一种贴瓷砖机器人系统的制作方法

本实用新型属于建筑施工领域，尤其涉及一种贴瓷砖机器人系统。

背景技术：

现有的建筑施工过程中贴瓷砖主要采用人工进行。人工进行贴瓷砖工序主要存在以下缺陷：

建筑施工过程工作环境比较差，施工过程中产生的有害物质损害工人健康。同时，工人施工的经验水平参差不齐，产品质量因人而异，不同工人贴出来的瓷砖质量和外观差异比较大。工人施工的速度比较慢，工作效率比较低。最后，随着社会的发展，人工费用越来越高，采用工业机器人自动贴瓷砖可以给企业降低用工成本。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种贴瓷砖机器人系统，旨在现有技术中采用人工方式贴瓷砖所存在的产品质量参差不齐，工作效率较低以及人工成本高的问题。

本实用新型是这样实现的，一种贴瓷砖机器人系统，包括机器人底座、六轴机器人、机械手以及控制器，所述机械手包括吸盘抓手以及用于检测是否有瓷砖的检测器；所述六轴机器人固定在所述机器人底座上，所述机械手固定在所述六轴机器人的动力输出端上；所述吸盘抓手包括真空吸盘以及真空发生器系统，所述六轴机器人、检测器以及真空发生器系统均与所述控制器电连接，所述检测器检测到瓷砖时，所述控制器控制所述机械手将真空吸盘移至瓷砖正上方，并控制所述真空发生器系统抽吸，使所述真空吸盘内部形成负气压吸取瓷砖；然后，所述控制器控制所述机械手将吸盘抓手移至需要贴瓷砖的产品上方，并控制所述真空发生器系统向所述真空吸盘充气，以使所述真空吸盘内部形成零气压/正气压脱离瓷砖。

进一步的，所述吸盘抓手还包括伸缩机构，所述真空吸盘与所述伸缩机构的伸缩杆固定连接，所述伸缩机构与所述控制器电连接，所述伸缩机构工作时能驱动所述真空吸盘上下活动。

进一步的，所述伸缩机构包括第一电机、连杆、伸缩杆轨道以及所述伸缩杆，所述第一电机的动力输出轴与所述连杆的一端传动连接，所述连杆的另一端与所述伸缩杆连接，所述伸缩杆轨道套设在所述伸缩杆的外周缘上；所述第一电机工作时，能通过所述连杆带动所述伸缩杆做伸缩运动。

进一步的，所述吸盘抓手还包括缓冲机构，所述缓冲机构包括若干弹簧、若干弹簧导向轴、导向轴安装架、上连接板以及下连接板；所述上连接板与所述伸缩杆末端固定连接，所述真空吸盘固定安装在所述下连接板下方，所述若干弹簧导向轴的顶部安装在所述导向轴安装架上，所述弹簧导向轴穿设过所述上连接板以及下连接板，所述弹簧导向轴的底端与所述下连接板螺栓连接，所述弹簧套设在所述弹簧导向轴的周缘上。

进一步的，所述机械手还包括第二电机、同步带组件以及转轴，所述机械手具有两个所述吸盘抓手，所述两个吸盘抓手通过一吸盘抓手连接板相互连接，所述第二电机通过所述同步带组件带动所述转轴旋转，所述转轴的末端与所述吸盘抓手连接板固定连接。

进一步的，所述检测器为光电传感器，所述光电传感器具有光发送器以及光接收器，所述光发送器安装在所述吸盘抓手上，所述控制器中存储有放置瓷砖的料框的位置信息以及贴瓷砖的路径信息，所述吸盘抓手根据料框的位置信息定位到某一目标料框的位置后，所述光发送器对目标料框发射光束，如目标料框中有瓷砖，光束被瓷砖阻挡而无法进入所述光接收器，所述控制器根据检测到的信号，判定目标料框中是否有瓷砖，如果目标料框中有瓷砖，则控制所述吸盘抓手进行抓取并根据贴瓷砖路径信息将瓷砖贴在产品上；如果目标料框中无瓷砖，则控制所述吸盘抓手移动至下一料框上方。

进一步的，所述机械手还包括用于辅助定位待贴瓷砖位置的视觉捕捉系统，所述视觉捕捉系统与所述控制器电连接，所述视觉捕捉系统包括伸缩气缸、导轨以及相机组件；所述伸缩气缸工作时，能驱动所述相机组件沿着所述导轨滑动，以调整所述相机组件的位置。

进一步的，所述真空发生器系统系统包括真空发生器、导气滑环、管接头以及软管；所述真空吸盘通过软管与所述管接头连接，所述管接头安装在所述导气滑环上，所述导气滑环与所述真空发生器连接，并传输空气。

进一步的，所述机械手还包括横向设置的加长臂以及竖向设置的加高臂，所述加长臂的一端用于与机器人本体连接，所述加长臂的另一端与所述加高臂的顶端连接，所述加高臂的底端与所述导气滑环的顶端连接。

进一步的，所述机械手包括加长臂以及两个所述吸盘抓手，所述加长臂的一端用于与六轴机器人连接，所述加长臂的另一端的两侧分别安装有一个吸盘抓手；所述吸盘抓手还包括伸出杆，两侧的所述伸出杆的长度方向均垂直于所述加长臂的长度方向，所述伸出杆的一端与所述加长臂固定连接，另一端与所述真空吸盘固定连接。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：

本实用新型提供的贴瓷砖机器人系统可以有效替代人工贴瓷砖，实现建筑施工向工业化转变，可以使铺设的地砖效果统一，满足施工质量要求；且可以有效提高施工效率，缩短工期，节约人工成本，减少施工过程的污染对工人的危害。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种贴瓷砖机器人系统的立体结构示意图；

图2是图1所示贴瓷砖机器人系统的机械手的分解结构示意图；

图3是图1所示贴瓷砖机器人系统中的吸盘抓手的立体结构示意图；

图4是图1所示贴瓷砖机器人系统中的吸盘抓手抓取瓷砖时的示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的贴瓷砖机器人系统的电路框架图；

图6是本实用新型实施例二提供的一种贴瓷砖机器人系统的机械手的立体结构示意图；

图7是图6所示机械手的的第一吸盘抓手贴完瓷砖时的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

请参见图1及图2，示出了本实用新型提供的实施例一，一种贴瓷砖机器人系统，其包括机器人底座10、六轴机器人20、机械手以及控制器。机械手包括吸盘抓手30、用于检测是否有瓷砖的检测器、横向设置的加长臂40以及竖向设置的加高臂50。六轴机器人20固定在机器人底座10上，加长臂40的一端固定在六轴机器人20的动力输出端上，加长臂40的另一端与加高臂50的顶端连接，吸盘抓手30安装在加高臂50的底端。

其中，请参见图3及图3，上述吸盘抓手30包括真空吸盘1、真空发生器系统、伸缩机构以及缓冲机构。

上述真空发生器系统系统包括真空发生器31、导气滑环32、管接头33以及软管。真空吸盘1通过软管与管接头33连接，管接头33安装在导气滑环32上，导气滑环32与真空发生器31连接，并传输空气。加高臂50的底端与导气滑环32的顶端连接。

伸缩机构与控制器电连接，伸缩机构工作时能驱动真空吸盘1上下活动。具体的，伸缩机构包括第一电机21、连杆、伸缩杆轨道22以及伸缩杆23，第一电机21的动力输出轴与连杆的一端传动连接，连杆的另一端与伸缩杆23连接，伸缩杆轨道22套设在伸缩杆23的外周缘上，第一电机21工作时，能通过所述连杆带动伸缩杆23做伸缩运动。

缓冲机构包括若干弹簧41、若干弹簧导向轴42、上连接板43、下连接板44以及导向轴安装架45。上连接板43与所述伸缩杆23末端固定连接，真空吸盘1固定安装在所述下连接板44下方。若干弹簧导向轴42的顶部安装在所述导向轴安装架45上，弹簧导向轴42穿设过上连接板43以及下连接板44，弹簧导向轴42的底端与下连接板44螺栓连接，所述弹簧41套设在弹簧导向轴42的周缘上。

请参见图5，上述六轴机器人20、检测器以及真空发生器系统均与控制器电连接。控制器中存储有瓷砖的位置信息(即料框的位置信息)以及贴瓷砖路径信息。检测器检测到瓷砖200时，控制器控制六轴机器人20将真空吸盘1移至瓷砖正上方，并控制真空发生器系统抽吸，使真空吸盘1内部形成负气压，吸附瓷砖200，接着，所述控制器根据贴瓷砖路径信息控制六轴机器人20将真空吸盘1移至需要贴瓷砖200的产品上方，并控制真空发生器系统向真空吸盘1充气，真空吸盘内的气压由负压变为零气压或稍为正的气压，真空吸盘1脱离瓷砖200，瓷砖200即贴在产品上。

于本实施例中，检测器采用光电传感器，光电传感器具有光发送器以及光接收器，光发送器安装在吸盘抓手30上。容易理解的是，除了采用光电传感器，也可以采用红外线、超声波等形式的检测器。

本实施例的机械手还包括第二电机51、同步带组件52、转轴53以及用于辅助定位待贴瓷砖位置的视觉捕捉系统。贴瓷砖机器人系统具有两个所述吸盘抓手30，所述两个吸盘抓手30通过一吸盘抓手连接板60相互连接，第二电机51通过所述同步带组件52带动所述转轴53旋转，转轴53的末端与所述吸盘抓手连接板60固定连接。

上述视觉捕捉系统与控制器电连接。视觉捕捉系统包括伸缩气缸61、导轨62以及相机组件63。伸缩气缸61以及导轨62均安装在加长臂40上，伸缩气缸61工作时，能驱动相机组件63沿着导轨62滑动，以调整相机组件63的位置。贴瓷砖工序中，相机组件63开始处于伸出状态，相机组件63采集瓷砖200当时的图像信息发送给控制器，控制器将接收到的图像信息与内部存储的目标方位的图像信息作对比，然后控制第二电机51转动，以使瓷砖200的方位符合设定的目标方位。等完成检测定位作用后，相机组件63缩回，控制器控制机械手进入下一步的贴瓷砖工作。

本实施例的吸盘抓手30通过真空吸盘1抓取和放下瓷砖200。两个吸盘抓手30在抓取和贴瓷砖200过程中是分开工作。

吸盘抓手30在抓取工序中的工作过程如下：

两个吸盘抓手30初始状态均处于收缩状态，当其中第一个吸盘抓手30要抓取瓷砖200时，吸盘抓手30根据料框的位置信息路径定位到某一目标料框的位置后，光发送器对目标料框发射光束，如该料框中有瓷砖200，光束被瓷砖200阻挡而无法进入光接收器，控制器根据检测到的信号；如果无瓷砖，则光束会进入光接收器，控制器没有检测到信号。控制器通过有无接收到信号来判定该料框中是否有瓷砖200，如果有，则控制吸盘抓手30进行抓取。如果没有，则移动到下一个料框进行检测，直至检测到有瓷砖200的位置。检测到有瓷砖200后，该吸盘抓手30上的电机驱动连杆，带动吸盘抓手30的伸缩杆3沿伸缩杆轨道2做直线伸出运动，则该吸盘抓手30就可以进行抓取瓷砖200工作。控制器控制启动真空发生器系统产生真空，通过真空吸盘1产生真空，将瓷砖200吸附于吸盘抓手30上，即实现真空吸盘1抓取工件。此时，第二个吸盘抓手30依然处于收缩状态。待第一个吸盘抓手30完成工作后，电机驱动连杆，带动吸盘抓手30的伸缩杆23沿伸缩杆轨道22做直线收缩运动，第一个吸盘抓手30恢复至原始收缩状态。第二个吸盘抓手30可以依据以上第一个吸盘抓手30的原理进行瓷砖200的抓取工作。

吸盘抓手30完成抓取工作后，进行贴瓷砖200工作，贴瓷砖200工序工作过程如下：

两个吸盘抓手30初始状态均处于收缩状态，吸盘抓手30根据路径信息定位到需要待贴瓷砖位置后，该吸盘抓手30上的第一电机21驱动连杆，带动吸盘抓手30的伸缩杆23沿伸缩杆轨道22做直线伸出运动，将瓷砖200放置在设定位置。真空吸盘1上方安装有缓冲机构，在安装瓷砖200时可以按压瓷砖200，保证瓷砖200与地面完全贴合。完成安装瓷砖200后，真空发生器系统控制第一个吸盘抓手30平稳地将气充入真空吸盘1内，使真空吸盘1内由负气压变成零气压或稍为正的气压，真空吸盘1就脱离瓷砖200，贴在产品上，即完成贴瓷砖200工作。待第一个吸盘抓手30完成工作后，第一电机21驱动连杆，带动吸盘抓手30的伸缩杆23沿伸缩杆轨道22做直线收缩运动，第一个吸盘抓手30恢复至原始收缩状态。而第二个吸盘抓手30可以依据以上第一个吸盘抓手30的原理进行贴瓷砖工作。

本实施例提供的贴瓷砖机器人系统可以有效替代人工贴瓷砖，实现建筑施工向工业化转变，可以使铺设的地砖效果统一，满足施工质量要求；且可以有效提高施工效率，缩短工期，节约人工成本，减少施工过程的污染对工人的危害。

实施例二：

请参见图6及图7，示出了本实施例提供的一种贴瓷砖机器人系统，与实施例一不同之处在于：

本实施例的贴瓷砖机器人系统的机械手包括加长臂40以及两个所述吸盘抓手30，所述加长臂40的一端用于与六轴机器人20连接，加长臂40的另一端的两侧分别安装有一个吸盘抓手30。

吸盘抓手30还包括伸出杆5，两侧的伸出杆5的长度方向均垂直于加长臂40的长度方向，伸出杆5的一端与所述加长臂40固定连接，另一端与所述真空吸盘1固定连接。

本实施例的贴瓷砖机器人系统具有两个吸盘抓手30，在一次往复运动的位移中，能抓取两块瓷砖200，相比于单个吸盘抓手，可以进一步提高工作效率，缩短工期，并且，相比于实施例一，本实施例的两个吸盘抓手30可以旋转至垂直于水平面的方向，能适合在狭小的空间内贴瓷砖。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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