CN103909439A - 一种高压管接件上下料机器人、上下料系统及其工作方法 - Google Patents

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    • B23Q2707/00Automatic supply or removal of metal workpieces
    • B23Q2707/04Automatic supply or removal of metal workpieces by means of grippers also magnetic or pneumatic gripping

Abstract

本发明一种高压管接件上下料机器人,包括底座、立柱、支座和机头;所述底座由支脚和设置于支脚上部的滚珠导轨组成;所述立柱垂直设置于滚珠导轨上端,立柱底部设置有滚珠滑块,沿滚珠导轨在水平方向作直线运动;所述立柱顶部设置一个分别垂直于滚珠导轨和立柱的支座,支座上设置丝杆传动装置,丝杆传动装置的丝杆螺母连接机头;所述机头包括机座和安装于机座上的上下料末端执行装置。还公开了一种高压管接件上下料系统。本发明的高压管接件上下料系统实现与数控机床相配合,实现高压管接件在螺纹加工过程中加工工位转换时的自动上下料,实现加工过程中上下料的自动化、无人化。

Description

一种高压管接件上下料机器人、上下料系统及其工作方法
技术领域
[0001] 本发明属于数控加工技术领域,具体涉及机床上下料装置,具体涉及一种高压管接件的上下料系统,还涉及该系统的工作方法。
背景技术
[0002] 机床上下料机器人是近几年在国内刚刚出现的一个新兴产业.但在西方发达国家以及日本和韩国,早在二十年前,上下料机器人就已经广泛的应用于各种类型的数控机床上。上下料机器人与数控机床相结合,可以实现工件的自动抓取、上料、下料、装卡、加工等所有的工艺过程,能够极大的节约人工成本,提高生产效率。特别适用于大批量、中小型零部件的加工生产。
[0003]目前在中小型管接头的加工过程中多采用普通机床,由工人手动操作完成上料、加工和下料过程,这样导致工人的劳动强度很大,生产效率低,而且长时间疲劳操作,工人无法集中精力,易产生废品,甚至造成人员损伤。另外,随着经济的发展,各行业对管接头的需求量大增,一线工人对劳动环境的要求也在提高,传统的生产模式已不能满足企业的生产要求和一线工人的需要。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种高压管接件上下料系统,实现高压管接头的自动上下料,能够降低工人的劳动强度和人工成本,提高生产效率。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种高压管接件上下料机器人,其创新点在于:包括底座、立柱、支座和机头;
所述底座由支脚和设置于支脚上部的滚珠导轨组成;
所述立柱垂直设置于滚珠导轨上端,立柱底部设置有滚珠滑块,沿滚珠导轨在水平方向作直线运动;
所述立柱顶部设置一个分别垂直于滚珠导轨和立柱的支座,支座上设置丝杆传动装置,丝杆传动装置的丝杆螺母连接机头;
所述机头包括机座和安装于机座上的上下料末端执行装置。
[0006] 进一步的,所述的上下料末端执行装置包括水平旋转机构、升降机构,伸缩机构、抓取机构、和垂直旋转机构;
所述的水平旋转机构包括轴套A、旋转轴A和气缸A,轴套A固定于机座上端,旋转轴A插在轴套内,旋转轴A的下端伸入机座中,气缸A的活塞杆与旋转轴A通过曲柄连接;所述的升降机构包括升降台、升降气缸和固定座;所述的升降台套装与旋转轴A上,旋转轴A顶部设置固定座,固定座两侧安装升降气缸,升降气缸的活塞杆与升降台连接;所述的伸缩机构包括伸缩座、气缸C,伸缩座的两侧个设置两个气缸C,气缸C的活塞杆连接伸缩座;
所述的抓取机构包括气缸D,连杆和气动夹具,气缸D的活塞杆与连杆端连接,连杆的另一端与气动夹具连接。
[0007] 所述的垂旋转机构包括气缸E、轴套B、旋转轴B,旋转轴B插入轴套B内,气缸E的活塞杆与旋转轴B通过曲柄连接。
[0008] 本发明还提供一种基于高压管接件上下料机器人的高压管接件上下料系统,包括机床A、振动上料机、上下料四坐标机器人、工件转向器、机床B和工件输送装置;所述的机床A和机床B设置于下料四坐标机器人的一侧,振动上料机设置于上下料四坐标机器人靠近机床A —端的端部,工件转向器设置于机床A和机床B之间,工件转向器设置于机床A和机床B之间,工件输送机设置于上下料四坐标机器人靠近机床B的一端;
所述振动上料机包括机架、振动电机和振动盘,所述的振动盘设置在机架的顶部,振动电机设置在振动盘的底部,振动盘内设置有料仓,料仓侧壁设置有延伸至振动盘外部的送料通道;
所述的工件转向器包括检测装置和旋转调资气缸。
[0009] 本发明高压管接件上下料机器人的高压管接件上下料系统的工作方法为:
1)将待加工管接件放进振动上料机料斗,振动上料机振动上料;
2)上下料四坐标机器人移动至左端振动上料机出料口位置;拾取一个待加工管接件;机器人上下料末端执行器旋转180°,继续拾取第二个待加工管接件;
3)上下料四坐标机器人移动至管接件数控加工机床M,将拾取的待加工管接件放入数控加工机床M的夹具上正确装夹;装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床M ;
4)数控加工机床M开始管接件第一工序的加工;
5)待加工完毕,上下料四坐标机器人从数控加工机床M的夹具上取出已完成第一道工序加工的管接件;然后,机器人上下料末端执行器旋转180°,将拾取的第二个待加工管接件放入数控加工机床M的夹具上正确装夹;
6)装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床M ;
7)上下料四坐标机器人移动至工件转向器所在位置,将上下料末端执行器上的管接件半成品放入工件转向器,进行旋转调姿;调姿完毕,上下料末端执行器重新拾取管接件半成品,并移动至数控加工机床N ;
8)机器人上下料末端执行器旋转180°将管接件半成品放入数控加工机床N的夹具上正确装夹;
9)装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床N;
10)数控加工机床N开始管接件第二工序的加工;
11)上下料四坐标机器人移动至左端振动上料机出料口位置;机器人上下料末端执行器从振动上料机出料口拾取一个待加工管接件;
12)上下料四坐标机器人移动至管接件数控加工机床M ;上下料四坐标机器人与数控加工机床M通过实时通信联系,机器人上下料末端执行器旋转180°,从数控加工机床M的夹具上取出已完成第一道工序加工的管接件接件半成品;然后,机器人上下料末端执行器旋转180°,将拾取的待加工管接件放入数控加工机床M的夹具上正确装夹;
13)装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床M ;
14)上下料四坐标机器人移动至工件转向器所在位置,将上下料末端执行器上的管接件半成品放入工件转向器,进行旋转调姿;调姿完毕,上下料末端执行器重新拾取管接件半成品,并移动至数控加工机床N ;
15)上下料四坐标机器人从数控加工机床N的夹具上取出已完成第二道工序加工的管接件;然后,机器人上下料末端执行器旋转180°将管接件半成品放入数控加工机床N的夹具上正确装夹;
16)装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床N;
17)上下料四坐标机器人移动至右端成品传输机,将加工完成两道工序的管接件成品放置到工件传输机上;
18)上下料机器人移动至左端振动上料机出料口位置,就此首次完成一个完整的工件加工循环。
[0010] 19)工作流程跳入第九步9),开始循环。
[0011] 工作流程跳入第九步9),开始循环。
[0012] 本发明的有益效果:
1、本发明的机器人能够实现与数控机床相配合,实现高压管接件在螺纹加工过程中加工工位转换时的自动上下料,实现加工过程中上下料的自动化、无人化,此外,把工业机器人末端机械手的结构稍作改变,就可实现多种工件的自动上料;在实际生产能够提高产品的质量,节约能源,减轻工人的劳动强度。
[0013] 2、本发明的机器人及其高压管接件上下料系统的结构紧凑,传动效率高,回差小,传动进度高,工作可靠。
[0014] 3、本发明的高压管接件上下料系统设置工件转向器,对管接件进行传感检测和位姿调整,实现机床对同一零件不同位置的加工需求。
[0015] 4、本发明的机器人末端小巧、灵活,适用于高压管接件的上下料操作,在末端执行器上安装C向旋转轴,可以方便的调整末端执行器的角度。
[0016] 5、采用开放式的计算机辅助编程平台,实现可配置、可扩展的柔性辅助编程,增强了系统适应性和灵活性,以实现多种规格高压管接件自动上下料和多工位管接件协调上下料需求。
[0017] 附图说明
图1为本发明的高压管接件上下料机器人的结构示意图。
[0018] 图2为本发明的高压管接件上下料机器人的机头的结构示意图 图3为本发明的高压管接件上下料系统的结构示意图。
[0019] 图4为本发明的振动上料机的结构示意图。
[0020] 图5为本发明的工件转换器的结构示意图。
[0021] 具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
[0022] 如图1所示的一种高压管接件上下料机器人,包括底座100、立柱200、支座300和机头400 ;
底座100由支脚101和设置于支脚101上部的滚珠导轨102组成;
立柱200垂直设置于滚珠导轨102上端,立柱200底部设置有滚珠滑块201,沿滚珠导轨102在水平方向作直线运动;
立柱200顶部设置一个分别垂直于滚珠导轨102和立柱200的支座300,支座300上设置丝杆传动装置301,丝杆传动装置301的丝杆螺母连接机头400 ;
机头400包括机座410和安装于机座410上的上下料末端执行装置420。
[0023] 上下料末端执行装置420包括水平旋转机构、升降机构,伸缩机构、抓取机构、和垂直旋转机构;
水平旋转机构,包括轴套A421、旋转轴A422和气缸A423,轴套A421固定于机座410上端,旋转轴A422插在轴套421内,旋转轴A422的下端伸入机座410中,气缸A421的活塞杆与旋转轴A422通过曲柄连接;
升降机构,包括升降台424、升降气缸425和固定座426 ;升降台424套装与旋转轴A422上,旋转轴A422顶部设置固定座426,固定座426两侧安装升降气缸425,升降气缸425的活塞杆与升降台424连接;
伸缩机构,包括伸缩座427、气缸C428,伸缩座427的两侧个设置两个气缸C428,气缸C428的活塞杆连接伸缩座427 ;
抓取机构,包括气缸D429,连杆430和气动夹具431,气缸D429的活塞杆与连杆430端连接,连杆430的另一端与气动夹具431连接。
[0024] 垂旋转机构,包括气缸E432、轴套B433、旋转轴B434,旋转轴B434插入轴套B4332内,气缸E432的活塞杆与旋转轴B434通过曲柄连接。
[0025] 本发明的高压管接件上下料机器人的高压管接件上下料系统包括机床A500、机床B600、振动上料机700、上下料四坐标机器人800、工件转向器900和工件输送机1000 ;所述的机床A500和机床B600设置于下料四坐标机器人800的一侧,振动上料机700设置于上下料四坐标机器人800靠近机床A500 —端的端部,工件转向器900设置于机床A500和机床B600之间,工件输送机1000设置于上下料四坐标机器人800靠近机床B600的一端;
振动上料机700包括机架701、振动电机702和振动盘703,振动盘703设置在机架701的顶部,振动电机702设置在振动盘703的底部,振动盘703内设置有料仓704,料仓704侧壁设置有延伸至振动盘703外部的送料通道705 ;
工件转向器900包括支座901、检测装置902、转向器转轴903、转盘904和旋转调资气缸905,旋转调资气缸905的活塞杆与转向器转轴903 —端通过曲柄连接,转向器转轴903的另一端连接转盘904。
[0026] 该系统的工作方法:
1)将待加工高压管接件放进振动上料机的料斗,振动上料机振动上料;
2)上下料四坐标机器人移动至左端振动上料机出料口位置,机器人上下料末端执行器从振动上料机出料口拾取一个待加工管接件;机器人上下料末端执行器旋转180°,继续拾取第二个待加工管接件;
3)上下料四坐标机器人移动至管接件数控加工机床M ;上下料四坐标机器人与数控加工机床M通过实时通信联系,将拾取的待加工管接件放入数控加工机床M的夹具上正确装夹;装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床M,数控加工机床M开始管接件第一工序的加工;
待加工完毕后,数控加工机床M与上下料四坐标机器人通过实时通信联系,上下料四坐标机器人从数控加工机床M的夹具上取出已完成第一道工序加工的管接件(简称管接件半成品);然后,机器人上下料末端执行器旋转180°,将拾取的第二个待加工管接件放入数控加工机床M的夹具上正确装夹,装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床M ;
上下料四坐标机器人移动至工件转向器所在位置,将上下料末端执行器上的管接件半成品放入工件转向器,进行旋转调姿;调姿完毕,上下料末端执行器重新拾取管接件半成品,并移动至数控加工机床N ;
机器人上下料末端执行器旋转180°,上下料四坐标机器人与数控加工机床N通过实时通信联系,将管接件半成品放入数控加工机床N的夹具上正确装夹,装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床N,数控加工机床N开始管接件第二工序的加工;
上下料四坐标机器人移动至左端振动上料机出料口位置;机器人上下料末端执行器从振动上料机出料口拾取一个待加工管接件;
上下料四坐标机器人移动至管接件数控加工机床M ;上下料四坐标机器人与数控加工机床M通过实时通信联系,机器人上下料末端执行器旋转180°,从数控加工机床M的夹具上取出已完成第一道工序加工的管接件接件半成品;然后,机器人上下料末端执行器旋转180°,将拾取的待加工管接件放入数控加工机床M的夹具上正确装夹;
装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床M ;
上下料四坐标机器人移动至工件转向器所在位置,将上下料末端执行器上的管接件半成品放入工件转向器,进行旋转调姿;调姿完毕,上下料末端执行器重新拾取管接件半成品,并移动至数控加工机床N ;
上下料四坐标机器人与数控加工机床N通过实时通信联系,从数控加工机床N的夹具上取出已完成第二道工序加工的管接件(简称管接件成品);然后,机器人上下料末端执行器旋转180°将管接件半成品放入数控加工机床N的夹具上正确装夹;
装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床N ;
上下料四坐标机器人移动至右端成品传输机,将加工完成两道工序的管接件成品放置到工件传输机上;
上下料机器人移动至左端振动上料机出料口位置,就此首次完成一个完整的工件加工循环。
[0027] 工作流程跳入第九步9),开始循环。

Claims (4)

1.一种高压管接件上下料机器人,其特征在于:包括底座、立柱、支座和机头; 所述底座由支脚和设置于支脚上部的滚珠导轨组成; 所述立柱垂直设置于滚珠导轨上端,立柱底部设置有滚珠滑块,沿滚珠导轨在水平方向作直线运动; 所述立柱顶部设置一个分别垂直于滚珠导轨和立柱的支座,支座上设置丝杆传动装置,丝杆传动装置的丝杆螺母连接机头; 所述机头包括机座和安装于机座上的上下料末端执行装置。
2.根据权利要求1所述的一种高压管接件上下料机器人,其特征在于:所述的上下料末端执行装置包括水平旋转机构、升降机构,伸缩机构、抓取机构、和垂直旋转机构; 所述的水平旋转机构包括轴套A、旋转轴A和气缸A,轴套A固定于机座上端,旋转轴A插在轴套内,旋转轴A的下端伸入机座中,气缸A的活塞杆与旋转轴A通过曲柄连接; 所述的升降机构包括升降台、升降气缸和固定座;所述的升降台套装与旋转轴A上,旋转轴A顶部设置固定座,固定座两侧安装升降气缸,升降气缸的活塞杆与升降台连接; 所述的伸缩机构包括伸缩座、气缸C,伸缩座的两侧个设置两个气缸C,气缸C的活塞杆连接伸缩座; 所述的抓取机构包括气缸D,连杆和气动夹具,气缸D的活塞杆与连杆端连接,连杆的另一端与气动夹具连接; 所述的垂旋转机构包括气缸E、轴套B、旋转轴B,旋转轴B插入轴套B内,气缸E的活塞杆与旋转轴B通过曲柄连接。
3.一种基于权利要求1所述的高压管接件上下料机器人的高压管接件上下料系统,其特征在于:包括机床A、振动上料机、上下料四坐标机器人、工件转向器,机床B和工件输送机;所述的机床A和机床B设置于下料四坐标机器人的一侧,振动上料机设置于上下料四坐标机器人靠近机床A —端的端部,工件转向器设置于机床A和机床B之间,工件输送机设置于上下料四坐标机器人靠近机床B的一端; 所述振动上料机包括机架、振动电机和振动盘,所述的振动盘设置在机架的顶部,振动电机设置在振动盘的底部,振动盘内设置有料仓,料仓侧壁设置有延伸至振动盘外部的送料通道; 工件转向器包括检测装置、转向器转轴、转盘和旋转调资气缸,旋转调资气缸的活塞杆与转向器转轴一端通过曲柄连接,转向器转轴的另一端连接转盘。
4.一种权利要求3所述的高压管接件上下料机器人的高压管接件上下料系统的工作方法,其特征在于: 将待加工管接件放进振动上料机料斗,振动上料机振动上料; 上下料四坐标机器人移动至左端振动上料机出料口位置;拾取一个待加工管接件;机器人上下料末端执行器旋转180°,继续拾取第二个待加工管接件; 上下料四坐标机器人移动至管接件数控加工机床M,将拾取的待加工管接件放入数控加工机床M的夹具上正确装夹;装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床M ; 数控加工机床M开始管接件第一工序的加工; 待加工完毕,上下料四坐标机器人从数控加工机床M的夹具上取出已完成第一道工序加工的管接件;然后,机器人上下料末端执行器旋转180°,将拾取的第二个待加工管接件放入数控加工机床M的夹具上正确装夹; 装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床M ; 上下料四坐标机器人移动至工件转向器所在位置,将上下料末端执行器上的管接件半成品放入工件转向器,进行旋转调姿;调姿完毕,上下料末端执行器重新拾取管接件半成品,并移动至数控加工机床N ; 机器人上下料末端执行器旋转180°将管接件半成品放入数控加工机床N的夹具上正确装夹; 装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床N ; 数控加工机床N开始管接件第二工序的加工; 上下料四坐标机器人移动至左端振动上料机出料口位置;机器人上下料末端执行器从振动上料机出料口拾取一个待加工管接件; 上下料四坐标机器人移动至管接件数控加工机床M ;上下料四坐标机器人与数控加工机床M通过实时通信联系,机器人上下料末端执行器旋转180°,从数控加工机床M的夹具上取出已完成第一道工序加工的管接件接件半成品;然后,机器人上下料末端执行器旋转180°,将拾取的待加工管接件放入数控加工机床M的夹具上正确装夹; 装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床M ; 上下料四坐标机器人移动至工件转向器所在位置,将上下料末端执行器上的管接件半成品放入工件转向器,进行旋转调姿;调姿完毕,上下料末端执行器重新拾取管接件半成品,并移动至数控加工机床N ; 上下料四坐标机器人从数控加工机床N的夹具上取出已完成第二道工序加工的管接件;然后,机器人上下料末端执行器旋转180°将管接件半成品放入数控加工机床N的夹具上正确装夹; 装夹完毕后,上下料四坐标机器人退出数控加工机床N ; 上下料四坐标机器人移动至右端成品传输机,将加工完成两道工序的管接件成品放置到工件传输机上; 上下料机器人移动至左端振动上料机出料口位置,就此首次完成一个完整的工件加工循环; 工作流程跳入第九步9),开始循环。
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