本發(fā)明涉及一種用于對具體通過機器人、自動化裝置等抓取的零件進行定向的設備。

本發(fā)明涉及工業(yè)自動化行業(yè)，或在任何情況下，涉及順從引入機械自動化系統(tǒng)的全部行業(yè)，其中，對能夠滿足最為廣泛要求的柔性自動化系統(tǒng)的需求逐漸增加。

具體地，預期根據(jù)本發(fā)明的設備所應用的工業(yè)行業(yè)為橡膠、塑料、以及其他合成材料、玻璃、食品行業(yè)、化妝品、醫(yī)藥品、醫(yī)療、汽車零件、家用電器、計算機、消費電子產品、小型金屬產品、木制品工業(yè)及家具附件等。

事實上，響應不同的生產需求，感覺對供給不同工業(yè)自動化系統(tǒng)的需求逐漸增加。

當今，事實上，工業(yè)產品的特征為：使用壽命越來越短、產品體積縮小、以及隨之而來的要求是能夠使系統(tǒng)快速適配于不斷變化產品的需求，同時，試圖最小化適配的成本。

便于系統(tǒng)適配于不同產品體積以及調整產品為不同的最終產品通常是作為保持自動化產品系統(tǒng)、而非采取手動系統(tǒng)的唯一經濟性判斷，手動系統(tǒng)通常更廉價、更緩慢，但是，更通用，并且迫使公司向勞動力更便利的國家重新部署產品設施。

給料機設備是公知的，它們通常被簡稱為“給料機(feeders)”，它們受笛卡爾坐標機器人、擬人機器人、圓柱機器人等控制。

這樣的給料機設置有人工視覺系統(tǒng)，諸如，線性攝像機、矩陣攝像機、三維攝像機等，它們需要照明條件，以使得背景圖像與所識別的零件圖像具有高對比度，從而能夠將這樣的圖像發(fā)送至圖像分析軟件，以對零件進行識別。

通過來自上面的外部照明或通常布置在零件所在的墊片下方的背光設備可以建立照明條件。

通過料斗從外面以一定時間間隔手動地、利用帶式升降機、技術等同的裝置完成給料機的填料。

人工視覺系統(tǒng)識別裝載到給料機中的生產所需的零件并且機器人拾取零件。

常規(guī)設備通過機械振動和/或機動帶獲得的線性移動來推進構成機器人的供應給料的零件。

因下列事實構成該給料機的問題，即，當待供應的零件包括至少一個圓柱形零件時，零件趨于滾動，據(jù)統(tǒng)計，通常向機器人提供不容易被抓取的零件，因此，不能成功向機器人給料。

通過這種類型的給料機，即，線性推進類型和/或振動類型，在任何情況下，皆不能改變零件在表面上的位置和布置，由此生產鏈變緩，且最終產品成本很高。

進一步地，由于難以接近常規(guī)給料機的內部零件，所以清潔背光系統(tǒng)變得更為復雜，從而使得視覺系統(tǒng)的品質下降，并且由此生產效率下降。

為了克服上述缺陷，開發(fā)了一種能夠以機器人易于抓取零件的方式改變零件定向的給料機設備。

這樣的常規(guī)設備涉及圓形墊片的使用，圓形墊片圍繞其自身中心旋轉并且受到脈沖生成裝置的沖擊，以搖晃各個零件，直至零件處于所需位置。

這樣的常規(guī)設備也不乏缺點，事實上，如果零件不能定向在用于抓取的正確位置，則用于向設備給料的系統(tǒng)由于持續(xù)裝載零件而存在充滿可動墊片的表面的風險，由此阻礙后者完成其功能。

進一步地，這種及其他常規(guī)設備的缺點在于，如果待處理的零件帶有油痕跡或污垢痕跡，這些痕跡則被轉移至可動墊片，從而阻礙照明裝置建立背景與零件之間的正確視覺對比度，即，人工視覺裝置識別可動墊片上的零件所需的對比度。

本發(fā)明的目的是通過提供一種定向設備而消除如上所述的常規(guī)類型的給料機設備的上述缺點，該定向設備可以有效地改變零件的布置及其在表面上的位置，同時防止油或污垢的痕跡，以及還防止向可動墊片過度給料，防止人工視覺裝置無法識別待拾取零件。

基于此目的，本發(fā)明的目標在于提供一種允許易于接近內部零件的定向設備，由此簡化視覺系統(tǒng)的清潔操作。

本發(fā)明的另一目標在于提供一種利用在市場上容易購買的裝置并且使用常規(guī)應用材料而易于組裝的定向設備，因此，該設備在經濟性方面具有競爭力。

通過用于對具體由機器人、自動化裝置等抓取的零件進行定向的設備實現(xiàn)了下文變得更為顯而易見的目的、以及這些目標和其他目標，該設備包括：支撐框架，支撐框架限定支撐表面，支撐表面旋轉地支撐與馬達裝置相關聯(lián)的可動墊片，以使得可動墊片圍繞與所述支撐表面基本垂直的旋轉軸線旋轉；進一步設置有人工視覺裝置，人工視覺裝置用于識別布置在所述可動墊片上的待拾取零件；以及進一步設置有脈沖生成裝置，脈沖生成裝置連接至所述支撐框架并且沿著與所述可動墊片基本垂直的作用直線以精確定位的方式作用于所述可動墊片，以通過允許機器人、自動化裝置等拾取零件的方式改變所述待拾取零件的方向，其特征在于，該設備包括周槽(perimetricgroove)，周槽以徑向位于所述可動墊片的外部的方式限定在所述支撐表面上，以便于清除所述待拾取零件上存在的并且隨后由于所述脈沖生成裝置引起的所述待拾取零件的運動而被轉移至所述可動墊片上的油性物質或污垢。

出于非限制性實例的目的，在附圖中示出的根據(jù)本發(fā)明的用于對具體由機器人、自動化裝置等抓取的零件進行定向的設備的優(yōu)選、但并非排他實施方式的細節(jié)描述中，本發(fā)明的進一步特性和優(yōu)點將變得顯而易見，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的定向設備的實施方式的立體圖；

圖2是圖1中所示的設備的俯視平面圖；

圖3是沿著圖2中所示的線iii-iii截取的設備的截面圖；

圖4是沿著圖2中所示的線iv-iv截取的設備的截面圖；

圖5是圖4中所示的設備的放大比例細節(jié)。

參考圖，用于對具體通過機器人、自動化裝置等抓取的零件進行定向的設備，通常以參考標號1表示，包括支撐框架2，支撐框架限定支撐表面3，支撐表面能旋轉地支撐與馬達裝置5相關聯(lián)的可動墊片4，以使得可動墊片圍繞與支撐表面3基本垂直的旋轉軸線6旋轉。

更詳細地，馬達裝置5可以包括電動類型的馬達7，諸如異步馬達，其由支撐框架2支撐并且通過馬達支撐件9固定在設備1的基部8。

在提議的實施方式中，可動墊片4具有基本圓形形狀并且與馬達7的驅動軸直接相關聯(lián)并且被鎖定其上，以通過夾帶法蘭11和緊固法蘭12與驅動軸整體圍繞旋轉軸線6旋轉，夾帶法蘭和緊固法蘭以可動墊片4夾在其間的方式彼此相互接合。

同樣，可動墊片4的中心位于旋轉軸線6上。

便利地，馬達裝置5可以包括通過適配支架14固定在基部8的主驅動馬達13。

同樣，馬達7能夠以根據(jù)裝載到設備1中的零件的特性得到控制并且改變的速度和/或加速度進行操作。

進一步地，提供用于識別布置在可動墊片4上的待拾取零件的人工視覺裝置，并且提供脈沖生成裝置15，脈沖生成裝置連接至支撐框架2并且沿著與可動墊片4基本垂直的作用直線以精確定位方式作用于可動墊片4，以通過允許機器人、自動化裝置等拾取零件的方式改變待拾取的零件的方向。

關于所涉及的人工視覺裝置，它們可以定向與設備1的外部并且位于上方，并且由于它們是常用的，所以不對其進行描述或細節(jié)展示。

一般地，人工視覺裝置可以包括光學攝影機和背光裝置16，背光裝置與支撐框架2相關聯(lián)并且在人工視覺裝置處相對于支撐表面3布置在與可動墊片4相對的側上，以使得布置在可動墊片4上的待拾取零件以允許人工視覺裝置識別的方式發(fā)生背光。

便利地，可動墊片4由透光并且彈性柔性的材料制成，并且支撐表面3設置有窗口17，窗口為基本類似環(huán)扇形的形狀并且設置有以允許可動墊片4發(fā)生背光的方式限定在背光裝置處的適配保護玻璃。

關于脈沖生成裝置15，它們包括反彈磁體18，反彈磁體連接至支撐框架2并且通過在遠離窗口17的支撐表面3上所限定的至少一個開口20而作用于可動墊片4的下表面19。

便利地，可以存在兩個相互相對的開口20，以允許根據(jù)用于拾取零件的設施的布局要求將脈沖生成裝置15安裝在設備1的兩個不同點中。

有利地，脈沖生成裝置15通過可動滑塊21而與支撐框架2相關聯(lián)，該可動滑塊適于允許反彈磁體18沿著相對于旋轉軸線6的徑向方向移動。

便利地，開口20具有狹槽狀形狀，該狹槽狀形狀是沿著相對于旋轉軸線6的徑向方向伸長的，與反彈磁體18通過可動滑塊21的運動是一致的。

這樣，在各種情況下，反彈磁體18可以相對于可動墊片4的中心定位在周邊位置中，以能夠作用于可動墊片4的整個徑向延伸。

根據(jù)本發(fā)明，具有周槽22，周槽以在徑向上位于可動墊片4的外部的方式限定在支撐表面3上，以便于清除待拾取零件上存在的并且隨后由于脈沖生成裝置15引起的待拾取零件的運動而被轉移至可動墊片4上的油性物質或污垢。

此外，可以存在有軸肩擋圈23，軸肩擋圈徑向地布置在可動墊片4的外部并且被適配成徑向地保持待拾取的零件，并且覆蓋元件24與支撐框架2形成整體并且在脈沖生成裝置15處布置在可動墊片4的上方，以由于脈沖生成裝置15的作用力而豎直保持待拾取的零件。

這樣，根據(jù)本發(fā)明的設備1可以被劃分成：限定在人工視覺裝置處的至少一個零件拾取扇區(qū)(sector，區(qū)段)、限定在脈沖生成裝置15處的至少一個零件定向扇區(qū)、以及通過料斗等裝載零件的至少一個扇區(qū)。

下面描述用于對具體通過機器人、自動化裝置等抓取的零件進行定向的設備1的操作。

通過料斗、利用帶式升降機、手動或其他常規(guī)裝置，可以按照預設時間間隔從外面向設備1中填充待定向的零件，以便然后通過機器人等拾取零件。

在可動墊片4的裝載扇區(qū)上將零件卸載到隨機位置處，并且由于可動墊片4的旋轉，零件被布置在拾取扇區(qū)中，其中，一旦人工視覺裝置識別到零件，機器人則會一次又一次地拾取零件。

為了確保將零件以不同側呈現(xiàn)給機器人，以統(tǒng)計性地提高機器人抓取的概率，將可動墊片4的振蕩運動增加于圍繞旋轉軸線6旋轉、再次圍繞旋轉軸線6。

這樣，如上，在旋轉過程中，為利于機器人抓取，能夠改變零件在可動墊片4上的位置。

由于軸肩擋圈23，所以不存在零件由于旋轉施加的離心力而脫離可動墊片4的風險。

對于特殊零件，例如，具有非常圓的形狀特性，或者對于僅可以由機器人抓取其一部分的非常易碎的零件，可動墊片4的旋轉-振蕩運動不足以防止該方法變緩。

在這種情況下，可以激活脈沖生成裝置15，在此處描述的解決方案中，脈沖生成裝置包括反彈磁體18，以推動一個或多個零件，從而在沖擊之后，它們改變其布置的方向。

由于覆蓋元件24，不存在零件將突出到設備1的外面的風險。

操作人員通過視覺裝置可以控制反彈磁體18，并且通過致動可動滑塊21可以改變反彈磁體相對于支撐框架2的相對位置。

有利地，為了防止用于每次裝載零件和/或轉動可動墊片3的設備1出現(xiàn)故障，設置了構成下列項的重復循環(huán)步驟：

首先，通過人工視覺裝置拍攝布置在零件拾取扇區(qū)中的可動墊片4的部分的照片，隨后，對該步驟中拍攝的圖像進行分析，以便識別布置在零件拾取扇區(qū)中的可動墊片4的該部分中存在的待拾取零件，而無論這些零件是否為了進行拾取而正確定向。

如果所識別的待拾取零件是正確定向的，則機器人、自動化裝置等拾取零件。

如果識別的未正確定向的待拾取零件的數(shù)量低于預設值，則旋轉可動墊片4，直至之前拍攝的部分被布置在零件裝載扇區(qū)中，以通過料斗等將新的待拾取零件裝載到可動墊片4中。

最后，如果識別的未正確定向的待拾取零件的數(shù)量大于預設值，則旋轉可動墊片4，直至之前拍攝的部分被布置在零件定向扇區(qū)中，以沿著與可動墊片4基本垂直的作用直線以精確定位的方式而通過脈沖生成裝置15的作用改變待拾取零件的方向。

有利地，在圖像分析步驟中，獲得的圖像屬于黑白類型，通過比較圖像的白像素數(shù)與黑像素數(shù)的比例與用戶預設的閾值，來比較未正確定向的待拾取零件的數(shù)量與預設值。

隨后，以可動墊片4旋轉的反復方式重復這些步驟，直至之前拍攝的部分再次布置在零件拾取扇區(qū)中，以重復之前的步驟。

實際上，已經發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的用于對具體由機器人、自動化裝置等抓取的零件進行定向的設備完全實現(xiàn)了規(guī)定的目的和目標，因此其可以改變待拾取零件的位置，以統(tǒng)計性地利于機器人有效地抓取，并且還清除了使得難以對零件進行識別的任何油或污垢的殘留物。

具體地，豎直地推動待拾取零件位于上面的可動墊片的脈沖生成裝置的設置確保了還能夠根據(jù)需要改變零件的布置。

此外，提供了上述脈沖生成裝置在相對于可動墊片的中心的徑向方向上的運動，這樣使得可以使用根據(jù)本發(fā)明的設備以應用于材料和幾何結構都可以改變的更寬范圍類型的零件。

本發(fā)明的另一優(yōu)點由具有這樣一種系統(tǒng)的事實構成，即，需要最小程度地攪動(agitation，擾動)零件，則可以改變每個單個零件的位置和布置，因此，使得根據(jù)本發(fā)明的用于機器人、自動化裝置等的設備給料機特別適合用于處理具有棘手部分或由特殊易碎材料制成的零件。

進一步地，攪動的最小化降低了噪音閾值，由此改善了使用該設備的工廠工作品質。

根據(jù)本發(fā)明的用于機器人的給料機的另一優(yōu)點在于，至少在所描述的實施方式中，為設備內的視覺裝置提供更多的空間，由此便于接近設備的內部并且因此簡化這樣的視覺裝置的清潔操作。

最后，但并非不重要，從經濟方面而言，使用來源易得的材料和簡單的機械構造使得根據(jù)本發(fā)明的每個機器人、自動化裝置等的設備給料機也具有競爭力。

由此構想的用于對具體通過機器人、自動化裝置等抓取的零件進行定向的設備易于受多種改造和變形的影響，所有改造和變形皆落入所附權利要求的范圍內。

而且，全部細節(jié)可被其他技術等同元件所取代。

實際上，采用的材料和因情況而定的尺度及形狀可以是根據(jù)要求和本技術領域狀態(tài)的任何形式。

通過引用的方式將本申請所要求優(yōu)先權的意大利專利申請no.ar2014a000058(102014902314778)中的公開內容結合在此。

權利要求中提及的技術特征伴隨有參考標號，出于增強權利要求的理解性之唯一目的而引入了這些參考標號，并且相應地，這些參考標號并不通過實施例對由參考標號表示的各個元件的解釋產生任何限制性影響。