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原文传递自动纠偏码垛夹具、码垛机器人以及托盘纠偏方法

专利名称：	自动纠偏码垛夹具、码垛机器人以及托盘纠偏方法
摘要：	本发明公开了一种自动纠偏码垛夹具、码垛机器人以及托盘纠偏方法，夹具包括相向对置的两组叉架；两组叉架分别通过主动控制的旋转关节与机器人手臂连接，叉架上固定设置有固定传感元件和移动传感元件，固定传感元件固定设置在叉架的中间位置，随着两组叉架的相向运动分别检测物料托盘靠近两组叉架的两个平行侧面位置，移动传感元件位于固定传感元件的两侧，并且相对固定传感元件移动设置，叉架上相向移动的移动传感元件分别检测物料托盘另外两个平行侧面位置；固定传感元件和移动传感元件与旋转关节和机器人手臂的控制单元反馈连接。码垛机器人通过具有三轴运动系统的桁架机器人带动自动纠偏码垛夹具进行自动码垛，可靠性高，成本低，纠偏的精度更高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	湖南思威博恒智能科技有限责任公司
发明人：	王博洪;马国庆;刘三勇;邓炳军;罗浩
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910454256.2
公开号：	CN109969807A
代理机构：	长沙市融智专利事务所(普通合伙)
代理人：	邹剑峰
分类号：	B65G61/00(2006.01);B;B65;B65G;B65G61
申请人地址：	410007 湖南省长沙市雨花经开区振华路智庭园11栋
主权项：	1.自动纠偏码垛夹具，其特征在于：包括相向对置的两组叉架；两组所述叉架分别通过主动控制的旋转关节与机器人手臂连接，从两侧对物料托盘底部进行托举；所述叉架上固定设置有固定传感元件和移动传感元件，所述固定传感元件固定设置在叉架的中间位置，随着两组叉架的相向运动分别检测物料托盘靠近两组叉架的两个平行侧面位置，所述移动传感元件位于固定传感元件的两侧，并且相对固定传感元件移动设置，叉架上相向移动的移动传感元件分别检测物料托盘另外两个平行侧面位置；所述固定传感元件和移动传感元件与旋转关节和机器人手臂的控制单元反馈连接。 2.根据权利要求1所述的自动纠偏码垛夹具，所述叉架设置有传感安装杆，所述固定传感元件固定设置在传感安装杆的中间位置，两组移动传感元件分别导向装配在固定传感元件两侧的传感安装杆上，并且移动传感元件的检测端伸出长度超过固定传感元件；所述移动传感元件与带有编码器的伺服电机驱动连接，实现移动传感元件的沿传感安装杆的移动驱动和移动距离检测。 3.根据权利要求2所述的自动纠偏码垛夹具，所述移动传感元件通过传感移动小车装配在传感安装杆上，所述传感移动小车与传感安装杆之间通过传感移动滚轮滚动导向装配，并通过直线传动机构与传感安装杆之间传动连接，所述伺服电机安装在传感移动小车上，所述伺服电机通过直线传动机构驱动传感移动小车沿传感安装杆移动。 4.根据权利要求2或3所述的自动纠偏码垛夹具，两组所述叉架上的传感安装杆垂直于叉架的相向运动方向互相平行布置。 5.根据权利要求4所述的自动纠偏码垛夹具，所述旋转关节采用带编码器的伺服电机控制转动。 6.码垛机器人，其特征在于：包括具有三轴运动系统的桁架机器人以及权利要求1-5中任一项的自动纠偏码垛夹具；所述自动纠偏码垛夹具的叉架通过主动控制的旋转关节与桁架机器人的竖直举升模组连接；所述桁架机器人包括按照空间直角坐标轴分布的X轴纵移模组、Y轴横移模组和Z轴举升模组；所述X轴纵移模组为平行布置的两组，所述Y轴横移模组的两端支承在X轴纵移模组上，并在X轴纵移模组和Y轴横移模组之间设有驱动Y轴横移模组沿X轴方向移动的X轴驱动组件；所述Z轴举升模组为平行布置的两组，分别通过Y轴驱动组件移动设置在Y轴横移模组上，两组所述叉架分别通过主动控制的旋转关节与两组Z轴举升模组的底部对接，所述Z轴举升模组具有驱动叉架升降的Z轴驱动组件。 7.根据权利要求6所述的码垛机器人，所述Z轴举升模组通过叉架移动小车与Y轴横移模组连接，所述Z轴举升模组沿Z轴方向导向装配于叉架移动小车上，所述叉架移动小车沿Y轴方向导向装配于Y轴横移模组上，所述Y轴驱动组件和Z轴驱动组件均安装于叉架移动小车上，其中，所述Y轴驱动组件驱动叉架移动小车连同Z轴举升模组和叉架在Y轴方向上横移，所述Z轴驱动组件驱动Z轴举升模组和叉架在Z轴方向上升降。 8.根据权利要求6所述的码垛机器人，所述X轴纵移模组、Y轴横移模组和Z轴举升模组均为平行布置的导轨和齿条的组合导向结构；所述X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件均包括带编码器的伺服电机驱动与齿条啮合的齿轮以及与导轨滚动导向装配的滚轮。 9.托盘纠偏方法，其特征在于采用权利要求1-5中任一项的自动纠偏码垛夹具，采用多组传感元件从初始位置垂直于托盘侧面向托盘逼近，直至所有传感元件分别检测到托盘四周侧面后停止，通过所述传感元件移动的实际距离之间的对比以及与传感元件的初始位置到托盘标准位置的固定垂直距离，计算得到托盘实际尺寸大小和托盘放置位置相对托盘标准位置的距离偏差，为码垛机器人对托盘移动纠偏提供插补数值。 10.根据权利要求9中的托盘纠偏方法，分别沿托盘标准位置上的托盘长度方向和宽度方向设置平面X-Y轴坐标系，坐标原点为托盘标准位置上的托盘中心，分别对应托盘四周侧面的传感元件的初始位置相对于X轴和Y轴对称布置；采用六组传感元件，其中第一固定传感元件和第二固定传感元件沿Y轴方向分别对托盘其中两条平行侧面进行逼近移动，并对该两组传感元件移动的实际距离Δy1和Δy2进行相互比对，第一移动传感元件、第二移动传感元件、第三移动传感元件和第四移动传感元件两两分别沿X轴方向对托盘另外两个侧面的四个位置分别进行逼近移动，并对第一移动传感元件、第二移动传感元件、第三移动传感元件和第四移动传感元件移动的实际距离Δx3、Δx4、Δx5、Δx6进行相互比对；当Δy1≠Δy2，Δx3=Δx4，Δx5=Δx6并且Δx3≠Δx5时，托盘相对于标准位置为偏移状态，此时托盘的 Y轴方向尺寸=2c-Δy1-Δy2， X轴方向尺寸=2b-Δx3-Δx5，码垛机器人在X、Y两轴方向对托盘进行的纠偏插补数值为： Y轴方向的托盘中心插补数值=（Δy1-Δy2）/2， X轴方向的托盘中心插补数值=（Δx3-Δx5）/2；当Δy1≠Δy2，Δx3≠Δx4，Δx5≠Δx6时，托盘相对于标准位置为偏转状态，此时托盘的偏转角度定义为α=arctan[（Δx6-Δx5）/（2c-2a-Δy1-Δy2）]，托盘的Y轴方向尺寸=（2c-Δy1-Δy2）cosα，托盘的X轴方向尺寸=（2b-Δx3-Δx5）cosα，码垛机器人在X、Y两轴方向对托盘进行的纠偏插补数值为： Y轴方向的托盘中心插补数值=[（Δy1-Δy2）cosα]/2， X轴方向的托盘中心插补数值=[（Δx3-Δx5）cosα]/2，对托盘的偏转插补角度=-α；其中，第一固定传感元件和第二固定传感元件的初始位置在Y轴方向上到坐标原点的垂直距离为c，第一移动传感元件、第二移动传感元件、第三移动传感元件和第四移动传感元件的初始位置在X轴方向上到坐标原点的垂直距离为b，第一固定传感元件初始位置与同一侧的第一移动传感元件和第二移动传感元件初始位置在Y轴方向上的距离差为a。
所属类别：	发明专利