CN106944582B - 机器人自动上下料螺栓滚压系统及螺栓滚压方法 - Google Patents

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CN106944582B CN201710250883.5A CN201710250883A CN106944582B CN 106944582 B CN106944582 B CN 106944582B CN 201710250883 A CN201710250883 A CN 201710250883A CN 106944582 B CN106944582 B CN 106944582B
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Abstract

本发明涉及螺栓滚压技术领域,尤其是涉及一种机器人自动上下料螺栓滚压系统及螺栓滚压方法,以缓解现有技术中存在的螺栓滚压加工自动化程度不足的技术问题。包括:送料机构,通过振捣完成螺栓列整并输出;机器人机构,包括机器臂组件以及夹具组件,夹具组件包括能够在机器臂组件的带动下旋转的安装座、第一夹头、第二夹头,其中,第一面与第二面垂直;滚压机构,包括底座、位于底座纵向端面上并且能够在底座的纵向端面上旋转的加工台、位于工作台上端面的用于夹紧螺栓的滚轮组件;驱动总成,设置于滚压机构上部,能够抵紧并带动螺栓旋转。本发明提供的螺栓滚压系统提高了生产效率,自动化程度较高。

Description

机器人自动上下料螺栓滚压系统及螺栓滚压方法
技术领域
本发明涉及螺栓滚压技术领域,尤其是涉及一种机器人自动上下料螺栓滚压系统及螺栓滚压方法。
背景技术
在生产加工过程中,螺栓下圆角滚压质量好坏将直接影响到产品的使用性能及工作质量,圆角滚压的目的是消除螺栓头部与杆部的应力,提高螺栓的疲劳强度。
螺栓上料是加工过程中的一个重要环节,目前大多采用人工上料方式,工人劳动强度大,自动化程度不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人自动上下料螺栓滚压系统及螺栓滚压方法,以缓解现有技术中存在的螺栓滚压加工自动化程度不足的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案在于:
一种机器人自动上下料螺栓滚压系统,包括:
送料机构,通过振捣完成螺栓列整并输出;
机器人机构,包括机器臂组件以及设置于所述机器臂组件自由端的夹具组件,所述夹具组件包括能够在所述机器臂组件的带动下旋转的安装座、设置于所述安装座的第一面的第一夹头、设置于所述安装座的第二面的第二夹头,其中,所述第一面与所述第二面垂直;
所述机器臂组件包括:沿底端向顶端方向依次设置的第一臂、第二臂和第三臂,所述夹具组件的安装座位于所述第三臂的自由端,其中,所述第一臂能够绕自身轴线旋转,所述第二臂能够绕自身轴线旋转并且能够相对于所述第一臂摆动,所述第三臂能够绕自身轴线旋转并且能够相对于所述第二臂摆动;
滚压机构,包括底座、位于所述底座纵向端面上并且能够在底座的纵向端面上旋转的加工台、位于所述加工台上端面的用于夹紧螺栓的滚轮组件;
驱动总成,设置于所述滚压机构上部,能够抵紧并带动螺栓旋转,所述驱动总成相对于水平面倾斜设置,并且,在所述螺栓处于加工状态下,所述驱动总成的轴线与水平面的夹角为锐角。
更进一步地,
所述第一夹头和所述第二夹头均包括夹头主体以及均匀分布于所述夹头主体端面并且与所述夹头主体活动连接的三个夹具手指,三个所述夹具手指之间形成螺栓的安装空间,并且,所述夹头主体的上端面具有三个与所述夹具手指一一对应的安装槽,三个所述夹具手指沿所述安装槽的开槽方向运动。
更进一步地,
所述夹具手指包括水平部和竖直部,所述水平部和所述竖直部之间的转角空间用于卡紧螺栓头部。
更进一步地,
所述滚轮组件包括均匀分布于所述加工台工作面的三个滚轮架,三个所述滚轮架形成螺栓的安装空间,并且,所述滚轮架能够相对于所述加工台运动以调整所述安装空间的大小。
更进一步地,
所述驱动总成包括主轴电机、与所述主轴电机平行设置的气缸、连接所述主轴电机的输出轴与所述气缸的主轴的同步带,其中,所述同步带通过套装于所述主轴上的滑套与所述主轴连接,所述主轴的自由端用于抵紧并带动螺栓旋转。
更进一步地,
所述送料机构包括下料装置、用于承接从下料装置输出的螺栓的振动器、以及用于承接从振动器输出的螺栓的直振器,所述直振器具有直线输送轨道。
一种采用了上述的机器人自动上下料螺栓滚压系统的螺栓滚压方法,包括:
送料机构完成螺栓列整后输出;
机器人机构的夹具组件将螺栓从送料机构夹取至滚压机构的滚轮组件中,上料完成后归位,等待下一次上料;
驱动总成抵紧螺栓并带动螺栓旋转。
更进一步地,
机器人机构的夹具组件将螺栓从送料机构夹取至滚压机构的滚轮组件中,上料完成后归位,等待下一次上料,具体为:
所述第一夹头将螺栓从所述送料机构夹取至滚压机构的滚轮组件中,上料完成后,所述机器人机构归位,首次上料作业完成;
首次上料作业完成后,所述第一夹头再次将螺栓从送料机构夹取螺栓至滚压机构上方等待放料,所述第二夹头从所述滚压组件中取出加工完成的螺栓后,所述第一夹头和所述第二夹头旋转,所述第一夹头将处于等待状态的螺栓放入滚压机构中,二次上料作业完成。
结合上述技术方案,本发明能够达到的有益效果在于:
由于本发明提供了一种机器人自动上下料螺栓滚压系统,包括送料机构、机器人机构、滚压机构以及驱动总成。其中,送料机构通过振捣完成螺栓列整并输出。机器人机构包括机器臂组件以及设置于所述机器臂组件自由端的夹具组件,所述夹具组件包括能够在所述机器臂组件的带动下旋转的安装座、设置于所述安装座的第一面的第一夹头、设置于所述安装座的第二面的第二夹头,其中,所述第一面与所述第二面垂直。滚压机构包括底座、位于所述底座纵向端面上并且能够在底座的纵向端面上旋转的加工台、位于所述加工台上端面的用于夹紧螺栓的滚轮组件。驱动总成设置于所述滚压机构上部,能够抵紧并带动螺栓旋转。
在具体工作过程中:
首先,送料机构完成螺栓列整后输出,然后,机器人机构的第一夹头将螺栓从所述送料机构夹取至滚压机构的滚轮组件中,上料完成后,所述机器人机构归位,首次上料作业完成,驱动总成抵紧螺栓并带动螺栓旋转,滚轮组件完成对螺栓的加工。在首次上料作业完成后,所述第一夹头再次将螺栓从送料机构夹取螺栓至滚压机构上方等待放料,所述第二夹头从所述滚压组件中取出加工完成的螺栓后,所述第一夹头和所述第二夹头旋转,所述第一夹头将处于等待状态的螺栓放入滚压机构中,二次上料作业完成,驱动总成抵紧螺栓并带动螺栓旋转,滚轮组件完成对二次螺栓的加工。依次循环往复,完成螺栓滚压的连续上料和加工,提高了生产效率,自动化程度较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的机器人自动上下料螺栓滚压系统的整体结构示意图;
图2为机器人机构的整体结构示意图;
图3为夹具组件的整体结构示意图;
图4为滚压机构的整体结构示意图;
图5为驱动总成的整体结构示意图;
图6为驱动总成的截面图。
图标:
100-送料机构;110-下料装置;120-振动器;130-直振器;200-机器人机构;210-机器臂组件;220-夹具组件;221-安装座;222-第一夹头;223-第二夹头;201-夹头主体;202-夹具手指;211-第一臂;212-第二臂;213-第三臂;300-滚压机构;310-底座;320-加工台;330-滚轮组件;331-滚轮架;400-驱动总成;410-主轴电机;420-气缸;430-同步带;440-滑套;450-主轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对实施例1和实施例2进行详细描述:
图1为本发明实施例提供的机器人自动上下料螺栓滚压系统的整体结构示意图;图2为机器人机构的整体结构示意图;图3为夹具组件的整体结构示意图;图4为滚压机构的整体结构示意图;图5为驱动总成的整体结构示意图;图6为驱动总成的截面图。
实施例1
本实施例提供了一种机器人自动上下料螺栓滚压系统,请一并参照图1至图6,包括:
送料机构100,通过振捣完成螺栓列整并输出;
机器人机构200,包括机器臂组件210以及设置于机器臂组件210自由端的夹具组件220,夹具组件220包括能够在机器臂组件的带动下旋转的安装座221、设置于安装座221的第一面的第一夹头222、设置于安装座221的第二面的第二夹头223,其中,第一面与第二面垂直。
滚压机构300,包括底座310、位于底座310纵向端面上并且能够在底座310的纵向端面上旋转的加工台320、位于工作台上端面的用于夹紧螺栓的滚轮组件330;
驱动总成400,设置于滚压机构300上部,能够抵紧并带动螺栓旋转。
在具体工作过程中:
首先,送料机构100完成螺栓列整后输出,然后,机器人机构200的第一夹头222将螺栓从送料机构100夹取至滚压机构300的滚轮组件330中,上料完成后,机器人机构200归位,首次上料作业完成,驱动总成400抵紧螺栓并带动螺栓旋转,滚轮组件330完成对螺栓的加工。在首次上料作业完成后,第一夹头222再次将螺栓从送料机构100夹取螺栓至滚压机构300上方等待放料,第二夹头223从滚压组件中取出加工完成的螺栓后,第一夹头222和第二夹头223旋转,第一夹头222将处于等待状态的螺栓放入滚压机构300中,二次上料作业完成,驱动总成400抵紧螺栓并带动螺栓旋转,滚轮组件330完成对二次螺栓的加工。依次循环往复,完成螺栓滚压的连续上料和加工,提高了生产效率,自动化程度较高。
以下对第一夹头222和第二夹头223的形状和结构详细说明:
请参照图3,第一夹头222和第二夹头223均包括夹头主体201以及均匀分布于夹头主体201端面并且与夹头主体201活动连接的三个夹具手指202,三个夹具手指202之间形成螺栓的安装空间,并且,夹头主体201的上端面具有三个与夹具手指202一一对应的安装槽,三个夹具手指202沿安装槽的开槽方向运动。更为详细地,安装座221旋转90度后,第一夹头222和第二夹头223的位置互换,安装座221反向旋转90度后,第一夹头222和第二夹头223的恢复至原始位置,以此往复,完成螺栓的放入-取出的循环作业。
更进一步地,
夹具手指202包括水平部和竖直部,水平部和竖直部之间的转角空间用于卡紧螺栓头部。
以下对机器臂组件210的形状和结构详细说明:
请参照图2,机器臂组件210包括:沿底端向顶端方向依次设置的第一臂211、第二臂212和第三臂213,夹具组件220的安装座221位于第三臂213的自由端,其中,第一臂211能够绕自身轴线旋转,第二臂212能够绕自身轴线旋转并且能够相对于第一臂211摆动,第三臂213能够绕自身轴线旋转并且能够相对于第二臂212摆动。较为优选地,第一臂211、第二臂212和第三臂213分别通过单独电机驱动,以实现第一臂211、第二臂212和第三臂213的多自由度运转。
以下对滚轮组件330的形状和结构详细说明如下:
请参照图4,滚轮组件330包括均匀分布于加工台320工作面的三个滚轮架331,三个滚轮架331形成螺栓的安装空间,并且,滚轮架331能够相对于加工台320运动以调整安装空间的大小。滚轮架331上设置有滚轮,三个滚轮抵紧螺栓,螺栓旋转过程与滚轮发生摩擦,从而实现螺栓的滚压。
以下对驱动总成400的形状和结构详细说明如下:
驱动总成400包括主轴电机410、与主轴电机410平行设置的气缸420、连接主轴电机410的输出轴与气缸420的主轴450的同步带430,其中,同步带430通过套装于主轴450上的滑套440与主轴450连接,主轴450的自由端用于抵紧并带动螺栓旋转。
更进一步地,
驱动总成400相对于水平面倾斜设置,并且,在螺栓处于加工状态下,驱动总成400的轴线与水平面的夹角为锐角。较为优选地,驱动总成400的轴线与水平面的夹角为锐角为45度。设置为45度的原因在于:
滚压机构300在机器人机构200放料时处于竖直状态,机器人机构200放料完成后,滚压机构300的底座310旋转45度以使螺栓的表面正对驱动总成400的主轴450的自由端,驱动总成400启动后,主轴450的自由端抵紧螺栓并带动螺栓旋转,加工完成后,滚压机构300的底座310反方向旋转45度后归位,等待下一次上料。
以下对送料机构100的形状和结构详细说明:
送料机构100包括下料装置110、用于承接从下料装置110输出的螺栓的振动器120、以及用于承接从振动器120输出的螺栓的直振器130,直振器130具有直线输送轨道。下料装置110具有倾斜设置的物料输出口,处于紊乱状态的螺栓投入下料装置110后从下料装置110的出口输出。振动器120设置为上端开口的圆筒状结构,并且能够提供上下方向的震动以及围绕直振器130轴线方向的旋转作用力,在振动器120的切线方向上设置有物料出口,处于紊乱状态的螺栓经过振动器120的振捣作用后部分列整并通过物料出口输出。直振器130具有直线输送轨道,并且能够提供竖直方向的振动力,直振器130进一步列整螺栓,在直振器130的输出端完成螺栓的列整,等待下一工序。
以下对机器人自动上下料螺栓滚压系统的工作过程详细说明:
处于紊乱状态的螺栓投入下料装置110后从下料装置110的出口输出,经过振动器120的振捣作用后部分列整并通过振动器120的物料出口输出至直振器130,直振器130进一步列整螺栓,在直振器130的输出端完成螺栓的列整,等待机器人机构200的拿取作业。
机器人机构200的第一夹头222将螺栓从送料机构100夹取至滚压机构300的滚轮组件330中,上料完成后,机器人机构200归位,滚压机构300的底座310旋转45度以使螺栓的表面正对驱动总成400的主轴450的自由端,驱动总成400启动后,主轴450的自由端抵紧螺栓并带动螺栓旋转,加工完成后,滚压机构300的底座310反方向旋转45度后归位,等待下一次上料。
首次上料作业完成后,第一夹头222再次将螺栓从送料机构100夹取螺栓至滚压机构300上方等待放料,第二夹头223从滚压组件中取出加工完成的螺栓后,第一夹头222和第二夹头223旋转,第一夹头222将处于等待状态的螺栓放入滚压机构300中,二次上料作业完成。滚压机构300的底座310旋转45度以使螺栓的表面正对驱动总成400的主轴450的自由端,驱动总成400启动后,主轴450的自由端抵紧螺栓并带动螺栓旋转,加工完成后,滚压机构300的底座310反方向旋转45度后归位,等待下一次上料。
实施例2
本实施例提供了一种采用了上述的机器人自动上下料螺栓滚压系统的螺栓滚压方法,包括以下步骤:
送料工序:送料机构100完成螺栓列整后输出;
上料工序:机器人机构200的夹具组件220将螺栓从送料机构100夹取至滚压机构300的滚轮组件330中,上料完成后归位,等待下一次上料;
滚压工序:驱动总成400抵紧螺栓并带动螺栓旋转。
更为详细地,关于上料工序:机器人机构200的夹具组件220将螺栓从送料机构100夹取至滚压机构300的滚轮组件330中,上料完成后归位,等待下一次上料,具体包括首次上料工序和二次上料工序。
首次上料工序:第一夹头222将螺栓从送料机构100夹取至滚压机构300的滚轮组件330中,上料完成后,机器人机构200归位,首次上料作业完成。
二次上料工序:首次上料作业完成后,第一夹头222再次将螺栓从送料机构100夹取螺栓至滚压机构300上方等待放料,第二夹头223从滚压组件中取出加工完成的螺栓后,第一夹头222和第二夹头223旋转,第一夹头222将处于等待状态的螺栓放入滚压机构300中,二次上料作业完成。
需要说明的是:在螺栓的连续上料加工过程中,首次上料工序仅初始进行一次,二次上料工序连续重复进行。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种机器人自动上下料螺栓滚压系统,其特征在于,包括:
送料机构(100),通过振捣完成螺栓列整并输出;
机器人机构(200),包括机器臂组件(210)以及设置于所述机器臂组件(210)自由端的夹具组件(220),所述夹具组件(220)包括能够在所述机器臂组件的带动下旋转的安装座(221)、设置于所述安装座(221)的第一面的第一夹头(222)、设置于所述安装座(221)的第二面的第二夹头(223),其中,所述第一面与所述第二面垂直;
所述机器臂组件(210)包括:沿底端向顶端方向依次设置的第一臂(211)、第二臂(212)和第三臂(213),所述夹具组件(220)的安装座(221)位于所述第三臂(213)的自由端,其中,所述第一臂(211)能够绕自身轴线旋转,所述第二臂(212)能够绕自身轴线旋转并且能够相对于所述第一臂(211)摆动,所述第三臂(213)能够绕自身轴线旋转并且能够相对于所述第二臂(212)摆动;
滚压机构(300),包括底座(310)、位于所述底座(310)纵向端面上并且能够在底座(310)的纵向端面上旋转的加工台(320)、位于所述加工台(320)上端面的用于夹紧螺栓的滚轮组件(330);
驱动总成(400),设置于所述滚压机构(300)上部,能够抵紧并带动螺栓旋转,所述驱动总成(400)相对于水平面倾斜设置,并且,在所述螺栓处于加工状态下,所述驱动总成(400)的轴线与水平面的夹角为锐角。
2.根据权利要求1所述的机器人自动上下料螺栓滚压系统,其特征在于,
所述第一夹头(222)和所述第二夹头(223)均包括夹头主体(201)以及均匀分布于所述夹头主体(201)端面并且与所述夹头主体(201)活动连接的三个夹具手指(202),三个所述夹具手指(202)之间形成螺栓的安装空间,并且,所述夹头主体(201)的上端面具有三个与所述夹具手指(202)一一对应的安装槽,三个所述夹具手指(202)沿所述安装槽的开槽方向运动。
3.根据权利要求2所述的机器人自动上下料螺栓滚压系统,其特征在于,
所述夹具手指(202)包括水平部和竖直部,所述水平部和所述竖直部之间的转角空间用于卡紧螺栓头部。
4.根据权利要求1所述的机器人自动上下料螺栓滚压系统,其特征在于,
所述滚轮组件(330)包括均匀分布于所述加工台(320)工作面的三个滚轮架(331),三个所述滚轮架(331)形成螺栓的安装空间,并且,所述滚轮架(331)能够相对于所述加工台(320)运动以调整所述安装空间的大小。
5.根据权利要求1所述的机器人自动上下料螺栓滚压系统,其特征在于,
所述驱动总成(400)包括主轴电机(410)、与所述主轴电机(410)平行设置的气缸(420)、连接所述主轴电机(410)的输出轴与所述气缸(420)的主轴(450)的同步带(430),其中,所述同步带(430)通过套装于所述主轴(450)上的滑套(440)与所述主轴(450)连接,所述主轴(450)的自由端用于抵紧并带动螺栓旋转。
6.根据权利要求1所述的机器人自动上下料螺栓滚压系统,其特征在于,
所述送料机构(100)包括下料装置(110)、用于承接从下料装置(110)输出的螺栓的振动器(120)、以及用于承接从振动器(120)输出的螺栓的直振器(130),所述直振器(130)具有直线输送轨道。
7.一种采用了如权利要求1-6任一项所述的机器人自动上下料螺栓滚压系统的螺栓滚压方法,其特征在于,包括:
送料机构(100)完成螺栓列整后输出;
机器人机构(200)的夹具组件(220)将螺栓从送料机构(100)夹取至滚压机构(300)的滚轮组件(330)中,上料完成后归位,等待下一次上料;
驱动总成(400)抵紧螺栓并带动螺栓旋转。
8.根据权利要求7所述的机器人自动上下料螺栓滚压系统的螺栓滚压方法,其特征在于,
机器人机构(200)的夹具组件(220)将螺栓从送料机构(100)夹取至滚压机构(300)的滚轮组件(330)中,上料完成后归位,等待下一次上料,具体为:
所述第一夹头(222)将螺栓从所述送料机构(100)夹取至滚压机构(300)的滚轮组件(330)中,上料完成后,所述机器人机构(200)归位,首次上料作业完成;
首次上料作业完成后,所述第一夹头(222)再次将螺栓从送料机构(100)夹取螺栓至滚压机构(300)上方等待放料,所述第二夹头(223)从所述滚轮组件(330)中取出加工完成的螺栓后,所述第一夹头(222)和所述第二夹头(223)旋转,所述第一夹头(222)将处于等待状态的螺栓放入滚压机构(300)中,二次上料作业完成。
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