CN107627289A - 一种桁架柔性上下料机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桁架柔性上下料机器人系统，包括工业机器人、横梁组件电机组件、立柱组件、模块组件和快换组件；所述横梁通过立柱组件支撑形成直线式横梁；所述导轨安装于横梁侧面上；所述激光发射器安装于导轨的一端，所述激光接收器安装于导轨的另一端，且通过激光接收器的激光位置来判断导轨是否水平；通过调节导轨调整螺栓使得导轨水平，且通过导轨固定螺栓将已调平的导轨锁紧；所述工业机器人安装于横梁的一侧，且末端设置有转接法兰；所述快换组件包括夹具和快换架；所述夹具安装于快换架上；所述工业机器人通过转接法兰与夹具相连。本发明保证导轨水平，实现多功能多应用，且装置结构紧凑。

Description

一种桁架柔性上下料机器人系统

技术领域

本专利涉及一种桁架机器人系统，尤其涉及一种桁架柔性上下料机器人系统。

背景技术

随着工业4.0不断席卷工厂，自动化生产线越来越普及，更多的机器人已经走进了大多数的工厂。桁架机器人在机械制造领域应用比较广泛，拥有精度高、速度快、而且定位准的特点；目前，桁架机器人系统对安装在桁架上的工业机器人的重量要求比较严格，对于较重的工业机器人，如何调平工业机器人行走的桁架导轨成了一项难题。

同时，桁架机器人在机械制造领域中，其主要作用是：辅助生产设备或生产线，实现物料的上料或者下料。对于不同的物料，需要使用不同的夹具，有的生产线只需要一到两种夹具，但是有的生产线需要用到的夹具则很多，如何使夹具具备一定的柔性同时做到不浪费空间成了一项难题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种桁架柔性上下料机器人系统，保证导轨水平，实现多功能多应用，且装置结构紧凑。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种桁架柔性上下料机器人系统，包括工业机器人、提供工业机器人移动轨道的横梁组件、驱动工业机器人移动的电机组件、支撑横梁组件的立柱组件、检测并控制工业机器人工作的模块组件和用于更换工业机器人上下料夹具的快换组件；

所述横梁组件包括横梁、导轨、工装和机器人安装板；所述横梁通过立柱组件支撑形成直线式横梁；所述导轨安装于横梁侧面上，且通过工装固定；

所述模块组件包括激光发射器和激光接收器；所述激光发射器安装于导轨的一端，所述激光接收器安装于导轨的另一端，且通过激光接收器的激光位置来判断导轨是否水平；所述导轨设置有导轨固定螺栓和导轨调整螺栓，通过调节导轨调整螺栓使得导轨水平，且通过导轨固定螺栓将已调平的导轨锁紧；

所述工业机器人通过机器人安装板安装于横梁的一侧，且所述工业机器人末端设置有转接法兰；所述快换组件包括夹具和快换架；所述夹具安装于快换架上；所述工业机器人通过转接法兰与夹具相连。

优选的，所述横梁组件还包括滑块和斜齿条；所述滑块上端与机器人安装板通过螺钉固定相连，且所述滑块与导轨相配合；所述机器人安装板通过滑块活动地安装于横梁侧面；所述斜齿条固定安装于导轨之间与导轨平行，且所述斜齿条与电机组件相配合带动工业机器人沿着导轨移动。

优选的，所述模块组件还包括线路模块和传感器模块；所述线路模块通过多个拖链轨安装板安装于所述横梁的另一侧面外；所述传感器模块通过螺钉固定安装于横梁上；通过所述线路模块和传感器模块检测和控制所述工业机器人的工作状态。

优选的，所述电机组件包括：驱动电机、减速机、斜齿轮和电机安装板；所述驱动电机与减速机一端固定相连；所述减速机的输出轴上设置有斜齿轮，且所述减速机的另一端与电机安装板固定相连；所述电机安装板与机器人安装板相连；所述斜齿轮与斜齿条相互配合带动工业机器人沿着导轨移动。

优选的，所述立柱组件包括左立柱、中立柱和右立柱；所述左立柱、中立柱和右立柱从左到右依次等间隔设置，且相互配合支撑所述横梁。

优选的，所述导轨为直线式导轨。

优选的，所述电机安装板设置有安装电机安装板调整螺栓的长条形通孔；所述电机安装板调整螺栓安装于所述长条形通孔内，且通过电机安装板调整螺栓微调电机安装板的安装位置使得斜齿轮和斜齿条啮合。

优选的，所述机器人安装板上设置有安装滑块压条的条形槽体；所述滑块压条安装于所述条形槽体内，并紧贴着所述滑块。

优选的，所述减速机为行星轮减速机

优选的，还包括缓冲装置，所述缓冲装置包括缓冲橡胶和缓冲胶底座；所述机器人安装板的两端安装有缓冲橡胶；所述导轨两端外均设置有缓冲橡胶和缓冲胶底座，且安装于横梁侧面。

本发明的技术效果：该系统可检测导轨是否水平，且能自身将导轨调整成水平，使得重量较大的工业机器人在导轨上拥有一条水平的移动路径，确保重量较大的工业机器人在生产过程中保持稳定，提高精确度；另外所述工业机器人的末端设置有转接法兰，所述工业机器人按照已设定的程序移动至设置有夹具的快换架上，所述工业机器人通过转接法兰即可直接与夹具的连接，从而实现快速更滑夹具，所述工业机器人即可通过启动系统来实现夹具的而动作以及夹具的更滑，另一方面也能根据不同的生产要求适当的添加或者减少快换架以及对应的夹具，在不需要更多的设备的情况下，实现多功能多应用，实现快速更换夹具，且操作方便结构紧凑。

附图说明

图1是本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2是本发明一个实施例的机器人安装板与滑块的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的横梁组件的结构示意图；

图4是本发明一个实施例的整体正视图；

图5是本发明一个实施例的机器人安装板和电机安装板的结构示意图；

图6是本发明一个实施例的电机安装板的结构示意图；

图7是本发明一个实施例的电机组件的结构示意图；

图8是图4中A处的局部放大图，用于显示缓冲装置；

图9是图4中B处的局部放大图，用于显示导轨和工装板；

图10是图9中c处的局部放大图，用于显示导轨固定螺栓和导轨调整螺栓；

图11是本发明一个实施例的快换组件的结构示意图；

图12是本发明一个实施例的夹具的结构示意图；

图13是本发明一个实施例的线路模块的结构示意图；

图14是本发明一个实施例的斜齿条的结构示意图；

图15是本发明一个实施例的传感器模块的结构示意图；

图16是本发明一个实施例的导轨和滑块的结构示意图；

图17是本发明一个实施例的激光发射器的结构示意图；

图18是本发明一个实施例的激光发射器的结构示意图。

其中：工业机器人1、横梁组件2、电机组件3、立柱组件4、模块组件5、快换组件6、缓冲装置7、转接法兰10、横梁20、导轨21、工装22、机器人安装板23、滑块24、斜齿条25、滑块压条26、驱动电机30、减速机31、斜齿轮 32、电机安装板33、左立柱40、中立柱41、右立柱42、激光发射器50、激光接收器51、线路模块52、传感器模块53、快换架60、夹具61、缓冲橡胶70、缓冲胶底座71、导轨固定螺栓210、导轨调整螺栓211、条形槽体230、长条形通孔330、电机安装板调整螺栓331。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种桁架柔性上下料机器人系统，包括工业机器人1、提供工业机器人1移动轨道的横梁20组件2、驱动工业机器人1移动的电机组件3、支撑横梁20组件2的立柱组件4、检测并控制工业机器人1工作的模块组件5和用于更换工业机器人1上下料夹具61的快换组件6；

所述横梁20组件2包括横梁20、导轨21、工装22和机器人安装板23；所述横梁20通过立柱组件4支撑形成直线式横梁；所述导轨21安装于横梁20侧面上，且通过工装22固定；

所述模块组件5包括激光发射器50和激光接收器51；所述激光发射器50 安装于导轨21的一端，所述激光接收器51安装于导轨21的另一端，且通过激光接收器51的激光位置来判断导轨21是否水平；所述导轨21设置有导轨固定螺栓210和导轨调整螺栓211，通过调节导轨调整螺栓211使得导轨21水平，且通过导轨固定螺栓210将已调平的导轨21锁紧；

所述工业机器人1通过机器人安装板23安装于横梁20的一侧，且所述工业机器人1末端设置有转接法兰10；所述快换组件6包括夹具61和快换架60；所述夹具61安装于快换架60上；所述工业机器人1通过转接法兰10与夹具61 相连。

所述横梁20通过立柱组件4支撑并安装成直线式横梁，将导轨21安装于横梁20侧面上并通过工装22固定；将激光发射器50安装于所述导轨21的一端，将激光接收器51安装于导轨21的另一端，激光发射器50发出激光后，并由激光接收器51接收激光，根据所接收到的激光在激光接收器51上的位置判断导轨21是否水平，若是水平，则导轨21通过导轨固定螺栓210固定安装于横梁20侧面，若不是水平，则通过导轨调整螺栓211微调导轨21的位置，直至将导轨21调整成水平后，即通过导轨固定螺栓210锁紧并固定；该系统可检测导轨21是否水平，且能自身将导轨21调整成水平，使得重量较大的工业机器人1在导轨21上拥有一条水平的移动路径，确保重量较大的工业机器人1在生产过程中保持稳定，提高精确度；

另外所述工业机器人1的末端设置有转接法兰10，所述工业机器人1按照已设定的程序移动至设置有夹具61的快换架60上，所述工业机器人1通过转接法兰10即可直接与夹具61的连接，从而实现快速更滑夹具61，所述工业机器人1即可通过启动系统来实现夹具61的而动作以及夹具61的更滑，另一方面也能根据不同的生产要求适当的额添加或者减少快换架60以及对应的夹具61，再不需要更多的设备的情况下，实现多功能多应用，实现快速更换夹具61，且操作方便结构紧凑。

更进一步的说明，所述横梁20组件2还包括滑块24和斜齿条25；所述滑块24上端与机器人安装板23通过螺钉固定相连，且所述滑块24与导轨21相配合；所述机器人安装板23通过滑块24活动地安装于横梁20侧面；所述斜齿条25固定安装于导轨21之间与导轨21平行，且所述斜齿条25与电机组件3 相配合带动工业机器人1沿着导轨21移动。

所述横梁20组件2还包括滑块24和斜齿条25，因为滑块24与导轨21是互相配合的，且滑块24与机器人安装板23相对固定，即机器人安装板23会随着滑块24同步移动，而斜齿条25与电机组件3相互配合时，电机组件3带动机器人安装板23随着滑块24在导轨21上移动，又因为工业机器人1安装于机器人安装板23上，即斜齿条25与电机组件3相配合时，带动工业机器人1沿着导轨21方向移动并工作；一方面所述工业机器人1通过机器人安装板23安装于横梁20的侧面并且腾空设置，不占用地面上的面积，且与横梁20安装为一体使得结构更为紧凑；另一方面，所述导轨21也给工业机器人1起着导向的作用，保证工业机器人1的工作方向是稳定，避免工业机器人1出现偏离的现象，而导致工作无法正常进行。

更进一步的说明，所述模块组件5还包括线路模块52和传感器模块53；所述线路模块52通过多个拖链轨安装板安装于所述横梁20的另一侧面外；所述传感器模块53通过螺钉固定安装于横梁20上；通过所述线路模块52和传感器模块53检测和控制所述工业机器人1的工作状态。

通过所述传感器模块53感应工业机器人1在横梁20上的工作状态，并将该信号发送至线路模块52，线路模块52根据所接受到的信号控制所述工业机器人1的下一步工作；实现了自动化检测以及自动化加工，节省了大量的劳动力，提高了工作效率。

更进一步的说明，所述电机组件3包括：驱动电机30、减速机31、斜齿轮 32和电机安装板33；所述驱动电机30与减速机31一端固定相连；所述减速机 31的输出轴上设置有斜齿轮32，且所述减速机31的另一端与电机安装板33固定相连；所述电机安装板33与机器人安装板23相连；所述斜齿轮32与斜齿条 25相互配合带动工业机器人1沿着导轨21移动。

所述驱动电机30通过减速机31降低输出转速、增大输出扭矩后驱动斜齿轮32转动，所述电机安装板33是与机器人安装板23固定相连的，即当斜齿轮 32转动时，所述斜齿轮32与斜齿条25啮合，且沿着所述斜齿条25的方向移动，此时斜齿轮32即带动整个电机组件3沿着斜齿条25的方向移动，因为电机安装板33与机器人安装板23相对固定，而且斜齿条25与导轨21平行，即斜齿轮32带动工业机器人1沿着导轨21的方向移动，通过设置所述斜齿条25与斜齿轮32的啮合，使得工业机器人1的移动更为稳定。

更进一步的说明，所述立柱组件4包括左立柱40、中立柱41和右立柱42；所述左立柱40、中立柱41和右立柱42从左到右依次等间隔设置，且相互配合支撑所述横梁20。

所述左立柱40、中立柱41和右立柱42等间隔设置，且相互配合用于安装并支撑所述横梁20，从左中右三端对横梁20进行支撑，对横梁20施加多个支撑面，进一步保证所述横梁20的稳定性，避免横梁20在工作中出现因受力过大而倒下的现象。

更进一步的说明，所述导轨21为直线式导轨。

将导轨21设计成一条直线的直线式工作方式，而不是轨道式的导轨21，实现了工业机器人1的自动化加工与工人进行加工的两种方式可以相互转换，使生产的过程不再拘束于只能是工人加工或者是机器人加工，提高了生产过程的灵活性。

更进一步的说明，所述电机安装板33设置有安装电机安装板调整螺栓331 的长条形通孔330；所述电机安装板调整螺栓331安装于所述长条形通孔330内，且通过电机安装板调整螺栓331微调电机安装板33的安装位置使得斜齿轮32 和斜齿条25啮合。

所述电机安装板33上设置有安装电机安装板调整螺栓331的长条形通孔 330，所述电机安装板调整螺栓331设置在长条形通孔330内，且其下端与机器人安装板23接触，初始安装时电机安装板33与机器人安装板23之间并不固定死，通过电机安装板调整螺栓331使电机安装板33在机器人安装板23上有一个微调，当电机安装板33调整到适合的位置时紧固电机安装板33与机器人安装板23的连接，实现斜齿轮32与斜齿条25的啮合，调节方便，且使得工业机器人1的移动更为稳定。

更进一步的说明，所述机器人安装板23上设置有安装滑块压条26的条形槽体230；所述滑块压条26安装于所述条形槽体230内，并紧贴着所述滑块24。

所述滑块压条26安装于条形槽体230内并紧贴着所述滑块24，起着支撑滑块24的作用，使得斜齿条25与斜齿轮32啮合运动的过程更加平稳，减少了斜齿条25和斜齿轮32的磨损。

更进一步的说明，所述减速机31为行星轮减速机

行星轮减速机具有结构尺寸小，输出扭矩大，速比大、效率高、性能安全可靠、重量轻、体积小、传动比范围大、运转平稳、噪声低适应性强等特点。

更进一步的说明，还包括缓冲装置7，所述缓冲装置7包括缓冲橡胶70和缓冲胶底座71；所述机器人安装板23的两端安装有缓冲橡胶70；所述导轨21 两端外均设置有缓冲橡胶70和缓冲胶底座71，且安装于横梁20侧面。

通过在所述机器人安装板23的两端在设置缓冲橡胶70以及在导轨21的两端安装由缓冲橡胶70和缓冲胶底座71，一方面起到限位的作用防止所述工业机器人1移动过程中脱离横梁20，另一方面起着缓冲的作用。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：包括工业机器人、提供工业机器人移动轨道的横梁组件、驱动工业机器人移动的电机组件、支撑横梁组件的立柱组件、检测并控制工业机器人工作的模块组件和用于更换工业机器人上下料夹具的快换组件；

所述横梁组件包括横梁、导轨、工装和机器人安装板；所述横梁通过立柱组件支撑形成直线式横梁；所述导轨安装于横梁侧面上，且通过工装固定；

所述模块组件包括激光发射器和激光接收器；所述激光发射器安装于导轨的一端，所述激光接收器安装于导轨的另一端，且通过激光接收器的激光位置来判断导轨是否水平；所述导轨设置有导轨固定螺栓和导轨调整螺栓，通过调节导轨调整螺栓使得导轨水平，且通过导轨固定螺栓将已调平的导轨锁紧；

所述工业机器人通过机器人安装板安装于横梁的一侧，且所述工业机器人末端设置有转接法兰；所述快换组件包括夹具和快换架；所述夹具安装于快换架上；所述工业机器人通过转接法兰与夹具相连。

2.根据权利要求1所述的一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：所述横梁组件还包括滑块和斜齿条；所述滑块上端与机器人安装板通过螺钉固定相连，且所述滑块与导轨相配合；所述机器人安装板通过滑块活动地安装于横梁侧面；所述斜齿条固定安装于导轨之间与导轨平行，且所述斜齿条与电机组件相配合带动工业机器人沿着导轨移动。

3.根据权利要求1所述的一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：所述模块组件还包括线路模块和传感器模块；所述线路模块通过多个拖链轨安装板安装于所述横梁的另一侧面外；所述传感器模块通过螺钉固定安装于横梁上；通过所述线路模块和传感器模块检测和控制所述工业机器人的工作状态。

4.根据权利要求2所述的一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：所述电机组件包括：驱动电机、减速机、斜齿轮和电机安装板；所述驱动电机与减速机一端固定相连；所述减速机的输出轴上设置有斜齿轮，且所述减速机的另一端与电机安装板固定相连；所述电机安装板与机器人安装板相连；所述斜齿轮与斜齿条相互配合带动工业机器人沿着导轨移动。

5.根据权利要求1所述的一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：所述立柱组件包括左立柱、中立柱和右立柱；所述左立柱、中立柱和右立柱从左到右依次等间隔设置，且相互配合支撑所述横梁。

6.根据权利要求1所述的一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：所述导轨为直线式导轨。

7.根据权利要求1所述的一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：所述电机安装板设置有安装电机安装板调整螺栓的长条形通孔；所述电机安装板调整螺栓安装于所述长条形通孔内，且通过电机安装板调整螺栓微调电机安装板的安装位置使得斜齿轮和斜齿条啮合。

8.根据权利要求3所述的一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：所述机器人安装板上设置有安装滑块压条的条形槽体；所述滑块压条安装于所述条形槽体内，并紧贴着所述滑块。

9.根据权利要求3所述的一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：所述减速机为行星轮减速机。

10.根据权利要求1所述的一种桁架柔性上下料机器人系统，其特征在于：还包括缓冲装置，所述缓冲装置包括缓冲橡胶和缓冲胶底座；所述机器人安装板的两端安装有缓冲橡胶；所述导轨两端外均设置有缓冲橡胶和缓冲胶底座，且安装于横梁侧面。