CN109014892A - 一种两台机器人协同装配鼠标的设备及方法 - Google Patents

一种两台机器人协同装配鼠标的设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种两台机器人协同装配鼠标的设备及方法，用于解决对学员进行工业机器人应用技术模拟训练的技术问题。两台机器人协同装配鼠标的设备，包括两个实训台、成品库、四轴机器人单元、转运台、六轴机器人单元、视觉检测模块、过渡架、原料托盘、移动机器人单元、原料托盘放置架；本发明创新设计了一种两台机器人协同装配鼠标的方法，应用了多种工业机器人相关技术，通过综合实训，使学员更快捷的掌握相关知识。

Description

一种两台机器人协同装配鼠标的设备及方法
技术领域
本发明涉及机器人实训装置技术领域，具体地说是一种两台机器人协同装配鼠标的设备及方法。
背景技术
随着工业机器人发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了应用。在中国制造2025、工业4.0大背景下，机器人市场的爆发成为热点。中国已经是工业机器人的全球最大市场，当前，机器人的发展瓶颈并不是产能，而是市场没有足够的人才，尤其是从事工业机器人维护、视觉识别系统的应用、机器人工作站安装与调试、工业机器人系统集成的技术技能型人才。
现有技术中针对学生培训的机器人实训设备较少，而且功能知识点单一等。因此，需要提供一种技术方案来解决现有技术中的不足。
申请号2018205809270的专利，公开了多种类工业机器人技术应用实训系统，是本发明的一个基础专利，和本发明为同一申请人。
发明内容
本发明的目的在于提供一种两台机器人协同装配鼠标的设备及方法，用于解决对学员进行工业机器人应用技术模拟训练的技术问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案如下。
两台机器人协同装配鼠标的设备，包括一号实训台1、二号实训台14,在两个实训台上面安装布置有成品库2、四轴机器人单元3、转运台4、六轴机器人单元5、视觉检测模块6、过渡架7、原料托盘8、快换接头支架9、移动机器人单元11、原料托盘放置架13；鼠标各零部件存放于原料托盘8，移动机器人单元11负责运送原料托盘8至过渡架7，然后四轴机器人单元3和六轴机器人单元5合作完成鼠标的装配与入库。
所述的四轴机器人单元3的机器人执行端安装有快换接头公头应用模块62，快换接头母头应用模块61放置在快换接头支架9上。
所述的两台机器人协同装配鼠标的设备，其特征是，所述转运台4上设置有凹槽，用于临时存放鼠标。
设备简化方案：去除移动机器人单元11、原料托盘放置架13、过渡架7、二号实训台14等模块，以原料库41代替，作为简化设备，仍然可以进行工业机器人相关技术培训。
两台机器人协同装配鼠标的方法，其特征是，包括如下步骤:
步骤S1:各运动部件回归原位；鼠标零部件准备齐全；按下实体控制按钮或工控触摸屏10上的启动按钮；
步骤S2:移动机器人单元11动作，从原料托盘放置架13背负一个原料托盘8运送到过渡架7的相应位置；
步骤S3:四轴机器人单元3动作，从快换接头支架9位置换装相应夹具；
步骤S4:四轴机器人单元3动作，从原料托盘8吸取鼠标主体32，然后四轴机器人单元3的执行端移动到靠近六轴机器人单元5位置；
步骤S5:六轴机器人单元5动作，使气动夹指21四轴机器人单元3下方，手指朝上；
步骤S6:四轴机器人单元3动作，把鼠标主体32交给六轴机器人单元5，气动夹指21夹取鼠标主体32；
步骤S7:重复步骤S3，四轴机器人单元3夹取电池33；
步骤S8:六轴机器人单元5微调姿态，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成电池33的安装；
步骤S9:重复步骤S3，四轴机器人单元3夹取信号接收器34；
步骤S10:六轴机器人单元5微调姿态，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成信号接收器34的安装；
步骤S11:重复步骤S3，视觉检测模块6摄像检测原料托盘8上面的鼠标前上盖32，识别颜色，出现两种结果：
a.没有任务所要的颜色，移动机器人单元11动作，把原料托盘8运回到原处，重复步骤S2，更换新的原料托盘8，视觉检测模块6重新检测；
b.是任务所要的颜色，四轴机器人单元3吸取鼠标前上盖32，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成鼠标前上盖32的安装；
步骤S12:重复步骤S3，视觉检测模块6摄像检测原料托盘8上面的鼠标后上盖35，识别颜色，出现两种结果：
a. 没有任务所要的颜色，移动机器人单元11动作，把原料托盘8运回到原处，重复步骤S2，更换新的原料托盘8，视觉检测模块6重新检测；
b. 有任务所要的颜色，四轴机器人单元3吸取鼠标后上盖35，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成鼠标后上盖35的安装；
步骤S13:重复步骤S3，六轴机器人单元5把成品鼠标22交给四轴机器人单元3；
步骤S14：四轴机器人单元3搬运成品鼠标22到转运台4；
步骤S15：六轴机器人单元5调整姿态，使气动夹指21朝下，垂直于转运台4；
步骤S15：六轴机器人单元5搬运成品鼠标22，放置到成品库2。
本发明的有益效果如下。
1、本发明的主要功能设备均采用直接外露安装，更加有利于学员的观察；贴近现场实际，适应当今智能制造控制技术的发展，可以满足学生做实验、课程设计，毕业设计的需要；缩短了学生从教室到工业现场的过渡和适应时间。
2、本发明中通过多个独立的功能模块组装连接，设备的使用和组合更加灵活，可满足实验和实训等多种内容要求。
3、本发明综合性强，本平台将四轴机器人、六轴机器人、移动机器人、视觉系统、移动机器人路径规划技术等集于一身，能够真实模拟工业现场的多种控制方式，使学生能够进行机器人技术的系统化学习。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为图1的俯视示意图。
图3为刚完成鼠标装配时的六轴机器人姿态示意图。
图4为设备简化示意图。
图5为鼠标零件爆炸图。
图6为快换接头支架及快换接头应用模块示意图。
图7为装满鼠标零部件的原料托盘示意图。
图8为装满鼠标零部件的原料库示意图。
图中：1.一号实训台；2.成品库；3.四轴机器人单元；4.转运台；5.六轴机器人单元；6.视觉检测模块；7.过渡架；8.原料托盘；9.快换接头支架；10.工控触摸屏；11.移动机器人单元；13.原料托盘放置架；14.二号实训台；21.气动夹指；22.成品鼠标；31.鼠标前上盖；32.鼠标主体；33.电池；34.信号接收器；35.鼠标后上盖；41.原料库；61.快换接头母头应用模块；62.快换接头公头应用模块。
具体实施方式
下面结合附图对具体实施例进一步说明。
如图1、图2所示，两台机器人协同装配鼠标的设备，包括一号实训台1、二号实训台14,在两个实训台上面安装布置有成品库2、四轴机器人单元3、转运台4、六轴机器人单元5、视觉检测模块6、过渡架7、原料托盘8、快换接头支架9、移动机器人单元11、原料托盘放置架13；鼠标各零部件存放于原料托盘8，移动机器人单元11负责运送原料托盘8至过渡架7，然后四轴机器人单元3和六轴机器人单元5合作完成鼠标的装配与入库。
本实施例中，物料选用三种颜色的无线鼠标，鼠标的零部件可分解为：鼠标前上盖31、鼠标主体32、电池33、信号接收器34、鼠标后上盖35。
本实施例中，快换接头支架9上面共有三种夹具，分别为三吸盘夹具、双吸盘夹具、气动夹指，其分别安装在快换接头母头应用模块61下面。
所述的四轴机器人单元3的机器人执行端安装有快换接头公头应用模块62，快换接头母头应用模块61放置在快换接头支架9上，根据系统控制指令，快换接头公头和母头可以快速组装并锁紧。
所述转运台4上设置有凹槽，用于临时存放鼠标。
设备简化方案：去除移动机器人单元11、原料托盘放置架13、过渡架7等模块，以原料库41代替，作为简化设备，仍然可以进行工业机器人相关技术培训。
两台机器人协同装配鼠标的方法，其特征是，标准设备包括如下步骤:
步骤S1:各运动部件回归原位；鼠标零部件准备齐全；按下实体控制按钮或工控触摸屏10上的启动按钮；
步骤S2:移动机器人单元11动作，从原料托盘放置架13背负一个原料托盘8运送到过渡架7的相应位置；
步骤S3:四轴机器人单元3动作，从快换接头支架9位置换装相应夹具；
步骤S4:四轴机器人单元3动作，从原料托盘8吸取鼠标主体32，然后四轴机器人单元3的执行端移动到靠近六轴机器人单元5位置；
步骤S5:六轴机器人单元5动作，使气动夹指21四轴机器人单元3下方，手指朝上；
步骤S6:四轴机器人单元3动作，把鼠标主体32交给六轴机器人单元5，气动夹指21夹取鼠标主体32；
步骤S7:重复步骤S3，四轴机器人单元3夹取电池33；
步骤S8:六轴机器人单元5微调姿态，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成电池33的安装；
步骤S9:重复步骤S3，四轴机器人单元3夹取信号接收器34；
步骤S10:六轴机器人单元5微调姿态，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成信号接收器34的安装；
步骤S11:重复步骤S3，视觉检测模块6摄像检测原料托盘8上面的鼠标前上盖32，识别颜色，出现两种结果：
a.没有任务所要的颜色，移动机器人单元11动作，把原料托盘8运回到原处，重复步骤S2，更换新的原料托盘8，视觉检测模块6重新检测；
b.是任务所要的颜色，四轴机器人单元3吸取鼠标前上盖32，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成鼠标前上盖32的安装；
步骤S12:重复步骤S3，视觉检测模块6摄像检测原料托盘8上面的鼠标后上盖35，识别颜色，出现两种结果：
a. 没有任务所要的颜色，移动机器人单元11动作，把原料托盘8运回到原处，重复步骤S2，更换新的原料托盘8，视觉检测模块6重新检测；
b. 有任务所要的颜色，四轴机器人单元3吸取鼠标后上盖35，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成鼠标后上盖35的安装；
步骤S13:重复步骤S3，六轴机器人单元5把成品鼠标22交给四轴机器人单元3；
步骤S14：四轴机器人单元3搬运成品鼠标22到转运台4；
步骤S15：六轴机器人单元5调整姿态，使气动夹指21朝下，垂直于转运台4；
步骤S16：六轴机器人单元5搬运成品鼠标22，放置到成品库2。
进一步优选的技术方案，两台机器人协同装配鼠标的方法，简化设备包括如下步骤:
步骤S1:各运动部件回归原位；鼠标零部件准备齐全；按下实体控制按钮或工控触摸屏10上的启动按钮；
步骤S2:四轴机器人单元3动作，从快换接头支架9位置换装相应夹具；
步骤S3:四轴机器人单元3动作，从原料库41吸取鼠标主体32，然后四轴机器人单元3的执行端移动到靠近六轴机器人单元5位置；
步骤S4:六轴机器人单元5动作，使气动夹指21四轴机器人单元3下方，手指朝上；
步骤S5:四轴机器人单元3动作，把鼠标主体32交给六轴机器人单元5，气动夹指21夹取鼠标主体32；
步骤S6:重复步骤S2，四轴机器人单元3夹取电池33；
步骤S7:六轴机器人单元5微调姿态，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成电池33的安装；
步骤S8:重复步骤S2，四轴机器人单元3夹取信号接收器34；
步骤S9:六轴机器人单元5微调姿态，四轴机器人单元3和六轴机器人单元5协作完成信号接收器34的安装；
步骤S10:重复步骤S2，视觉检测模块6摄像检测原料库41上面的鼠标前上盖32，识别颜色，根据指令选择相应颜色的鼠标前上盖32，安装到鼠标主体32上面；
步骤S11:重复步骤S2，视觉检测模块6摄像检测原料库41上面的鼠标后上盖35，识别颜色，根据指令选择相应颜色的鼠标后上盖35，安装到鼠标主体32上面；
步骤S12:重复步骤S2，六轴机器人单元5把成品鼠标22交给四轴机器人单元3；
步骤S13：四轴机器人单元3搬运成品鼠标22到转运台4；
步骤S14：六轴机器人单元5调整姿态，使气动夹指21朝下，垂直于转运台4；
步骤S15：六轴机器人单元5搬运成品鼠标22，放置到成品库2。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.两台机器人协同装配鼠标的设备，包括一号实训台（1）、二号实训台（14）,在两个实训台上面安装布置有成品库（2）、四轴机器人单元（3）、转运台（4）、六轴机器人单元（5）、视觉检测模块（6）、过渡架（7）、原料托盘（8）、快换接头支架（9）、移动机器人单元（11）、原料托盘放置架（13）；鼠标各零部件存放于原料托盘（8），移动机器人单元（11）负责运送原料托盘（8）至过渡架（7），然后四轴机器人单元（3）和六轴机器人单元（5）合作完成鼠标的装配与入库。
2.根据权利要求1所述的两台机器人协同装配鼠标的设备，其特征是，四轴机器人单元（3）的机器人执行端安装有快换接头公头应用模块（62），快换接头母头应用模块（61）放置在快换接头支架（9）上。
3.根据权利要求1所述的两台机器人协同装配鼠标的设备，其特征是，转运台（4）上设置有凹槽，用于临时存放鼠标。
4.根据权利要求1所述的两台机器人协同装配鼠标的设备，其特征是，去除移动机器人单元（11）、原料托盘放置架（13）、过渡架（7）、二号实训台（14）等模块，以原料库（41）代替，作为简化设备，仍然可以进行工业机器人相关技术培训。
5.两台机器人协同装配鼠标的方法，其特征是，包括如下步骤:
步骤S1:各运动部件回归原位；鼠标零部件准备齐全；按下实体控制按钮或工控触摸屏（10）上的启动按钮；
步骤S2:移动机器人单元（11）动作，从原料托盘放置架（13）背负一个原料托盘（8）运送到过渡架（7）的相应位置；
步骤S3:四轴机器人单元（3）动作，从快换接头支架（9）位置换装相应夹具；
步骤S4:四轴机器人单元（3）动作，从原料托盘（8）吸取鼠标主体（32），然后四轴机器人单元（3）的执行端移动到靠近六轴机器人单元（5）位置；
步骤S5:六轴机器人单元（5）动作，使气动夹指（21）四轴机器人单元（3）下方，手指朝上；
步骤S6:四轴机器人单元（3）动作，把鼠标主体（32）交给六轴机器人单元（5），气动夹指（21）夹取鼠标主体（32）；
步骤S7:重复步骤S3，四轴机器人单元（3）夹取电池（33）；
步骤S8:六轴机器人单元（5）微调姿态，四轴机器人单元（3）和六轴机器人单元（5）协作完成电池（33）的安装；
步骤S9:重复步骤S3，四轴机器人单元（3）夹取信号接收器（34）；
步骤S10:六轴机器人单元（5）微调姿态，四轴机器人单元（3）和六轴机器人单元（5）协作完成信号接收器（34）的安装；
步骤S11:重复步骤S3，视觉检测模块（6）摄像检测原料托盘（8）上面的鼠标前上盖（32），识别颜色，出现两种结果：
没有任务所要的颜色，移动机器人单元（11）动作，把原料托盘（8）运回到原处，重复步骤S2，更换新的原料托盘（8），视觉检测模块（6）重新检测；
是任务所要的颜色，四轴机器人单元（3）吸取鼠标前上盖（32），四轴机器人单元（3）和六轴机器人单元（5）协作完成鼠标前上盖（32）的安装；
步骤S12:重复步骤S3，视觉检测模块（6）摄像检测原料托盘（8）上面的鼠标后上盖（35），识别颜色，出现两种结果：
没有任务所要的颜色，移动机器人单元（11）动作，把原料托盘（8）运回到原处，重复步骤S2，更换新的原料托盘（8），视觉检测模块（6）重新检测；
有任务所要的颜色，四轴机器人单元（3）吸取鼠标后上盖（35），四轴机器人单元（3）和六轴机器人单元（5）协作完成鼠标后上盖（35）的安装；
步骤S13:重复步骤S3，六轴机器人单元（5）把成品鼠标（22）交给四轴机器人单元（3）；
步骤S14：四轴机器人单元（3）搬运成品鼠标（22）到转运台（4）；
步骤S15：六轴机器人单元（5）调整姿态，使气动夹指（21）朝下，垂直于转运台（4）；
步骤S16：六轴机器人单元（5）搬运成品鼠标（22），放置到成品库（2）。
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CN113798815B (zh) * 2021-10-19 2022-08-23 中国计量大学 一种基于PLC的自动组装马达pin脚系统

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