CN107138942A - 一种高精度装配机器人 - Google Patents

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张俊骁
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • B25J19/061—Safety devices with audible signals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators

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Abstract

本发明公开了一种高精度装配机器人，涉及智能制造的技术领域；第一关节臂安装在底座上，第二关节臂安装在第一关节臂上，第一关节臂和第二关节臂均通过交流力矩电动机驱动；智能拧紧轴和连接套均安装在第二关节臂上，连接套内部设有的螺杆上下分别与智能拧紧轴、锁付爪头配合连接，螺杆通过与其相连的中空轴电机驱动；锁付爪头底部带有的真空吸嘴通过吸头组件、送料管道与供料器相连；底座与外部的控制器相连，底座顶部设有与控制器相连的力觉传感器和自动报警装置；本发明机器人安全性和稳定性好，结合了人的智能以及机器的效率，实现了高难度、精细化的动作，工作效率高，使用寿命长，成本低廉，保证了装配工作长期高效稳定地运行。

Description

一种高精度装配机器人
技术领域
本发明涉及智能制造的技术领域，具体是一种高精度装配机器人。
背景技术
近年来，随着现代化建设步伐的加快，电器产品、家电产品的需求量不断上升，机械化和自动化生产、装配流水线大量增加，在这种情况再采用人手抓取螺钉或铆钉，用电动螺丝刀拧锁的方式远远不能适应机械化和自动化大规模生产、装配的需要。因此，如何解决高速锁螺丝和提高锁附质量和一致性问题已成为本领域技术人员十分关注的课题。
为解决这一问题，很多厂家研制出了各式各样的装配机器人，其主要特征是有一个螺钉供给装置将螺钉吹送到螺丝刀起子头下方的一个左右可打开的弹性夹嘴内，由一套气动或电动机构先将夹嘴和螺丝一起运动到接近螺孔口的位置，然后通过另一套气动或电动机构带动螺丝刀和起子头一起下行将螺丝顶出夹嘴，最终将螺丝或铆钉锁入螺孔。
然而随着科学技术的不断发展，装配机器人在不断改进的同时也存在一定的弊端，比如现有的装配机器人存在如下缺陷：
1、机器人整体体积庞大，重量大，不能在车间灵活移动，生产及运行成本高昂；
2、整体安全性差，出现意外情况时不能及时作出响应，无法保证工作长期高效稳定地运行，同时也无法保障工作人员的生命财产安全；
3、螺钉锁付时容易出现干涉问题，工作稳定性差，同时各关节臂定位精度低，工作效率有待提高。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种高精度装配机器人，该机器人安全性和稳定性好，结合了人的智能以及机器的效率，实现了高难度、精细化的动作，工作效率高，使用寿命长，成本低廉，保证了装配工作长期高效稳定地运行。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种高精度装配机器人，包括了底座、控制器、第一关节臂、第二关节臂、智能拧紧轴和连接套；所述第一关节臂安装在底座上，所述第二关节臂安装在第一关节臂上，所述第一关节臂和第二关节臂均通过交流力矩电动机驱动；所述智能拧紧轴和连接套均安装在第二关节臂上，所述连接套内部设有的螺杆上下分别与智能拧紧轴、锁付爪头配合连接，所述螺杆通过与其相连的中空轴电机驱动；所述锁付爪头底部带有的真空吸嘴通过吸头组件、送料管道与供料器相连；所述底座与外部的控制器相连，所述底座顶部设有与控制器相连的力觉传感器和自动报警装置。本发明通过力觉传感器实时监测机器人所受外力的情况，在遇到障碍物或人体时控制器根据力觉传感器的传输信号迅速响应，从而机器人可以快速自动停止，避免了意外事故的发生，保障了工作人员的生命财产安全，安全性非常高；并且在运行出现偏差或故障时，其自动报警装置立即响应，从而提醒工作人员及时进行调整，极大保证了装配工作长期高效稳定地运行；另外其整体结构简单，重量及尺寸小，可灵活进行部署，再加上圆形的真空吸嘴下行锁附时避免了干涉的问题，因此确保了工作时轴向冲击力不会损坏产品，工作稳定性大大提高；另一方面，其高度集成化的结构设计，减少了臃肿和沉余机构，大幅降低了负载，因此制造及运行成本低廉。
本发明中所述供料器内可整列设置螺丝、螺钉或者铆钉，从而可进行锁紧螺丝、螺母或铆接铆钉的作业，适用范围非常广。
本发明中所述第二关节臂端部设有与控制器相连的检测机构。其检测机构实时监测机器人工作时周围的实际情况。
本发明中所述检测机构包括了声纳传感器、温度传感器和湿度传感器。其每个关节臂均通过交流力矩电动机驱动，并配合声纳传感器，从而在遇到障碍物或人体时通过电流的变化，机器人可以快速停止，安全性非常高；并且其借助温湿度传感器，从而实时监测机械手周围的温湿度情况，出现火灾等意外情况时能够及时响应。
本发明中所述自动报警装置包括了指示灯和声音警报器，警报提示效果显著。
本发明中所述智能拧紧轴可由气动马达代替，通用性好，适用范围广。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中所述的一种高精度装配机器人，其通过力觉传感器实时监测机器人所受外力的情况，在遇到障碍物或人体时控制器根据力觉传感器的传输信号迅速响应，从而机器人可以快速自动停止，避免了意外事故的发生，保障了工作人员的生命财产安全，安全性非常高；并且在运行出现偏差或故障时，其自动报警装置立即响应，从而提醒工作人员及时进行调整，极大保证了装配工作长期高效稳定地运行。
2、本发明中所述的一种高精度装配机器人，其高度集成化的结构设计，减少了臃肿和沉余机构，大幅降低了负载，因此制造及运行成本低廉。
3、本发明中所述的一种高精度装配机器人，其整体结构简单，重量及尺寸小，可灵活进行部署，再加上圆形的真空吸嘴下行锁附时避免了干涉的问题，因此确保了工作时轴向冲击力不会损坏产品，工作稳定性大大提高。
4、本发明中所述的一种高精度装配机器人，其供料器内可整列设置螺丝、螺钉或者铆钉，从而可进行锁紧螺丝、螺母或铆接铆钉的作业，适用范围非常广。
5、本发明中所述的一种高精度装配机器人，其每个关节臂均通过交流力矩电动机驱动，并配合声纳传感器，从而在遇到障碍物或人体时通过电流的变化，机器人可以快速停止，安全性非常高；并且其借助温湿度传感器，从而实时监测机械手周围的温湿度情况，出现火灾等意外情况时能够及时响应。
附图说明
图1为本发明中机器人的整体结构示意图。
图中：底座1、控制器2、第一关节臂3、第二关节臂4、智能拧紧轴5、连接套6、锁付爪头7、真空吸嘴71、供料器8、送料管道81、力觉传感器9、自动报警装置10、吸头组件11、检测机构12。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明进行详细说明，但同时说明本发明的保护范围并不局限于本实施例的具体范围，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种高精度装配机器人，包括了底座1、控制器2、第一关节臂3、第二关节臂4、智能拧紧轴5、连接套6、锁付爪头7、真空吸嘴71、供料器8、送料管道81、力觉传感器9、自动报警装置10、吸头组件11和检测机构12。
上述各部件的连接关系如下：所述第一关节臂3安装在底座1上，所述第二关节臂4安装在第一关节臂3上，所述第一关节臂3和第二关节臂4均通过交流力矩电动机驱动；所述智能拧紧轴5和连接套6均安装在第二关节臂4上，所述连接套6内部设有的螺杆上下分别与智能拧紧轴5、锁付爪头7配合连接，所述螺杆通过与其相连的中空轴电机驱动；所述锁付爪头7底部带有的真空吸嘴71通过吸头组件11、送料管道81与供料器8相连；所述底座1与外部的控制器2相连，所述底座1顶部设有与控制器2相连的力觉传感器9和自动报警装置10。
本实施例中所述第二关节臂4端部设有与控制器2相连的检测机构12，所述检测机构12包括了声纳传感器、温度传感器和湿度传感器。
本实施例中所述自动报警装置10包括了指示灯和声音警报器，所述智能拧紧轴5可由气动马达代替。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种高精度装配机器人，其特征在于：包括：底座（1）、控制器（2）、第一关节臂（3）、第二关节臂（4）、智能拧紧轴（5）和连接套（6）；所述第一关节臂（3）安装在底座（1）上，所述第二关节臂（4）安装在第一关节臂（3）上，所述第一关节臂（3）和第二关节臂（4）均通过交流力矩电动机驱动；
所述智能拧紧轴（5）和连接套（6）均安装在第二关节臂（4）上，所述连接套（6）内部设有的螺杆上下分别与智能拧紧轴（5）、锁付爪头（7）配合连接，所述螺杆通过与其相连的中空轴电机驱动；所述锁付爪头（7）底部带有的真空吸嘴（71）通过吸头组件（11）、送料管道（81）与供料器（8）相连；
所述底座（1）与外部的控制器（2）相连，所述底座（1）顶部设有与控制器（2）相连的力觉传感器（9）和自动报警装置（10）。
2.根据权利要求1所述的一种高精度装配机器人，其特征在于：所述供料器（8）内整列设置有螺丝、螺钉或者铆钉。
3.根据权利要求1所述的一种高精度装配机器人，其特征在于：所述第二关节臂（4）端部设有与控制器（2）相连的检测机构（12）。
4.根据权利要求3所述的一种高精度装配机器人，其特征在于：所述检测机构（12）包括了声纳传感器、温度传感器和湿度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种高精度装配机器人，其特征在于：所述自动报警装置（10）包括了指示灯和声音警报器。
6.根据权利要求1所述的一种高精度装配机器人，其特征在于：所述智能拧紧轴（5）可由气动马达代替。
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