CN105108729B - 双门式构型六自由度上下料机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双门式构型六自由度上下料机器人。机器人通过第一个门型机构与基座铰接，直杆门梁与门框铰接。第二个门型机构为平行四边形机构，固定于第一个门型机构的门梁上，可随门梁一起转动。平行四边形机构末端铰接了运动平台，运动平台端拾器之间通过2个转动副连接。本机器人结构简单，制造成本低，安装方便且适应性强，实现多方位的运动驱动，提高了上下料速度及生产效率，保证了冲压件的产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，具体地，涉及一种双门式构型六自由度上下料机器人。
背景技术
双门式构型六自由度上下料机器人冲压件的生产效率和质量除了与产品设计和模具设计相关外，与在冲压生产线上拾取搬运的过程也有很大的关系。对于汽车零件冲压线，配备何种自动化设备将直接决定冲压线的生产能力，并且由于压机的投资远高于冲压线自动化设备，若自动化设备的生产效率低于压机，则会造成压机投资的部分浪费，如果整线采用机器人与压机完全同步的运行方式，就能保证整线的最高运行速度，因此，上下料机器人广泛应用于各类冲压生产线。
一般冲压生产线上，大多采用专机或人工的方式进行上下料，这在产品比较单一、产能不高的情况下是比较适合的，但是随着科技的日益进步，产品更新换代加快，使用专机或人工进行上下料就暴露出了很多的不足，包括自动化程度不能满足流水线生产的需要、产品质量的稳定性不够、柔性不够而不利于产品结构的调整等。引进上下料机器人将大大提高生产效率，同时由于生产自动化程度的提高，人为的误差也将大大减少，使产品质量得到很大的改进。目前大部分冲压线上下料机器通常采用六轴工业机器人，其各个轴的运动工作空间很大，可以实现冲压生产线的工艺需要，但是其所需的压机之间距离较大，而且每个轴都需要伺服控制，由此极大提高了设备成本。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种双门式构型六自由度上下料机器人，能够快速而且准确地拾取冲压件，大大提高冲压生产线的生产效率和冲压件的下线合格率，为其后续生产工艺提供保障。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。
一种双门式构型六自由度上下料机器人，包括：基座、第一门型机构、门梁、第二门型机构和端拾机构；其中：
所述第一门型机构铰接于基座上；
所述第二门型机构与第一门型机构之间通过门梁连接，所述第二门型机构固接于门梁上；
所述端拾机构连接于第二门型机构的末端；
所述门梁绕自身轴线相对于第一门型机构转动；
所述第二门型机构与门梁一起相对于第一门型机构转动；
所述端拾机构与第二门型机构之间相对转动。
优选地，所述基座包括两个基块，两个基块上分别设有支撑杆，所述第一门型机构与支撑杆之间铰接。
优选地，所述第一门型机构包括两根相对设置的第一摆杆；两根第一摆杆的一端分别与门梁转动连接，两根第一摆杆的另一端分别与基座铰接。
优选地，所述第二门型机构包括两根相对设置的第二摆杆，其中每一根第二摆杆均为平行四边形结构；
所述第二摆杆的一端与门梁固定连接，所述第二摆杆的另一端与端拾机构连接；
两根第二摆杆之间设有用于驱动第二摆杆转动的丝杠。
优选地，所述端拾机构包括运动平台和端拾器，其中，所述端拾器通过胡克铰连接于运动平台上，所述运动平台通过转动副连接于第二门型机构的末端，所述运动平台相对于第二门型机构转动。
优选地，所述运动平台和端拾器通过电机驱动转动。
优选地，所述第二门型机构与运动平台之间的转动副转轴以及运动平台与端拾器之间的胡克铰转轴交于一点。
优选地，所述门梁为直杆结构。
优选地，所述门梁设有门梁致动单元，所述门梁致动单元采用如下任一种结构：
-四杆机构，所述四杆机构的一端与门梁驱动连接，所述四杆机构的另一端与第一门型机构的第一摆杆连接，且连接点位于基座与第一门型机构的铰接处；
-齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的齿轮和齿条相啮合，其中，齿条的一端与门梁驱动连接，齿条的另一端与第一门型机构的第一摆杆连接，且连接点位于基座与第一门型机构的铰接处。
优选地，所述门梁致动单元通过电机驱动，所述电机设置于基座与第一门型机构的铰接处。
本发明提供的双门式构型六自由度上下料机器人，第一门型机构的底端与基座铰接，第一门型机构的上端通过直杆门梁与第二门型机构连接，门梁相对于第一门型机构可转动。构成第二门型机构的第二摆杆为平行四边形结构，其一端固接于门梁，可随门梁一起转动。平行四边形结构的末端通过转动副连接了运动平台，运动平台与端拾器之间通过胡克铰连接。第二摆杆与运动平台之间的转动副转轴、运动平台与端拾器之间的胡克铰转轴交于一点。
驱动门梁转动的门梁致动单元是通过四杆机构或者齿轮齿条机构进行的。驱动第二门型机构的平行四边形摆杆转动的是丝杠。其余致动单元是通过电机与减速器驱动。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明提供的双门式构型六自由度上下料机器人，结构简单、制造成本低、安装方便且适应性强；
2、本发明能偶实现多方位的运动驱动，有效提高了冲压线上下料速度及生产效率，保证了冲压件的产品质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明双门式构型六自由度上下料机器人的结构示意图。
图中：1为基座，2为第一摆杆，3为四杆机构，4为直杆门梁，5为丝杠，6为第二摆杆，7为运动平台，8为端拾器。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本实施例提供了一种双门式构型六自由度上下料机器人，包括：基座、第一门型机构、门梁、第二门型机构和端拾机构；其中：
所述第一门型机构铰接于基座上；
所述第二门型机构与第一门型机构之间通过门梁连接，所述第二门型机构固接于门梁上；
所述端拾机构连接于第二门型机构的末端；
所述门梁绕自身轴线相对于第一门型机构转动；
所述第二门型机构与门梁一起相对于第一门型机构转动；
所述端拾机构与第二门型机构之间相对转动。
进一步地，所述基座包括两个基块，两个基块上分别设有支撑杆，所述第一门型机构与支撑杆之间铰接。
进一步地，所述第一门型机构包括两根相对设置的第一摆杆；两根第一摆杆的一端分别与门梁转动连接，两根第一摆杆的另一端分别与基座铰接。
进一步地，所述第二门型机构包括两根相对设置的第二摆杆，其中每一根第二摆杆均为平行四边形结构；
所述第二摆杆的一端与门梁固定连接，所述第二摆杆的另一端与端拾机构连接；
两根第二摆杆之间设有用于驱动第二摆杆转动的丝杠。
进一步地，所述端拾机构包括运动平台和端拾器，其中，所述端拾器通过胡克铰连接于运动平台上，所述运动平台通过转动副连接于第二门型机构的末端，所述运动平台相对于第二门型机构转动。
进一步地，所述运动平台和端拾器通过电机驱动转动。
进一步地，所述第二门型机构与运动平台之间的转动副转轴以及运动平台与端拾器之间的胡克铰转轴交于一点。
进一步地，所述门梁为直杆结构。
进一步地，所述门梁设有门梁致动单元，所述门梁致动单元采用如下任一种结构：
-四杆机构，所述四杆机构的一端与门梁驱动连接，所述四杆机构的另一端与第一门型机构的第一摆杆连接，且连接点位于基座与第一门型机构的铰接处；
-齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的齿轮和齿条相啮合，其中，齿条的一端与门梁驱动连接，齿条的另一端与第一门型机构的第一摆杆连接，且连接点位于基座与第一门型机构的铰接处。
进一步地，所述门梁致动单元通过电机驱动，所述电机设置于基座与第一门型机构的铰接处。
下面结合附图对本实施例进一步描述。
如图1所示，本实施例提供的双门式构型六自由度上下料机器人，包括端拾器8、运动平台7和两个门型机构。第一门型机构由2个第一摆杆2组成。摆杆2与基座1通过铰链连接，门梁4可绕自身轴线相对于第一摆杆2转动。第二门型机构包括两个第二摆杆6，第二摆杆6为平行四边形结构，固接于门梁4上，可随门梁4一起相对于第一摆杆2转动。平行四边形结构的一组第二摆杆6铰接于门梁4，可相对于门梁4转动。平行四边形结构的末端与运动平台7通过铰链连接，运动平台7可相对平行四边形结构转动。运动平台7与端拾器8之间通过胡克铰连接。第二摆杆与运动平台之间的转动副转轴以及运动平台与端拾器之间的胡克铰转轴交于一点。
进一步，上述门梁4转动的致动单元是通过四杆机构3进行驱动的，驱动电机安装在第一摆杆2与基座1的铰接处。平行四边形结构的第二摆杆6的转动由丝杠5驱动。其余关节(运动平台、端拾器)的转动由电机与减速器直接驱动。
本实施例提供的双门式构型六自由度上下料机器人，工作时，通过摆杆2与门梁4的转动，可实现端拾器8在主运动平面内的大范围移动，完成压机间的往复运动。平行四边形机构的摆杆6的转动，可实现端拾器8在垂直于主运动平面方向上的移动。摆杆6与运动平台7之间的转轴和运动平台7与端拾器8之间的胡克铰转轴交于一点，能够调整端拾器8的空间姿态，从不同方向上完成对工件的拾取与安放。
本实施例双门式构型六自由度上下料机器人，可安装于冲压生产线相邻压机之间的空挡位置，安装方便且适应性强，可实现全方位的冲压件拾取，满足重型的冲压件在压机之间快速搬运的要求；结构简单，制造成本低，安装方便且适应性强，实现多方位的运动驱动，提高了上下料速度及生产效率，保证了冲压件的产品质量。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种双门式构型六自由度上下料机器人，其特征在于，包括：基座、第一门型机构、门梁、第二门型机构和端拾机构；其中：
所述第一门型机构铰接于基座上；
所述第二门型机构与第一门型机构之间通过门梁连接，所述第二门型机构固接于门梁上；
所述端拾机构连接于第二门型机构的末端；
所述门梁绕自身轴线相对于第一门型机构转动；
所述第二门型机构与门梁一起相对于第一门型机构转动；
所述端拾机构与第二门型机构之间相对转动；
所述第一门型机构包括两根相对设置的第一摆杆；两根第一摆杆的一端分别与门梁转动连接，两根第一摆杆的另一端分别与基座铰接。
2.根据权利要求1所述的双门式构型六自由度上下料机器人，其特征在于，所述基座包括两个基块，两个基块上分别设有支撑杆，所述第一门型机构与支撑杆之间铰接。
3.根据权利要求1所述的双门式构型六自由度上下料机器人，其特征在于，所述第二门型机构包括两根相对设置的第二摆杆，其中每一根第二摆杆均为平行四边形结构；
所述第二摆杆的一端与门梁固定连接，所述第二摆杆的另一端与端拾机构连接；
两根第二摆杆之间设有用于驱动第二摆杆转动的丝杠。
4.根据权利要求1所述的双门式构型六自由度上下料机器人，其特征在于，所述端拾机构包括运动平台和端拾器，其中，所述端拾器通过胡克铰连接于运动平台上，所述运动平台通过转动副连接于第二门型机构的末端，所述运动平台相对于第二门型机构转动。
5.根据权利要求4所述的双门式构型六自由度上下料机器人，其特征在于，所述运动平台和端拾器通过电机驱动转动。
6.根据权利要求4所述的双门式构型六自由度上下料机器人，其特征在于，所述第二门型机构与运动平台之间的转动副转轴以及运动平台与端拾器之间的胡克铰转轴交于一点。
7.根据权利要求1所述的双门式构型六自由度上下料机器人，其特征在于，所述门梁为直杆结构。
8.根据权利要求7所述的双门式构型六自由度上下料机器人，其特征在于，所述门梁设有门梁致动单元，所述门梁致动单元采用如下任一种结构：
-四杆机构，所述四杆机构的一端与门梁驱动连接，所述四杆机构的另一端与第一门型机构的第一摆杆连接，且连接点位于基座与第一门型机构的铰接处；
-齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的齿轮和齿条相啮合，其中，齿条的一端与门梁驱动连接，齿条的另一端与第一门型机构的第一摆杆连接，且连接点位于基座与第一门型机构的铰接处。
9.根据权利要求8所述的双门式构型六自由度上下料机器人，其特征在于，所述门梁致动单元通过电机驱动，所述电机设置于基座与第一门型机构的铰接处。
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