阅读说明：本技术 一种机器人自动扣环装置及自动挂标装置 (Automatic buckle device of robot and automatic label hanging device ) 是由 罗俊生 吴云 陈旭东 蔡汉新 于 2020-08-05 设计创作，主要内容包括：一种机器人自动扣环装置,其包括线材成型机,具有移动部、夹爪、摄影机构的机械手,通过线材成型机对钢丝折弯完成后切断钢丝,形成呈两支脚外延且具有单夹点的围合环状的标识环,机械手的夹爪能夹取标识环,并通过摄影机构拍摄并测定目标物可供扣环的目标孔或直接移动至设定位置可供扣环的目标孔,进行标识环的扣合。在上述机器人自动扣环装置的基础上增设标签推送机构,构成机器人自动挂标装置,在开设有标签孔的标签传输送至标签待取区并使标签孔位于设定位置时,机械手能够将活动支脚插入标签孔,完成标签套合动作,而后再执行对目标物的目标孔进行标签挂标动作。通过自动化的操作,能提高标识或标签的挂扣效率,并减少人力资源成本。(The utility model provides an automatic buckle device of robot, its includes the wire rod make-up machine, has the manipulator of removal portion, clamping jaw, photographic mechanism, cuts off the steel wire after accomplishing through the wire rod make-up machine to the steel wire bending, forms to be two foot epitaxy and have the cyclic annular sign ring of closing of single pinch point, and the clamping jaw of manipulator can press from both sides and get the sign ring to shoot and survey the target hole that the target object can supply the buckle or directly move to the target hole that the settlement position can supply the buckle through photographic mechanism, carry out the lock of sign ring. The automatic buckle device of above-mentioned robot adds label push mechanism on the basis of above-mentioned automatic buckle device of robot, constitutes the automatic mark device of hanging of robot, and when the label that has seted up the label hole was carried to the label and is waited to get the district and make the label hole locate the setting position, the manipulator can insert the activity stabilizer blade in the label hole, accomplishes the label registrate action, then carries out again and carries out the label to the target hole of target object and hang the mark action. Through automatic operation, can improve the efficiency of detaining of hanging of sign or label to reduce manpower resources cost.)

一种机器人自动扣环装置及自动挂标装置

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种机器人自动扣环装置及自动挂标装置。

背景技术

通过标识物能够便于相关人员判断目标物是否属于已检状态，并且进一步的，通过具有信息标签的标识物，能够进一步便于相关人员对判断目标物的相关属性。

悬挂标识是一种便于相关人员判断目标物的检测状态，以及目标物相关属性的方法。悬挂标识一般由环状标识物，如挂绳和挂环，并在某些情况下配合标签纸构成标识。传统悬挂标识的方式为在流水线旁设立工作人员，手动对每个目标物进行悬挂，这样的挂标签方式不仅效率低下而且人工成本高；并且，在钢厂此类环境温度高、噪音大、粉尘多的工作环境，工人在长时间工作后易疲劳，工作效率底，漏装误装情况会进一步增多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人自动扣环装置，其能够自动将钢丝制成便于机械手抓取的标识环，并且机器人能够将该标识环套合至目标孔。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段加以实施：

一种机器人自动扣环装置，其包括至少一套线材成型机，包括钢丝传输机构、钢丝弯折机构、钢丝截断机构，钢丝传输机构，钢丝传输机构传输钢丝至钢丝弯折机构，钢丝弯折机构对钢丝折弯，钢丝截断机构在钢丝折弯完成后切断钢丝形成标识环，所述的标识环呈两支脚外延且具有单夹点的围合环；

具有移动部、夹爪、摄影机构的机械手，通过所述夹爪夹取所述标识环的围合环和一支脚，并使另一支脚形成可沿所述单夹点张开的活动支脚；所述摄影机构拍摄并测定目标物可供扣环的目标孔或直接移动至设定位置可供扣环的目标孔，所述机械手移动至目标孔并将所述活动支脚***所述目标孔，并使活动支脚沿目标孔的环边沿滑入，使单夹点张开并使目标孔的环边沿滑入围合环。

进一步的，所述的钢丝传输机构包括钢丝调直轮组、钢丝送线轮组、钢丝传输口；

所述钢丝弯折机构包括第一丝杆调节座、设置于第一丝杆调节座上的第一线性滑座，第一凸轴驱动机构驱动第一曲臂沿摆动轴摆动，使第一曲臂驱动第一线性滑座线性滑移，带动第一线性滑座上的钢丝折弯头压制钢丝传输口；

所述钢丝截断机构包括第二丝杆调节座、设置于第二丝杆调节座上的第二线性滑座，第二凸轴驱动机构驱动第二曲臂沿摆动轴摆动，使第二曲臂驱动第二线性滑座线性滑移，带动第二线性滑座上的钢丝切刀对钢丝传输口的钢丝切断。

进一步的，所述的线材成型机还设置有夹爪感应器，所述夹爪感应器感应所述夹爪移动至感应区内时，控制机构控制夹爪夹取所述标识环，钢丝截断机构切断钢丝制成所述的标识环。

进一步的，所述摄影机构包括视觉识别相机和测距传感器，通过所述视觉识别相机对测定目标物可供扣环的最大和/或最近目标孔进行拍摄识别，通过测距传感器进行横向连续测量，确定所述最大和/或最近目标孔的环边沿，再以测距传感器进行纵向测量，确定最大和/或最近目标孔的环边沿的高度，最后确定活动支脚沿最大和/或最近目标孔的环边沿滑入的三维位置。

本机器人自动扣环装置至少具有以下有益之处：

通过线材成型机，能够完成标识环的自动制造，以及标识环的扣合动作，机械手夹爪在抓取标识环后，由于标识环呈两支脚外延且具有单夹点的围合环结构，在机械手移动至目标孔并将所述活动支脚***所述目标孔时，仅需单个下移动作即可完成标识环的扣合；

上述所称的“标识环”，其呈两支脚外延且具有单夹点的围合环结构，总体呈“又”字形，在其围合环内以及围合环的与支脚的交界部位，可合理地作如圆弧弯折、角度弯折的改造，或通过对支脚进行角度折弯、波浪化折叠的改造，上述改造方式在标识环结构符合“呈两支脚外延且具有单夹点的围合环结构”的基础上，提供了不同形状的方案，通过现有的线材成型机的钢丝弯折机构的不同设定折弯动作，能够上述标识环的形态改造，通过不同形态的标识环，能够赋予一定的“信息”，从而便于相关人员判断对应“信息”，而非相关人员难以获取对应的“信息”内容；

通过上述的操作，对于设定位置可供扣环的目标孔，能够通过对机械手空间移动过程的程序化设定，完成扣孔动作，更适合于0.25-3cm²大小的小型孔位的定位扣孔；对于25cm²以上的较大目标孔，可利用摄影机构拍摄并测定目标物可供扣环的目标孔的部位，来完成扣孔动作。

采用视觉识别相机和测距传感器作为摄影机构，能够进一步分析并确定目标物最大和/或最近目标孔的环边沿，并确定活动支脚沿最大和/或最近目标孔的环边沿滑入的三维位置，从而能够通过程控引导机械手移动至该三维位置并完成标识挂扣动作。

本发明的另一目的在于提供一种机器人自动挂标装置，其具有上述的机器人自动扣环装置，还具备至少一套标签推送机构；开设有标签孔的标签在所述标签推送机构的传输下，将标签送至标签待取区并使标签孔位于设定位置；所述机械手移动至标签待取区设定位置并将所述活动支脚***所述标签孔，并使标签孔的环边沿沿张开的单夹点滑入围合环，完成标签套合动作。

进一步的，所述的标签推送机构一一通过传输流道输送标签至传输流道末端的标签待取区，标签感应器对传输流道的标签的传输动作进行感应，并发送取标签指令，机械手接收所述取标签指令并完成所述标签套合动作。

进一步的，所述的标签推送机构还设置有标签夹合机构和支脚引导机构，所述标签位于标签待取区时，所述标签夹合机构对标签进行夹合，所述支脚引导机构与所述标签孔上下齐平设置，并引导所述活动支脚***所述标签孔。

进一步的，所述的标签夹合机构具备夹合驱动机构、夹合压板，所述标签待取区具备下挡壁、传输流道左、右侧壁、承载底壁，所述的支脚引导机构为设置于夹合压板且呈外扩的支脚上引导槽，以及设置于下挡壁、承载底壁的支脚下引导槽；标签位于标签待取区时，夹合驱动机构驱动夹合压板向承载底壁上的标签进行压夹，所述的支脚上引导槽、标签孔、支脚下引导槽自上而下齐平设置。

进一步的，还设置有标签生成机构，标签生成机构生成标签后，所述标签推送机构将标签送至标签待取区。

进一步的，所述的目标孔为条带状挂部和目标物围合形成，所述摄影机构拍摄并获取条带状挂部和目标物围合形成的目标孔，将所述活动支脚***目标孔，并使活动支脚沿条带状挂部滑入，使单夹点张开并使条带状挂部滑入围合环。

上述描述的“条带状挂部”，为目标孔上存在的整体或局部具有条状或带状的可挂靠部位，不局限于捆扎目标物的柔性或刚性的呈捆扎后的打包带、打包线，刚性打包带、打包线单独围合形成的可挂扣条带环，或设置于目标物上特定部位的局部或整体呈条状或带状的可挂扣部位，以摄像机构可执行拍摄并测定目标物可供扣环的目标孔为准。

本机器人自动挂标装置至少具有以下有益之处：

通过标签推送机构，将标签送至标签待取区并使标签孔位于设定位置，由于标签通常采用纸材、塑料等片状材质，并其标签孔设置于标签的边沿部位，故在机械手移动至目标孔并将活动支脚***标签孔时，仅需单个下移动作，即可使标签孔的环边沿沿张开的单夹点滑入围合环，完成标识环与标签孔的扣合；

通过增设标签夹合机构和支脚引导机构，能够更便于较薄、且刚性较低的标签的定位与标识环的挂扣，通过标签夹合机构对标签的压夹，能够防止标签的偏移，并且能够使标签的标签孔更准确地定位于设定位置；同时，通过支脚引导机构的设置，在活动支脚作小幅度的角度弯折改造时，能够在活动支脚沿支脚引导机构***标签孔时，更为便利顺畅；

通过配备标签生成机构，能够对标签进行连续生成，并且，配合标签推送机构对连续生成标签的推送，机械手循环完成对上述连续生成标签的挂扣，以及对目标物目标孔的挂扣，能够完成对目标物的自动连续标识。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是图1的A区域放大图；

图3是图1的B区域放大图；

图4是本发明的钢丝成型机的内部结构示意图；

图5是机械手夹爪、摄影机构的示意图；

图6是圆柱钢坯和打包带围合的目标孔的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明进行具体阐述。

实施例

一种机器人自动扣环装置，其包括一套线材成型机，一台具有六轴移动部、气动夹爪42、摄影机构的机械手1，其中：

线材成型机包括钢丝传输机构、钢丝弯折机构、钢丝截断机构，如图1、4所示，通过钢丝放卷轴21、钢丝调直轮组22、钢丝传送轮组23构成钢丝传输机构，通过钢丝传送轮组23能够将钢丝以设定长度传输至钢丝传输口24，并通过钢丝弯折机构对钢丝传输口24伸出的钢丝进行弯折；

如图1、2所示，钢丝弯折机构包括第一丝杆调节座251、设置于第一丝杆调节座251上的第一线性滑座252的固定座，第一凸轴驱动机构255驱动第一曲臂253的摆动端，使第一曲臂253沿摆动轴摆动；第一传动臂254两端对应与第一曲臂253的传动端和第一线性滑座252的滑块相互铰接，在第一曲臂253沿摆动轴摆动时，第一曲臂253的传动端经第一传动臂254向第一线性滑座252的滑块传动动力，使第一线性滑座252线性滑移，带动第一线性滑座252滑块上的钢丝折弯头256压制钢丝传输口24，并在弯折完成后带动钢丝折弯头256返回。

通过第一丝杆调节座251的距离调节，能够调节第一线性滑座252固定座的可滑动位置，配合第一凸轴驱动机构255驱动第一曲臂253沿摆动轴以不同的转速或节奏摆动，钢丝折弯头256以不同的压制时间和压制节奏压制钢丝传输口24处的钢丝，在符合“呈两支脚外延且具有单夹点54的围合环结构”的基础上，对标识环5的围合环内以及围合环的与支脚的交界部位，可合理地作如圆弧弯折、角度弯折的改造，或通过对支脚进行角度折弯、波浪化折叠的改造；

钢丝弯折机构包括第二丝杆调节座261、设置于第二丝杆调节座261上的第二线性滑座262的固定座，第二凸轴驱动机构265驱动第二曲臂263的摆动端，使第二曲臂263沿摆动轴摆动；第二传动臂264两端对应与第二曲臂263的传动端和第二线性滑座262的滑块相互铰接，在第二曲臂263沿摆动轴摆动时，第二曲臂263的传动端经第二传动臂264向第二线性滑座262的滑块传动动力，使第二线性滑座262线性滑移，带动第二线性滑座262滑块上的钢丝切刀266对钢丝传输口24的钢丝切断，并在弯折完成后带动钢丝切刀266返回。

通过第二丝杆调节座261的距离调节，能够调节第二线性滑座262固定座的可滑动位置，从而能够对第二线性滑座262上的钢丝切刀266的切入深度进行调整，便于不同直径钢丝的切断。

在本实施例中，如图5所示，通过钢丝弯折机构对钢丝的折弯，能对标识环5的围合环的与一侧支脚的交界部位51进行圆弧弯折，并对围合环的与另一侧支脚的交界部位52进行角度折弯并对应作为活动支脚53，形成一类似“又”字形的，呈两支脚向围合环外外延，且两支脚因钢丝弹性形成具有单夹点54的围合环结构，并通过钢丝截断机构对标识环5进行切断。通过该设置，机械手1的气动夹爪42能够具有更大的可夹合部位，更便于稳定夹持；同时，两支脚因钢丝弹性形成的单夹点54，在进行标识环5的扣合动作时，两支脚可沿单夹点54张开，被张开的单夹点54对应部位能够便于活动支脚53沿目标孔的环边沿滑入，并且钢丝因弹性恢复单夹点54的闭合，能够避免标识环5的脱落。

如图1、5所示，该机械手1具有移动部、气动夹爪42、摄影机构，并且气动夹爪42、摄影机构作为一集成部件，安装设置于机械手1的摆臂末端。

在机械手1执行取标识环5命令时，机械手1经程控移动至钢丝成型机处，并通过气动夹爪42夹取上述标识环5的围合环的圆弧折弯部位和一支脚，并使角度折弯侧的支脚作为活动支脚53；摄影机构拍摄并测定目标物可供扣环的目标孔或直接移动至设定位置可供扣环的目标孔，所述机械手1移动至目标孔并将所述活动支脚53***所述目标孔，并使活动支脚53沿目标孔的环边沿滑入，使单夹点54张开并使目标孔的环边沿滑入围合环。

更优选的，通过在线材成型机设置夹爪感应器27，在夹爪感应器27感应气动夹爪42移动至感应区内时，控制机构控制气动夹爪42夹取所述标识环5，钢丝截断机构切断钢丝制成所述的标识环5，通过该感应程控动作设置，能够更便于气动夹爪42对标识环5的准确夹取。

上述机器人自动扣环装置能够完成标识环5的自动制造，以及标识环5的扣合动作，气动夹爪42在抓取标识环5后，由于标识环5呈两支脚外延且具有单夹点54的围合环结构，在机械手1移动至目标孔并将所述活动支脚53***所述目标孔时，仅需单个下移动作即可完成标识环5的扣合；

通过上述的操作，对于设定位置可供扣环的目标孔，能够通过对机械手1空间移动过程的程序化设定，完成扣孔动作，更适合于0.25-3cm²大小的小型孔位的定位扣孔；对于25cm²以上的较大目标孔，可利用摄影机构拍摄并测定目标物可供扣环的目标孔的部位，来完成扣孔动作。

基于上述的机器人自动扣环装置，通过增设标签推送机构和标签生成机构，能作为机器人自动挂标装置进行运用。

在本实施例中，在上述的机器人自动扣环装置的基础上，增设两套同时具备标签生成功能和标签推送功能的纸标签打印机3，作为标签生成机构和标签推送机构，构成机器人自动挂标装置。通过设置两套纸标签打印机3，能够进一步的提高标签自动生成的工作效率，或通过设置两套纸标签打印机3对应打印生成不同类别的标签信息，已提供多类别信息的标识功能。

如图1、3所示，两套纸标签打印机3生成开设有标签孔71的标签61后，一一对应将标签61经传输流道32传输送至对应的标签待取区30，并将标签61送至标签待取区30，并使标签孔71位于设定位置；

具体的，在本实施例中，在纸标签打印机3的出口处设置传输流道32左、右侧壁、承载底壁303构成的传输流道32，传输流道32的末端设置阻挡标签61下移的下挡壁304，传输流道32的最末端的传输流道32左侧壁301、传输流道32右侧壁302、承载底壁303以及下挡壁304构成标签待取区30；

在传输流道32的外侧设置有夹合气缸321、夹合压板322构成的标签夹合机构32，在夹合压板322的上表面设置呈外扩的支脚上引导槽341，并且，在下挡壁304、承载底壁303与支脚上引导槽341上下齐平对应的部位，设置支脚下引导槽342，支脚上引导槽341和支脚下引导槽342构成支脚引导机构34。

当纸标签打印机3生成具有信息的标签61后，通过传输流道32传输至标签待取区30，夹合气缸321通过驱动夹合压板322压制标签待取区30上的标签61，使标签61被夹合压板322和承载底壁303所夹合，此时支脚上引导槽341、标签孔71和支脚下引导槽342自上而下依次齐平设置；

纸标签打印机3生成具有信息的标签61后，通过程控使机械手1执行对标签孔71的标识环5扣合动作。机械手1通过程控移动至标签待取区30设定位置，并带动机械手1将活动支脚53***标签孔71内，而当活动支脚53设置有小幅度的角度弯折时，活动支脚53可沿呈外扩的支脚上引导槽341的导向***至标签孔71内。在活动支脚53下移至单夹点54被打开后，标签孔71的环边沿沿张开的单夹点54滑入围合环，完成标签套合动作。

优选的，在传输流道32上可增设标签感应器33。当纸标签打印机3一一通过传输流道32输送标签61至标签待取区30过程中，标签感应器33对标签61的传输动作进行感应，并发送取标签指令，机械手1接收所述取标签指令并完成所述标签套合动作。

在完成上述的标签套合动作后，机器人通过程控继续执行标签挂标动作。机械手1将装有上述标签61的标识环5带动至目标物处。如图6所示，本实施例以打包带63绑定的圆柱钢坯62为例，目标物圆柱钢坯62上的打包带63，与各圆柱钢坯62外壁围合形成多个可供标识环套嵌的目标孔，并且，此时打包带63不与圆柱钢坯62相贴合的部位，构成目标孔的“环边沿”，并且其呈条带状的造型，即为“条带状挂部63’”。

摄影机构的视觉识别相机41对打包带63绑定的圆柱钢坯62进行拍摄，并识别打包带63与各圆柱钢坯62外壁围合形成的最大目标孔72，而后经过激光测距传感器进行横向连续测量，确定最大目标孔72对应的条带状挂部63’部位，再以激光测距传感器进行纵向测量，确定最大目标孔72的条带状挂部63’的高度，最后确定活动支脚53沿最大目标孔72的条带状挂部63’的可滑入三维位置。机械手1将装有上述标签61的标识环5的活动支脚53***最大目标孔72，并使活动支脚53沿最大目标孔72外侧的条带状挂部63’滑入，使单夹点54张开并使条带状挂部63’滑入围合环，即可完成标签挂标动作。在完成上述的标签挂标动作后，通过程控控制机械手1返回原位，并进行下一次循环的标识环5加工、标识环5夹取、标签套合、标签挂标动作。

所述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。