[发明专利]一种集成机械手的硬质合金刀片自动化装盘方法

摘要

本发明公开了一种集成机械手的硬质合金刀片自动化装盘系统,包括工业控制计算机主机、显示器、压机及压机控制器、机械手、机械手控制器、直排毛刷、废料桶、电子秤、延长臂、第一刀片托盘、第二刀片托盘、第一托盘检测传感器及第二托盘检测传感器，系统电气柜。本发明还公开了一种集成机械手的硬质合金刀片自动化装盘方法。本发明通过将各个部件装配成一个完整的系统，同时采用人工指令的方式，完成机械手在压机内吸取合金刀片、合金刀片毛刷处理、合金刀片交替称重检测、合金刀片放料入刀片托盘或废料桶的循环流程，解决合金刀片生产装盘过程中生产效率低、劳动量大、合金刀片合格率低、系统成本高、效率低、人机交互不够友好这些问题。

主权项

1.一种集成机械手的硬质合金刀片自动化装盘方法，基于集成机械手的硬质合金刀片自动化装盘系统，所述集成机械手的硬质合金刀片自动化装盘系统包括工业控制计算机主机(1)、显示器(2)、压机(3)及压机控制器(4)、机械手(5)、机械手控制器(6)、直排毛刷(9)、废料桶(8)、电子秤(10)、延长臂(7)、第一刀片托盘(11)、第二刀片托盘(12)、第一托盘检测传感器(13)及第二托盘检测传感器(14)、系统电气柜(24)，其中：所述机械手(5)安装在压机(3)右侧的延展基座(25)上，所述机械手(5)前端装绕U轴(28)转动的延长臂(7)，所述系统电气柜(24)固定在压机(3)的一侧，所述机械手控制器(6)固定在机械手(5)的一侧，安装板(26)安装在压机(3)前侧的延展基座(25)上，所述直排毛刷(9)安装在安装板(26)上，其位置在电子秤(10)和压机(3)之间, 电子秤(10)安装在安装板(26)上，其位置离机械手基座中心(27)的X方向距离为345 mm ‑355mm，Y方向距离为60‑65mm处，所述废料桶(8)安装在安装板(26)上,其位置在电子秤(10)的左边，所述第一刀片托盘(11)、第二刀片托盘(12)安装在压机延展基座(25)上，距离机器手基座中心(27)Y方向距离为340‑360,X方向对称分布，所述第一托盘检测传感器(13)及第二托盘检测传感器(14)分别设置在第一刀片托盘(11)、第二刀片托盘(12)上，并通过传感器信号线21连接系统电气柜(24)；工业控制计算机主机(1)内PCI插槽上装载一块光电隔离数字IO卡，通过系统IO信号总线(19)和机械手IO信号总线(22)对应IO信号相连接，和压机IO信号总线(18)对应IO信号相连接，所述工业控制计算机主机(1)通过调用数字IO卡的内部指令函数获取系统IO信号总线(19)上对应的输入IO信号或者输出指定的IO信号到系统IO信号总线(19)对应的IO信号，所述工业控制计算机主机(1)和机械手控制器(6)之间由网线(17)连接，通过TCP协议完成工业控制计算机主机(1)和机械手控制器(6)之间的数据交互，所述电子秤(10)将重量信息数据由串口线(15)，通过RS232协议发送给工业控制计算机主机(1)，显示器(2)通过视频信号线(16)连接工业控制计算机主机(1)；所述电子秤(10)的精度为0.01g；所述电子秤(10)与系统电气柜(24)之间还连接有电子秤清零IO信号线(20)；所述延长臂(7)长度为175mm，U轴(28)坐标为0时，延长臂(7)长度方向与机械手X正方向相同；所述第一刀片托盘(11)、第二刀片托盘(12)形状为方形或圆形，由第一托盘检测传感器(13)、第二托盘检测传感器(14)分别检测是否到位；其特征在于，所述方法包括步骤：1）系统启动后，首先等待系统就绪，系统就绪后，等待系统上电指令，系统完成上电后，检查Start信号是否有效，若Start信号无效，系统进入示教模式，直到Start信号有效后，系统进入到生产模式；2）进入生产模式后，系统首先检查是否有警报和错误产生，若有，则需要先解除警报和错误，解除后需要人工确认警报和错误解除，系统才继续运行，否则一直处在等待确认状态，且如果是错误，则系统Start信号无效，在确认解除后退出生产模式，此时需要重新输入开始生产指令，使Start信号有效，然后再次进入生产模式；3）当系统成功进入生产模式后，压机(3)准备，机械手(5)回标准位，电子秤(10)清零，随后进入生产装盘任务，装盘过程中，系统首先检查压机(3)压制刀片的条件是否满足，若满足，则控制适量的合金粉末进入压机(3)内，压机(3)压制、刀片成型，若不满足，则压机(3)一直等待系统允许压制信号，压制成功后，压制OK信号有效，并等待机械手(5)进入取走刀片和下一次允许压制信号；4）机械手(5)进入压机(3)吸取刀片过程中，至多进行三次吸取，若三次吸取不成功，机械手(5)停在标准位，系统报警，若三次内吸取成功，则进行毛刷处理，随后系统输出取料成功信号、允许压制信号，压制OK信号无效，并开始新一轮的压制刀片，压制成功后继续输出压制OK信号有效并等待下一轮的压制信号；5）毛刺处理完成后，合金刀片被放到电子秤(10)上称重，机械手(5)先取料放到电子秤(10)秤盘指定的位置一上，然后再去取料，这期间电子秤(10)将重量信息数据发送给工业控制计算机主机(1)，机械手(5)将当前刀片放在电子秤(10)秤盘指定的位置二上，同时到先前的位置一取走已经称重完成的刀片，根据工业控制计算机主机(1)接收的数据判断合金刀片是否合格，若合格则放入料盘，否则，放入废料桶(8)；6）当系统检查到距离上次电子秤(10)清零已放刀片的数量等于周期数N=T‑1时，T表示电子秤清零周期数，系统WgtZero信号有效，机械手(5)不再去压机(3)处吸取压制的刀片，而是将电子秤(10)上的剩余的一个称重刀片根据称重是否合格决定是否放入第一刀片托盘(11)或第二刀片托盘(12)，随后电子秤(10)清零信号有效，电子秤(10)数据清零，与此同时，压机(3)、机械手(5)继续生产装盘流程,随后机械手(5)再去压机(3)处取料，再放到电子秤(10)秤盘指定的位置一上，再去先前的位置二上取走已经称重完成的刀片，如此反复；7）生产结束时，最后一步直接取走电子秤(10)秤盘上最后一个料，根据称重合格情况选择放料位置后，然后机械手(5)回标准位置位，压机(3)空闲等待、电子秤(10)称重清零，系统生产结束。