CN109291079A - 一种工业机器人自我装配系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业机器人自我装配系统及方法，包括装置壳体、夹紧机构、运输机构、第一装配机构，所述装置壳体前端设置有控制柜，所述控制柜通过螺栓连接于所述装置壳体，所述控制柜上端设置有控制面板，所述控制面板镶嵌于所述控制柜，所述装置壳体上端设置有收纳箱，所述收纳箱通过螺栓连接于所述装置壳体，所述装置壳体后端设置有第一传送壳体，所述第一传送壳体通过焊接和所述装置壳体连接。有益效果在于：结构合理，操作简单，使用方便，采用两个装夹和调整结构同时加工，并且能够快读调节零件状态，保证了工件安装时的准确性，提高工作效率，安全性高，设备采用全自动加工方式，避免人为因素，保障安全性。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别是涉及一种工业机器人自我装配系统及方法。
背景技术
机器人装配系统以其自动化程度高、装配精度高、稳定性好、能适应极端环境等特点而广泛应用于汽车制造、航空、电子产品制造等各个领域。机器人装配系统已经有了较成熟的发展，小到微米级的电子元件制造，大到大型工业设备的生产，无不体现着机器人装配系统在现代工业生产中的重要地位，但是现阶段还是有部分的加工方式由人工加工，例如一部分的零件在加工一个工艺后，会经过传送带传送至下一工位焊接，但是在传送带上传输的零件，不能保证位置的精确性，又因为工业机器人的加工方式都是由编程控制，没有足够的自主意识，不能有效的将零件摆正加工，那么下一个工序则需要人工焊接或者人工摆正，费时费力，增加了加工成本。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种工业机器人自我装配系统及方法，本发明提高了工业机器人在加工时的精确度和工作效率。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种工业机器人自我装配系统，包括装置壳体、夹紧机构、运输机构、第一装配机构，所述装置壳体前端设置有控制柜，所述控制柜通过螺栓连接于所述装置壳体，所述控制柜上端设置有控制面板，所述控制面板镶嵌于所述控制柜，所述装置壳体上端设置有收纳箱，所述收纳箱通过螺栓连接于所述装置壳体，所述装置壳体后端设置有第一传送壳体，所述第一传送壳体通过焊接和所述装置壳体连接，所述第一传送壳体后端设置有第一传动电机，所述第一传动电机通过螺栓连接于所述第一传送壳体，所述第一传送壳体内侧设置有两个第一传动轴，所述第一传动轴转动连接于所述第一传送壳体，所述第一传动轴上端设置有第一传动带，所述收纳箱前侧设置有传送轨，所述传送轨通过焊接和所述装置壳体连接，所述收纳箱一侧设置有角度调节电机，所述角度调节电机通过螺栓连接于所述装置壳体，所述角度调节电机一侧设置有第二传动轴，所述第二传动轴转动连接于所述装置壳体，所述第二传动轴上端设置有第二传送带，所述角度调节电机和所述第二传送带上端均设置有所述夹紧机构，所述夹紧机构包括第一卡爪、电动滑块、滑轨，所述第一卡爪下端设置有所述电动滑块，所述第一卡爪通过螺栓连接于所述第一电动滑块，所述电动滑块下端设置有所述滑轨，所述第一电动滑块滑动连接于所述滑轨，所述传送轨上设置有所述运输机构，所述运输机构包括第二卡爪、旋转轴、卡爪旋转电机、第二电动滑块，所述第二卡爪前端设置有所述旋转轴，所述旋转轴下端设置有所述卡爪旋转电机，所述卡爪旋转电机和所述传送轨之间设置有所述第二电动滑块，所述运输机构上侧设置有相机支架，所述运输机构和所述相机支架之间设置有第一扫描相机，所述第一传送壳体一侧设置有气泵，所述气泵上端设置有所述第一装配机构，所述第一装配机构和所述气泵之间设置有气管，所述第一装配机构包括第一旋转电机、第一旋转臂、第二旋转电机、第二旋转臂，所述第一旋转电机上端设置有所述第一旋转臂，所述第一旋转臂上设置有所述第二旋转电机，所述第二旋转电机上端设置有所述第二旋转臂，所述第二旋转臂上设置有第一气缸，所述第一气缸下端设置有调节旋转电机，所述调节旋转电机下端设置有升降架，所述升降架一侧设置有第二扫描相机，所述升降架内部设置有第二气缸，所述第二气缸下端设置有两个第三卡爪，所述第三卡爪上设置有中心轴，所述气泵一侧设置有第二传动电机，所述控制柜一侧设置有机械臂电机，所述机械臂电机上端设置有机械臂，所述机械臂上端设置有焊机。
优选的：所述控制柜内部设置有控制器，所述控制器型号为SPC-STW-26A1，所述控制器通过螺钉连接于所述控制柜。
如此设置，所述控制器起控制和处理作用，通过螺钉连接保证了连接强度。
优选的：所述第二传动电机通过螺栓连接于所述装置壳体。
如此设置，所述第二传动电机起供能作用，通过螺栓连接保证了连接强度。
优选的：所述中心轴转动连接于所述升降架。
如此设置，所述中心轴起支撑作用，转动连接保证了所述升降架的稳定性。
优选的：所述第二气缸通过螺栓连接于所述升降架。
如此设置，所述第二气缸起伸缩作用，通过螺栓连接保证了连接强度。
优选的：所述升降架滑动连接于所述第二旋转臂。
如此设置，所述升降架起支撑作用，滑动连接保证了工作的顺滑性。
优选的：所述第二扫描相机通过螺钉连接于所述第二旋转臂。
如此设置，所述第二扫描相机起检测作用，通过螺钉连接保证了稳定性。
优选的：所述机械臂电机通过螺栓连接于所述装置壳体。
如此设置，所述机械臂电机起供能作用，通过螺栓连接保证了连接稳定性。
优选的：所述控制器通过导线连接于所述控制面板、所述气泵、所述机械臂电机、所述第一传动电机、所述第二传动电机、所述角度调节电机、所述第一电动滑块、所述卡爪旋转电机、所述第一旋转电机、所述第二旋转电机、所述第二扫描相机、所述第一扫描相机、所述第二电动滑块。
如此设置，所述控制器通过导线连接于各个电器元件，保证了信息处理的时效性。
本发明还提供一种工业机器人自我装配系统的使用方法，应用于上述工业机器人自我装配系统中，具体的使用方法为：
a、将两种原材料分别放在所述收纳箱和所述第一传动带上端，利用所述控制面板将程序输入进所述控制器，所述控制器控制设备启动；
b、第一零件通过所述夹紧机构上的槽排列，所述控制器控制所述第二电动滑块移动所述运输机构移动到所述收纳箱上方，所述卡爪旋转电机控制所述第二卡爪转动张开，再控制所述第二卡爪夹紧第一零件，然后所述第二电动滑块在所述传送轨上移动到所述角度调节电机的上方；
c、所述角度调节电机上方的所述第一电动滑块移动，张开所述第一卡爪，所述第一卡爪夹紧第一零件后，所述运输机构松开，所述第一旋转臂检测此时第一零件角度，将图像传输给所述控制器，所述控制器控制所述角度调节电机转动，使第一零件转动到需要的角度；
d、此时第二个所述运输机构夹紧第一零件，将第一零件夹紧后移动到所述第二传送带上端的所述夹紧机构，所述第二传送带上端的所述夹紧机构夹紧后，所述第一装配机构翻转到所述第一传动带上方，所述控制器控制所述第一气缸，所述第二扫描相机检测第二零件角度，将图像发送给所述控制器，所述控制器控制所述调节旋转电机，将所述升降架调整到合适角度，所述第一气缸带动所述升降架下降，所述升降架下降后所述第二气缸伸缩，所述第三卡爪夹紧第二零件；
e、所述第三卡爪将第二零件夹起后，所述第一气缸收缩，所述第一装配机构翻转到所述夹紧机构上方，所述控制器控制所述机械臂电机，所述机械臂电机带动所述机械臂，将所述焊机移动到所述夹紧机构上方，开始焊接第一零件和第二零件。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、结构合理，操作简单，使用方便；
2、采用两个装夹和调整结构同时加工，并且能够快速调节零件状态，保证了工件安装时的准确性，提高工作效率；
3、安全性高，设备采用全自动加工方式，避免人为因素，保障安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述一种工业机器人自我装配系统的第一结构示意图；
图2是本发明所述一种工业机器人自我装配系统的第二结构示意图；
图3是本发明所述一种工业机器人自我装配系统的第一装配机构内部结构示意图；
图4是本发明所述一种工业机器人自我装配系统的第二旋转臂内部结构示意图；
图5是本发明所述一种工业机器人自我装配系统的夹紧机构内部结构示意图；
图6是本发明所述一种工业机器人自我装配系统的运输机构结构示意图；
图7是本发明所述一种工业机器人自我装配系统的控制柜内部结构示意图；
图8是本发明所述一种工业机器人自我装配系统的第一扫描相机结构示意图；
图9是本发明所述一种工业机器人自我装配系统的电路结构流程框图。
附图标记说明如下：
1、装置壳体；2、第一传送壳体；3、第一传动轴；4、第一传动带；5、控制柜；6、控制面板；7、第一装配机构；8、气管；9、气泵；10、夹紧机构；11、机械臂电机；12、机械臂；13、焊机；14、第二传送带；15、第一传动电机；16、第二传动电机；17、运输机构；18、角度调节电机；19、收纳箱；20、传送轨；21、第一卡爪；22、第一电动滑块；23、滑轨；24、第二卡爪；25、旋转轴；26、卡爪旋转电机；27、第一旋转电机；28、第一旋转臂；29、第二旋转电机；30、第二旋转臂；31、第一气缸；32、升降架；33、第二扫描相机；34、第二气缸；35、中心轴；36、第三卡爪；37、相机支架；38、第一扫描相机；39、第二传动轴；40、第二电动滑块；41、控制器；42、调节旋转电机。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1-图9所示，一种工业机器人自我装配系统，包括装置壳体1、夹紧机构10、运输机构17、第一装配机构7，装置壳体1前端设置有控制柜5，装置壳体1起承载作用，控制柜5起控制作用，控制柜5通过螺栓连接于装置壳体1，控制柜5上端设置有控制面板6，控制面板6起控制作用，控制面板6镶嵌于控制柜5，装置壳体1上端设置有收纳箱19，收纳箱19起收纳作用，收纳箱19通过螺栓连接于装置壳体1，装置壳体1后端设置有第一传送壳体2，第一传送壳体2起支撑作用，第一传送壳体2通过焊接和装置壳体1连接，第一传送壳体2后端设置有第一传动电机15，第一传动电机15起传动作用，第一传动电机15通过螺栓连接于第一传送壳体2，第一传送壳体2内侧设置有两个第一传动轴3，第一传动轴3起支撑作用，第一传动轴3转动连接于第一传送壳体2，第一传动轴3上端设置有第一传动带4，第一传动带4起传送作用，收纳箱19前侧设置有传送轨20，传送轨20起支撑作用，传送轨20通过焊接和装置壳体1连接，收纳箱19一侧设置有角度调节电机18，角度调节电机18起调节作用，角度调节电机18通过螺栓连接于装置壳体1，角度调节电机18一侧设置有第二传动轴39，第二传动轴39起支撑作用，第二传动轴39转动连接于装置壳体1，第二传动轴39上端设置有第二传送带14，第二传送带14起传送作用，角度调节电机18和第二传送带14上端均设置有夹紧机构10，夹紧机构10起夹紧和调节作用，夹紧机构10包括第一卡爪21、电动滑块22、滑轨23，第一卡爪21下端设置有电动滑块22，第一电动滑块22起移动作用，第一卡爪21通过螺栓连接于第一电动滑块22，电动滑块22下端设置有滑轨23，滑轨23起限位作用，第一电动滑块22滑动连接于滑轨23，传送轨20上设置有运输机构17，运输机构17包括第二卡爪24、旋转轴25、卡爪旋转电机26、第二电动滑块40，第二卡爪24前端设置有旋转轴25，第二卡爪24起夹紧作用，旋转轴25下端设置有卡爪旋转电机26，卡爪旋转电机26和传送轨20之间设置有第二电动滑块40，运输机构17上侧设置有相机支架37，运输机构17和相机支架37之间设置有第一扫描相机38，第一传送壳体2一侧设置有气泵9，气泵9上端设置有第一装配机构7，第一装配机构7和气泵9之间设置有气管8，第一装配机构7包括第一旋转电机27、第一旋转臂28、第二旋转电机29、第二旋转臂30，第一旋转电机27上端设置有第一旋转臂28，第一旋转臂28上设置有第二旋转电机29，第二旋转电机29上端设置有第二旋转臂30，第二旋转臂30上设置有第一气缸31，第一气缸31下端设置有调节旋转电机42，调节旋转电机42下端设置有升降架32，升降架32一侧设置有第二扫描相机33，升降架32内部设置有第二气缸34，第二气缸34下端设置有两个第三卡爪36，第三卡爪36上设置有中心轴35，气泵9一侧设置有第二传动电机16，控制柜5一侧设置有机械臂电机11，机械臂电机11上端设置有机械臂12，机械臂12上端设置有焊机13。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
控制柜5内部设置有控制器41，控制器41通过螺钉连接于控制柜5，控制器41起控制和处理作用，通过螺钉连接保证了连接强度。
本发明还提供一种工业机器人自我装配系统的使用方法，应用于上述工业机器人自我装配系统中，具体的使用方法为：
a、将两种原材料分别放在收纳箱19和第一传动带4上端，利用控制面板6将程序输入进控制器41，控制器41控制设备启动；
b、第一零件通过夹紧机构10上的槽排列，控制器41控制第二电动滑块40移动运输机构17移动到收纳箱19上方，卡爪旋转电机26控制第二卡爪24转动张开，再控制第二卡爪24夹紧第一零件，然后第二电动滑块40在传送轨20上移动到角度调节电机18的上方；
c、角度调节电机18上方的第一电动滑块22移动，张开第一卡爪21，第一卡爪21夹紧第一零件后，运输机构17松开，第一旋转臂28检测此时第一零件角度，将图像传输给控制器41，控制器41控制角度调节电机18转动，使第一零件转动到需要的角度；
d、此时第二个运输机构17夹紧第一零件，将第一零件夹紧后移动到第二传送带14上端的夹紧机构10，第二传送带14上端的夹紧机构10夹紧后，第一装配机构7翻转到第一传动带4上方，控制器41控制第一气缸31，第二扫描相机33检测第二零件角度，将图像发送给控制器41，控制器41控制调节旋转电机42，将升降架32调整到合适角度，第一气缸31带动升降架32下降，升降架32下降后第二气缸34伸缩，第三卡爪36夹紧第二零件；
e、第三卡爪36将第二零件夹起后，第一气缸31收缩，第一装配机构7翻转到夹紧机构10上方，控制器41控制机械臂电机11，机械臂电机11带动机械臂12，将焊机13移动到夹紧机构10上方，开始焊接第一零件和第二零件。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种工业机器人自我装配系统，其特征在于：包括装置壳体(1)、夹紧机构(10)、运输机构(17)、第一装配机构(7)，所述装置壳体(1)前端设置有控制柜(5)，所述控制柜(5)通过螺栓连接于所述装置壳体(1)，所述控制柜(5)上端设置有控制面板(6)，所述控制面板(6)镶嵌于所述控制柜(5)，所述装置壳体(1)上端设置有收纳箱(19)，所述收纳箱(19)通过螺栓连接于所述装置壳体(1)，所述装置壳体(1)后端设置有第一传送壳体(2)，所述第一传送壳体(2)通过焊接和所述装置壳体(1)连接，所述第一传送壳体(2)后端设置有第一传动电机(15)，所述第一传动电机(15)通过螺栓连接于所述第一传送壳体(2)，所述第一传送壳体(2)内侧设置有两个第一传动轴(3)，所述第一传动轴(3)转动连接于所述第一传送壳体(2)，所述第一传动轴(3)上端设置有第一传动带(4)，所述收纳箱(19)前侧设置有传送轨(20)，所述传送轨(20)通过焊接和所述装置壳体(1)连接，所述收纳箱(19)一侧设置有角度调节电机(18)，所述角度调节电机(18)通过螺栓连接于所述装置壳体(1)，所述角度调节电机(18)一侧设置有第二传动轴(39)，所述第二传动轴(39)转动连接于所述装置壳体(1)，所述第二传动轴(39)上端设置有第二传送带(14)，所述角度调节电机(18)和所述第二传送带(14)上端均设置有所述夹紧机构(10)，所述夹紧机构(10)包括第一卡爪(21)、电动滑块(22)、滑轨(23)，所述第一卡爪(21)下端设置有所述电动滑块(22)，所述第一卡爪(21)通过螺栓连接于所述第一电动滑块(22)，所述电动滑块(22)下端设置有所述滑轨(23)，所述第一电动滑块(22)滑动连接于所述滑轨(23)，所述传送轨(20)上设置有所述运输机构(17)，所述运输机构(17)包括第二卡爪(24)、旋转轴(25)、卡爪旋转电机(26)、第二电动滑块(40)，所述第二卡爪(24)前端设置有所述旋转轴(25)，所述旋转轴(25)下端设置有所述卡爪旋转电机(26)，所述卡爪旋转电机(26)和所述传送轨(20)之间设置有所述第二电动滑块(40)，所述运输机构(17)上侧设置有相机支架(37)，所述运输机构(17)和所述相机支架(37)之间设置有第一扫描相机(38)，所述第一传送壳体(2)一侧设置有气泵(9)，所述气泵(9)上端设置有所述第一装配机构(7)，所述第一装配机构(7)和所述气泵(9)之间设置有气管(8)，所述第一装配机构(7)包括第一旋转电机(27)、第一旋转臂(28)、第二旋转电机(29)、第二旋转臂(30)，所述第一旋转电机(27)上端设置有所述第一旋转臂(28)，所述第一旋转臂(28)上设置有所述第二旋转电机(29)，所述第二旋转电机(29)上端设置有所述第二旋转臂(30)，所述第二旋转臂(30)上设置有第一气缸(31)，所述第一气缸(31)下端设置有调节旋转电机(42)，所述调节旋转电机(42)下端设置有升降架(32)，所述升降架(32)一侧设置有第二扫描相机(33)，所述升降架(32)内部设置有第二气缸(34)，所述第二气缸(34)下端设置有两个第三卡爪(36)，所述第三卡爪(36)上设置有中心轴(35)，所述气泵(9)一侧设置有第二传动电机(16)，所述控制柜(5)一侧设置有机械臂电机(11)，所述机械臂电机(11)上端设置有机械臂(12)，所述机械臂(12)上端设置有焊机(13)。
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人自我装配系统，其特征在于：所述控制柜(5)内部设置有控制器(41)，所述控制器(41)通过螺钉连接于所述控制柜(5)。
3.根据权利要求2所述的一种工业机器人自我装配系统，其特征在于：所述第二传动电机(16)通过螺栓连接于所述装置壳体(1)。
4.根据权利要求3所述的一种工业机器人自我装配系统，其特征在于：所述中心轴(35)转动连接于所述升降架(32)。
5.根据权利要求4所述的一种工业机器人自我装配系统，其特征在于：所述第二气缸(34)通过螺栓连接于所述升降架(32)。
6.根据权利要求5所述的一种工业机器人自我装配系统，其特征在于：所述升降架(32)滑动连接于所述第二旋转臂(30)。
7.根据权利要求6所述的一种工业机器人自我装配系统，其特征在于：所述第二扫描相机(33)通过螺钉连接于所述第二旋转臂(30)。
8.根据权利要求7所述的一种工业机器人自我装配系统，其特征在于：所述机械臂电机(11)通过螺栓连接于所述装置壳体(1)。
9.根据权利要求8所述的一种工业机器人自我装配系统，其特征在于：所述控制器(41)通过导线连接于所述控制面板(6)、所述气泵(9)、所述机械臂电机(11)、所述第一传动电机(15)、所述第二传动电机(16)、所述角度调节电机(18)、所述第一电动滑块(22)、所述卡爪旋转电机(26)、所述第一旋转电机(27)、所述第二旋转电机(29)、所述第二扫描相机(33)、所述第一扫描相机(38)、所述第二电动滑块(40)。
10.根据权利要求9所述的一种工业机器人自我装配系统的使用方法，应用于权利要求1至9任意一项所述的工业机器人自我装配系统中，其特征在于：具体的工业机器人自我装配系统的使用方法包括以下几个步骤：
a、将两种原材料分别放在所述收纳箱(19)和所述第一传动带(4)上端，利用所述控制面板(6)将程序输入进所述控制器(41)，所述控制器(41)控制设备启动；
b、第一零件通过所述夹紧机构(10)上的槽排列，所述控制器(41)控制所述第二电动滑块(40)移动所述运输机构(17)移动到所述收纳箱(19)上方，所述卡爪旋转电机(26)控制所述第二卡爪(24)转动张开，再控制所述第二卡爪(24)夹紧第一零件，然后所述第二电动滑块(40)在所述传送轨(20)上移动到所述角度调节电机(18)的上方；
c、所述角度调节电机(18)上方的所述第一电动滑块(22)移动，张开所述第一卡爪(21)，所述第一卡爪(21)夹紧第一零件后，所述运输机构(17)松开，所述第一旋转臂(28)检测此时第一零件角度，将图像传输给所述控制器(41)，所述控制器(41)控制所述角度调节电机(18)转动，使第一零件转动到需要的角度；
d、此时第二个所述运输机构(17)夹紧第一零件，将第一零件夹紧后移动到所述第二传送带(14)上端的所述夹紧机构(10)，所述第二传送带(14)上端的所述夹紧机构(10)夹紧后，所述第一装配机构(7)翻转到所述第一传动带(4)上方，所述控制器(41)控制所述第一气缸(31)，所述第二扫描相机(33)检测第二零件角度，将图像发送给所述控制器(41)，所述控制器(41)控制所述调节旋转电机(42)，将所述升降架(32)调整到合适角度，所述第一气缸(31)带动所述升降架(32)下降，所述升降架(32)下降后所述第二气缸(34)伸缩，所述第三卡爪(36)夹紧第二零件；
e、所述第三卡爪(36)将第二零件夹起后，所述第一气缸(31)收缩，所述第一装配机构(7)翻转到所述夹紧机构(10)上方，所述控制器(41)控制所述机械臂电机(11)，所述机械臂电机(11)带动所述机械臂(12)，将所述焊机(13)移动到所述夹紧机构(10)上方，开始焊接第一零件和第二零件。
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