用于工件的自動定位裝置和方法與流程

本發明涉及自動化裝備領域，尤其涉及一種用于工件的自動定位裝置和自動定位方法。

背景技術：

在大尺寸工件的自動化夾持、搬運和裝配過程中，通常工藝過程之間的轉運過程采用適應不同夾具的轉運車來實現。轉運車在轉運至自動化夾持、搬運和裝配平臺時，首先要使自動化系統準確地確定工件的位姿。因為，如果系統無法準確確定工件的位置，那么執行機構的動作很有可能會損傷工件。為了在轉運過程中確定工件的位置，通常采用激光視覺檢測定位系統對工件的三維位姿進行檢測。然而由于此類檢測定位系統的監測范圍都是有限的，因此單純的使用視覺傳感器和激光傳感器的組合往往使尤其是大尺寸工件的位置的確定變得困難且容易出現較大的誤差。

技術實現要素：

本發明的目的是提出一種用于工件的自動定位裝置和自動定位方法，其能夠容易且精確地定位承載在轉運車中的尤其是大尺寸的工件。

本發明的第一方面，所述目的通過一種自動定位裝置實現，該自動定位裝置包括：檢測系統，所述檢測系統用于檢測工件的位置；轉運車定位機構，所述轉運車定位機構用于在所述檢測系統對工件進行位置檢測之前將轉運車固定到預定的位置中。

優選地，所述轉運車定位機構包括擋板和固定在所述擋板上的至少兩個轉運車擋塊。

優選地，所述至少兩個轉運車擋塊在水平方向上彼此相對地設置，其中所述至少兩個轉運車擋塊之間的間距適于固定所述轉運車。

優選地，所述至少兩個轉運車擋塊在彼此相對的面上鋪設有軟質材料。

進一步地，所述轉運車定位機構還包括鄰近所述轉運車擋塊設置的導軌，所述導軌用于將所述轉運車引導至所述轉運車擋塊。

優選地，所述導軌由兩個彼此平行的導軌槽構成，每個導軌槽由兩個平行地間隔開的條形板形成。

優選地，在所述導軌槽的入口處，所述條形板的面向所述導軌槽的一側向外傾斜地構成，從而形成所述導軌槽的梯形入口，以便引導所述轉運車進入所述導軌槽。

進一步地，所述自動定位裝置包括還大底板，所述檢測系統和所述轉運車定位機構都固定在所述大底板上。

進一步地，所述自動定位裝置還包括小底板，所述小底板的厚度小于所述大底板并且連接在所述大底板的前端面上，在該前端面處形成臺階；并且/或者所述自動定位裝置還包括安裝板，所述檢測系統設置在所述安裝板的面向所述轉運車定位機構的一側；并且/或者所述檢測系統是視覺激光檢測系統，所述視覺激光檢測系統包括至少一組配合使用的視覺傳感器和激光傳感器。

本發明的自動定位裝置，通過轉運車定位機構對轉運車進行初步定位，然后由檢測系統對轉運車上的工件進行位置檢測，能夠容易且精確地測定工件的位置，避免執行機構貿然操作對工件造成損傷。

本發明的另一方面，所述目的通過一種用于工件的自動定位方法實現，所述方法借助上述自動定位裝置進行，所述方法包括下述步驟：使轉運車經由小底板進入大底板上的導軌中；使轉運車沿導軌繼續行進并固定到轉運車擋塊之間；通過所述檢測系統檢測所述工件的位置。

本發明的方法，首先通過轉運車定位機構將轉運車固定在一個預定的位置中，然后使用檢測系統對轉運車上的工件進行檢測定位，能夠容易且精確地檢測工件的位置，避免執行機構貿然操作對工件造成損傷。

附圖說明

圖1為本發明的自動定位裝置的一個實施例的立體圖；

圖2為圖1中的在其上定位有轉運車的自動定位裝置的立體圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明作進一步詳細說明。

圖1以立體圖示出本發明的用于對轉運車上的工件進行定位的自動定位裝置的一個實施例。圖2為圖1中的在其上定位有轉運車的自動定位裝置的立體圖。

如圖1和圖2所示，所述自動定位裝置包括檢測系統1和轉運車定位機構2，所述轉運車定位機構2用于在檢測系統1對工件7進行位置檢測之前將轉運車6固定到預定的位置中，以將工件7位置固定地定位在檢測系統1的可檢測范圍之內，然后由所述檢測系統1檢測工件7的位置。

本實施例的自動定位裝置，通過轉運車定位機構2對轉運車進行初步定位，然后由檢測系統1對轉運車上的工件7進行位置檢測，能夠容易且精確地測定工件7的位置。

檢測系統1用于檢測夾緊在轉運車上的工件7的空間位置，并將位置數據傳遞給執行機構上位機，上位機通過與標準抓取位置比對，給執行機構下指令，對抓取動作進行調整，精確地完成抓取過程。本發明的檢測系統1可以是已知的各種三維坐標測量系統，例如三坐標測量機、測量機器人、三維激光視覺檢測系統等。

在本實施例中，檢測系統1為三維激光視覺檢測系統，該系統包括四個傳感器安裝座12和四組視覺和激光傳感器13。自動定位裝置包括傳感器安裝板11，傳感器安裝板11是表面平整的板，上面設有若干用于安裝傳感器安裝座12的螺紋孔。傳感器安裝座12優選為三角形體，在其一個面上設有長圓形孔，傳感器安裝座12通過該長圓形孔固定到傳感器安裝板11上，另外一個面上設有螺紋孔，視覺和激光傳感器13通過自身上的安裝孔并借助于傳感器安裝座12上的螺紋孔安裝在傳感器安裝座12上。激光視覺檢測系統的工作原理和工作方式是已知的，在此不再詳細描述。

在本實施例中，轉運車定位機構2包括擋板21和固定在所述擋板21上的至少兩個轉運車擋塊22。擋板21用于限定轉運車在前進方向上的位置，轉運車擋塊22用于在垂直于前進方向的方向上固定轉運車的位置。

所述至少兩個轉運車擋塊22優選在水平方向上彼此相對地設置，其中所述至少兩個轉運車擋塊22之間的間距適于固定所述轉運車。具體地，轉運車擋塊22之間的間距可以設置成能夠卡住轉運車6的一部分或者整體以便固定轉運車6的位置。由此，能通過轉運車擋塊22從轉運車左右兩側將轉運車固定。在其他實施例中，也可考慮至少兩個轉運車擋塊22在豎直方向上彼此相對地設置，或者根據轉運車的形狀和構造以其他方式設置。

轉運車擋塊22的數量優選為兩個，但也可以設置大于兩個的轉運車擋塊22，例如三個、四個等，轉運車擋塊22的數量優選為偶數，彼此成對地固定在擋板21上。

在本實施例中，轉運車擋塊22設計為直角三角形，其中一個直角面上設有長圓形孔，通過該長圓形孔將轉運車擋塊22固定在擋板21上，另一個直角面彼此相對，形成用于限定轉運車位置的接觸面。除了三角形結構，轉運車擋塊22也可以設計成其他形狀，例如方形、梯形等。

轉運車擋塊22在彼此相對的面上鋪設有軟質材料。轉運車擋塊22的彼此相對的面是限位轉運車6時與轉運車6相接觸的面，通過在該面上鋪設軟質材料，一方面能減少對轉運車表面的摩擦損傷，另一方面在轉運車到位之后，通過軟質材料的變形和擠壓對于轉運車6有一定的夾緊作用。軟質材料可以是棉纖維、橡膠、海綿、彈性體、木質材料等。

進一步地，本實施例的轉運車定位機構2還包括設置在所述轉運車擋塊22前方的導軌3，所述導軌3一方面用于將所述轉運車6引導至所述轉運車擋塊22處，另一方面用于輔助轉運車擋塊22對轉運車進行定位。通過導軌3的輔助定位，能夠確保容易且可靠地對轉運車6進行預定位。

所述導軌3優選地包括兩個彼此平行的導軌槽，每個導軌槽由兩個間隔開的條形板31形成。轉運車6的車輪分別在兩個導軌槽中行進。

除了使用導軌槽作為導軌3，還可以使用導向凸起作為導軌3，在這種情況下，可在轉運車的車輪上開設與該導向凸起配合的槽。

優選地，在所述導軌槽的入口32處，所述條形板31的面向導軌槽的一側向外傾斜地構成，從而形成所述導軌槽的向外敞開的梯形入口。通過該梯形入口，有利于將轉運車6推入由條形板31限定的導軌槽中。

進一步地，在本實施例中，所述自動定位裝置還包括大底板4，所述檢測系統1和所述轉運車定位機構2都固定在所述大底板4上。通過大底板將檢測系統1和轉運車定位機構2連接在一起，能夠簡單地使檢測系統1和轉運車定位機構2之間的相對位置穩定地保持不變，且有利于自動定位裝置的移動。檢測系統1的傳感器安裝板11以及轉運車定位機構2的擋板21和形成導軌3的條形板31優選通過螺紋連接或焊接固定在大底板4上。

為了保證檢測系統1和轉運車定位機構2之間的相對位置穩定以及自動定位裝置的移動性，大底板4應當具有足夠的強度進而足夠的厚度。當大底板厚度較大時，要將尤其是承載有大尺寸的、重的工件7的轉運車6推上大底板4存在一定的困難。為此，在本實施例中，所述自動定位裝置還包括連接在所述大底板4的前端面上的小底板5，在該前端面處形成臺階，所述小底板5的厚度小于所述大底板4，優選為大底板4厚度的一半。由此，在將轉運車6推上大底板4之前，先推上較薄的小底板5，使轉運車6能較為平穩地容易地推上厚度較大的大底板4。在小底板5的遠離大底板4的前端面上構造成斜邊倒角，由此，有利于將轉運車6容易地爬上小底板5。

在本實施例中，傳感器安裝板11、傳感器安裝座12和轉運車擋塊22優選采用鋁合金制成，轉運車導軌3、大底板4和小底板5優選采用不銹鋼制成。

本實施例的自動定位裝置，首先通過轉運車定位機構2將轉運車固定在一預定的位置中，然后使用檢測系統1對轉運車6上的工件7進行檢測定位，能夠容易且精確地檢測工件7的位置，尤其是克服了現有技術中轉運車6攜帶大尺寸工件7在轉運過程中位置在一定程度內隨機變化導致工件7位置檢測困難的問題。本實施例的自動定位裝置還具有結構簡單、可靠性高的優點。

根據本發明的另一方面，提供一種用于工件7定位的方法，所述方法借助上述的自動定位裝置進行，所述方法包括下述步驟：

S1，通過所述轉運車定位機構2將承載有工件7的轉運車6固定到預定的位置中；S2，通過所述檢測系統1檢測所述工件7的位置。

在步驟S1中，當承載有工件7的轉運車6到達自動化夾持、搬運和裝配平臺時，首先依次通過小底板5、大底板4以及導軌3對轉運車6的位置進行初步的限定。隨著轉運車6的繼續行進，轉運車擋塊22將對轉運車6的位置進行進一步的限制，配合導軌3一起將轉運車6固定在一個預定的位置中。

接著在步驟S2中，通過安裝在轉運車定位機構2旁邊的視覺傳感器和激光傳感器，精確檢測工件7的空間位置，并將位置數據傳遞給執行機構上位機，上位機通過與標準抓取位置比對，給執行機構下指令，對抓取動作進行調整，精確的完成抓取過程。

本發明的用于工件7定位的方法，首先通過轉運車定位機構2將轉運車固定在一個預定的位置中，然后使用檢測系統11對轉運車上的工件7進行檢測定位，能夠容易且精確地檢測工件7的位置。此外，上述標準抓取位置是在位置檢測之前預先人工標定的。

至此，已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本發明的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本發明的保護范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本發明的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術方案都將落入本發明的保護范圍之內。