[发明专利]一种非接触式工件柔性快速搬运机器人系统

权利要求书

1.一种非接触式工件柔性搬运机器人系统，其特征在于包括三个子结构：控制结构、快速转运结构和非接触式抓手结构；其中控制结构由工控单元和柔性控制单元组成；所述的控制结构用于控制易碎工件的转运，通过获取各类传感器的信号，控制各种执行器；所述的快速转运结构用于实现非接触式抓手结构的前移、后移和复位，达到快速转运易碎工件的目的；所述的非接触式抓手结构用于抓取易碎工件，通过非接触式减少因与易碎工件接触而造成的污染，同时实现多工件的快速搬运。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式工件柔性搬运机器人系统，其特征在于控制结构包括工控单元和柔性控制单元。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式工件柔性搬运机器人系统，其特征在于工控单元包括电源模块(14)、报警安全装置(15)、工控机(16)和可编程逻辑控制器(19)。

4.根据权利要求3所述的一种非接触式工件柔性搬运机器人系统，其特征在于电源模块(14)为系统提供稳定安全的电力供给；报警安全装置(15)与电源模块(14)连接，有效保证系统运行稳定以及用户使用安全；工控机(16)与可编程逻辑控制器(19)、安全报警装置(15)、微控制器(18)连接，上位机软件在工控机(19)上运行能够反映报警安全装置(15)、电源模块(14)、微控制器(18)各个器件运行状态和参数以及可编程逻辑控制器(19)的各个接口状态；可编程逻辑控制器(19)是工控单元的控制核心，与多个接近传感器(5)、磁性开关(21)、真空压力开关(23)、电磁阀组(7)、电机驱动器(13)相连接，获取各类传感器的信号，控制各种执行器包括机械臂电机(6)、抓手移动气缸(4)、抓手真空气缸(3)。

5.根据权利要求3所述的一种非接触式工件柔性搬运机器人系统，其特征在于当系统出现故障时，报警安全装置(15)会立即切断电源，并通过报警安全装置(15)中内置的蜂鸣器、报警灯器件进行报警并及时反馈给用户。

6.根据权利要求3所述的一种非接触式工件柔性搬运机器人系统，其特征在于柔性控制单元由稳压电源(17)、压力传感器(24)、流量计(8)、测距传感器(20)、压力调节阀(9)、气源(10)、微控制器(18)构成。

7.根据权利要求6所述的一种非接触式工件柔性搬运机器人系统，其特征在于稳压电源(17)与微控制器(18)连接向微控制器(18)供电；压力传感器(24)测量易碎工件抓取转运过程中受力大小以及抓手吸力数据并传输给微控制器(18)，流量计(8)测量流向气缸的气体流量并传输给微控制器(18)；测距传感器(20)测量抓取易碎工件的距离数据并传输给微控制器(18)；压力调节阀(9)控制气体流量大小，它是微控制器(18)的执行机构；气源(10)向系统提供气压、气流保证气动机构的运行；微控制器(18)是柔性控制单元的控制核心，它与压力传感器(24)、流量计(8)、测距传感器(20)、压力调节阀(9)相连接；微控制器(18)分析从多个传感器获取来的数据，采用柔性控制算法实现快速稳定控制，微控制器控制压力调节阀(9)开度大小实现流量控制，进而柔性控制单元实现对易碎工件搬运过程的柔性控制。

8.根据权利要求6或7所述的一种非接触式工件柔性搬运机器人系统，其特征在于快速转运结构由第一接近传感器(5)、电机驱动器(13)、机械臂电机(6)组成；第一接近传感器(5)与可编程逻辑控制器(19)连接，设置若干个接近传感器用于监测非接触式抓手(2)运行的位置，包括第一接近传感器(5)限制非接触式抓手(2)向前移动位置，第二接近传感器(11)控制非接触式抓手(2)复位，第三接近传感器(12)限制非接触式抓手(2)向后移动位置；电机驱动器(13)同时与可编程控制器(19)和机械臂电机(6)连接，为机械臂电机(6)供电并控制机械臂电机(6)的运转状态，实现如非接触式抓手(2)的前移、后移和复位，达到快速转运易碎工件(1)的目的；机械臂电机(6)与非接触式抓手(2)连接带动其运动，实现易碎工件(1)快速准确搬运的目的。