CN107186717A - 一种安全型人机协作装配机器人的工作方法 - Google Patents

一种安全型人机协作装配机器人的工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种安全型人机协作装配机器人的工作方法，涉及智能制造的技术领域；首先工作人员通过控制器和触摸屏设定好工作参数及指令，第一关节臂和第二关节臂在交流力矩电动机的驱动下开始水平方向上的旋转调节；在连接套内部中空轴电机的驱动下，螺杆开始上下调节运动，同时真空吸嘴启动吸气，螺钉由供料器经过送料管道被吸入锁付爪头中，并由真空吸嘴定位；当螺杆移动到对应的螺钉孔位时，螺杆在电动螺丝刀的驱动下旋转下压，螺钉在螺杆的带动下不断旋进孔位，直至螺钉被完全锁入螺孔内；螺钉锁付完成后，螺杆向上运动，离开螺钉孔位；本发明工作方法安全性和稳定性好，实现了高难度、精细化的动作，并且编程简单，工作效率高。

Description

一种安全型人机协作装配机器人的工作方法
技术领域
本发明涉及智能制造的技术领域，具体是一种安全型人机协作装配机器人的工作方法。
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，比如现有装配机器人的工作方法存在如下缺陷：
1、出于安全原因，机器人工作时必须加装安全防护隔离，作业员不能够靠近，无法进行人机协作；
2、编程复杂、耗时长，对操作人员有较高专业要求，通用性差，无法大规模的应用；
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，降低了工作效率。
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安全型人机协作装配机器人的工作方法，该工作方法安全性和稳定性好，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，并且编程简单，通用性好，工作效率高，成本低廉。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种安全型人机协作装配机器人的工作方法，包括了底座、控制器、第一关节臂、第二关节臂、电动螺丝刀和连接套；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；所述电动螺丝刀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电动螺丝刀、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；所述锁付爪头底部设有的真空吸嘴通过送料管道接往供料器；所述底座上部接有声纳传感器和触摸屏，所述底座与外部控制器相连；
具体的工作步骤如下：
（1）、启动电源开关，首先工作人员通过控制器和触摸屏设定好工作参数及指令，第一关节臂和第二关节臂在交流力矩电动机的驱动下开始水平方向上的旋转调节；
（2）、在连接套内部中空轴电机的驱动下，螺杆开始上下调节运动，同时真空吸嘴启动吸气，螺钉由供料器经过送料管道被吸入锁付爪头中，并由真空吸嘴定位；
（3）、当螺杆移动到对应的螺钉孔位时，螺杆在电动螺丝刀的驱动下旋转下压，螺钉在螺杆的带动下不断旋进孔位，直至螺钉被完全锁入螺孔内；
（4）、螺钉锁付完成后，螺杆向上运动，离开螺钉孔位，等待下一次的锁付工作。
本发明工作方法不同于现有的装配机器人，其可以与人协同工作，并结合人的智能以及机器的效率，实现了高难度、精细化的动作，同时还具备学习能力、顺应能力，且编程简单，可用于各种复杂的自动化工作。
工作时，其每个关节臂均通过交流力矩电动机驱动，定位精度高，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；另外其编程简单，工作人员通过触摸屏对其运行参数进行实时操控，操作起来简单快捷，工作效率大大提高。
本发明方法中螺丝、螺钉或者铆钉均可由供料器经过送料管道被吸入锁付爪头中，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。
本发明方法中工作人员通过控制器接有手持编程器来进行控制，从而精确定位锁付位置，适用范围广，通用性强。
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安全型人机协作装配机器人的工作方法，不同于现有的装配机器人，其可以与人协同工作，并结合人的智能以及机器的效率，实现了高难度、精细化的动作，同时还具备学习能力、顺应能力，且编程简单，可用于各种复杂的自动化工作。
2、本发明中所述的一种安全型人机协作装配机器人的工作方法，工作时，其每个关节臂均通过交流力矩电动机驱动，定位精度高，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。
3、本发明中所述的一种安全型人机协作装配机器人的工作方法，工作时，其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；另外其编程简单，工作人员通过触摸屏对其运行参数进行实时操控，操作起来简单快捷，工作效率大大提高。
4、本发明中所述的一种安全型人机协作装配机器人的工作方法，工作时，其螺丝、螺钉或者铆钉均可由供料器经过送料管道被吸入锁付爪头中，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；另外工作人员可通过控制器接有手持编程器来进行控制，从而精确定位锁付位置，适用范围广，通用性强。
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、电动螺丝刀5、连接套6、锁付爪头7、真空吸嘴71、供料器8、送料管道81、声纳传感器9、触摸屏10。
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，本实施例的一种安全型人机协作装配机器人的工作方法，具体的工作步骤如下：
（1）、启动电源开关，首先工作人员通过控制器2和触摸屏10设定好工作参数及指令，第一关节臂3和第二关节臂4在交流力矩电动机的驱动下开始水平方向上的旋转调节；
（2）、在电动螺丝刀5的驱动下，螺杆开始上下调节运动，同时真空吸嘴71启动吸气，螺钉由供料器8经过送料管道81和锁付爪头7后被吸入真空吸嘴71中定位；
（3）、当螺杆运行到对应的螺钉孔位时，螺杆在中空轴电机的驱动下旋转下压，螺钉在螺杆的带动下不断旋进孔位，直至螺钉被完全锁入螺孔内；
（4）、螺钉锁付完成后，螺杆向上运动，离开螺钉孔位，等待下一次的锁付工作。
本实施例工作方法中，螺丝、螺钉或者铆钉均可由供料器8经过送料管道81被吸入锁付爪头7中；另外工作人员可通过控制器2接有手持编程器来进行控制。
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 (3)

1.一种安全型人机协作装配机器人的工作方法，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）、电动螺丝刀（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；所述电动螺丝刀（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电动螺丝刀（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）底部设有的真空吸嘴（71）通过送料管道（81）接往供料器（8）；所述底座（1）上部接有声纳传感器（9）和触摸屏（10），所述底座（1）与外部控制器（2）相连；
具体的工作步骤如下：
（1）、启动电源开关，首先工作人员通过控制器（2）和触摸屏（10）设定好工作参数及指令，第一关节臂（3）和第二关节臂（4）在交流力矩电动机的驱动下开始水平方向上的旋转调节；
（2）、在连接套（6）内部中空轴电机的驱动下，螺杆开始上下调节运动，同时真空吸嘴（71）启动吸气，螺钉由供料器（8）经过送料管道（81）被吸入锁付爪头（7）中，并由真空吸嘴（71）定位；
（3）、当螺杆移动到对应的螺钉孔位时，螺杆在电动螺丝刀（5）的驱动下旋转下压，螺钉在螺杆的带动下不断旋进孔位，直至螺钉被完全锁入螺孔内；
（4）、螺钉锁付完成后，螺杆向上运动，离开螺钉孔位，等待下一次的锁付工作。
2.根据权利要求1所述的一种安全型人机协作装配机器人的工作方法，其特征在于：螺丝、螺钉或者铆钉均可由供料器（8）经过送料管道（81）被吸入锁付爪头（7）中。
3.根据权利要求1所述的一种安全型人机协作装配机器人的工作方法，其特征在于：工作人员通过控制器（2）接有手持编程器来进行控制。
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