体与支架2铰接，气缸的活塞杆与支承件123铰接，支承件123与转轴连接，通过气缸的活塞杆的伸缩即可实现支承件123的翻转。
41.请参照图3和图5，支架2包括安装板21，安装板21上设置有调节孔211，第二传感器10可调节地安装于调节孔211。在存放仓6的高度方向上可调节第二传感器10的位置，以适配不同厚度板件5的抓取，如当堆垛的板材厚度规格变大，则需向下调节第二传感器10的位置。
42.根据本技术的一些实施例，请参照图1，本技术还提供了一种板件5上料系统，包括存放仓6，用于储存板件5；输送线3，用于输送板件5；以及以上任一方案中的转运装置，转运装置位于存放仓6和输送线3之间用于在存放仓6和输送线3之间转运板件5。输送线3为辊筒
输送线。
43.根据本技术的一些实施例，请参照图1，上料系统还包括缓存仓4，缓存仓4位于存放仓6与输送线3之间，缓存仓4用于缓存板件5。缓存仓4可以为固定的存放架，也可以为辊筒输送线。
44.根据本技术的一些实施例，请参照图1至图5，机械臂1运行过程中会改变支架2的位置和姿态，板程序启动后吸盘11才会开始吸附板件5，抓板程序是以吸盘11进入存放仓6为初始点，以存放仓6的最低点为目标点来编写主程序，在初始点和最低点的机械臂1、吸盘11和支架2的姿态完全一致，只有高度方向的值有差别，同时，由于抓板程序的编写会根据实际的场合进行修改且为现有技术在此只作简述。
45.在吸盘11位于初始点时，支架2平行于板垛中的板件5，若吸盘11的高度低于堆垛的板件5，则此时第三传感器9发出信号，抓板程序启动报警子程序并发出提示音，机械臂1停止运行。若吸盘11的高度高于堆垛的板件5，机械臂1继续运行。
46.当吸盘11低速运动至第一传感器7接触板件5后，吸盘11开始抽真空(一般提前0.5s)，机器人中断程序触发，跳出主程序，进入抓板子程序。
47.正常抓板后，吸盘11低速升高，第二传感器10检测到板件5下无板件5粘连后，卡扣机构12运行，支承件123扣住吸盘11所吸附的板件5，防止板件5搬运过程中，板件5掉落(特别是突然断气引起的板件5脱落)，当到达高低速切换位置时，高低速检测传感器再次感应，机器人高速运动，将板件5搬运至输送线3。根据现场的统计，本技术实施例中的转运装置提升了约5％左右的抓板效率。
48.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种转运装置，用于存放仓，多个板件沿所述存放仓的高度方向堆垛于所述存放仓，其特征在于，所述转运装置包括：机械臂；支架，设置于所述机械臂的末端关节的输出法兰；吸盘，设置于所述支架，用于吸附或释放板件；卡扣机构，设置于所述支架，所述卡扣机构被配置为在所述吸盘吸附所述板件后运行，以在所述吸盘发生异常时支承所述板件；其中，所述支架上设置有第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器被配置为在其与所述板件接触时产生第一信号，所述吸盘响应于所述第一信号吸附所述板件，所述第二传感器用于在所述吸盘吸附一个所述板件后检测相对所述存放仓的位置发生变化的所述板件的数量；在所述存放仓的高度方向上，所述第三传感器用于检测所述吸盘与位于所述存放仓最上层的所述板件的相对位置。2.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，所述转运装置还包括第四传感器，所述第四传感器用于检测所述支架振动的幅度，当所述支架的振动的幅度达到预设值时产生第二信号，所述机械臂响应于所述第二信号停止运行。3.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，所述卡扣机构包括：支承件，可转动的设置于所述支架，所述支承件被配置为在所述吸盘吸附所述板件后转动一定角度，以使至少部分所述支承件位于所述板件下方。4.根据权利要求3所述的转运装置，其特征在于，所述卡扣机构还包括转轴和驱动件，所述转轴与所述支承件连接且可转动的设置于所述支架，所述驱动件设置于所述支架，所述驱动件用于驱动所述转轴转动。5.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，所述第二传感器为反光板型光电开关。6.根据权利要求2所述的转运装置，其特征在于，所述第四传感器为力控传感器。7.根据权利要求3所述的转运装置，其特征在于，所述支架包括安装板，所述安装板上设置有调节孔，所述第二传感器可调节地安装于所述调节孔。8.一种上料系统，其特征在于，包括：存放仓，用于储存板件；输送线，用于输送所述板件；如权利要求1－7任一项所述的转运装置，位于所述存放仓和所述输送线之间用于在所述存放仓和所述输送线之间转运所述板件。9.根据权利要求8所述的上料系统，其特征在于，所述上料系统还包括缓存仓，所述缓存仓位于所述存放仓与所述输送线之间，所述缓存仓用于缓存所述板件。

技术总结
本申请公开了一种转运装置及上料系统，属于家居加工设备技术领域。转运装置用于存放仓，转运装置包括机械臂、支架、吸盘和卡扣机构，支架设置于机械臂的末端关节的输出法兰；吸盘设置于支架用于吸附或释放板件；卡扣机构的设置可在吸盘出现气压不稳等情况下支承板件，降低了板件掉落的风险。第一传感器降低了因机器人程序设定位置与实际位置存在误差，导致机器人与板垛发生碰撞的风险。第二传感器的设置可降低转运过程中，因避免吸盘吸附的板件还粘连有其他板件而设置的等待时间导致转运效率下降的风险。第三传感器的设置降低了因存放仓内配板的数量大于设计值时，导致支架与板垛发生碰撞的风险。垛发生碰撞的风险。垛发生碰撞的风险。


技术研发人员：杜信元
受保护的技术使用者：江苏无锡欧派集成家居有限公司
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/8/5