CN109454668A - 工业机器人装配工作站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业机器人装配工作站，包括支架以及设置于支架上的基板，基板上中心区域设置有环状件，环状件上边缘部位相对位置处各设置有支撑柱，两支撑柱的顶部均设置有夹持组件，夹持组件包括转轴和设置于转轴一端的夹持部，转轴通过第一轴承转动连接于支撑柱上，两个夹持部相对设置以夹持待装配件；还包括第一驱动件以及第二驱动件，第一驱动件用于驱动环状件在基板上旋转，第二驱动件用于驱动转轴转动。本发明提供的工业机器人装配工作站，由于夹持组件的转动，使得待装配件可以以转轴的中心线进行360度的转动，同时由于环状件的旋转，使得待装配件可以被转向基板的任意一边，如此便于装配人员和设备的布置。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术，具体涉及一种工业机器人装配工作站。
背景技术
目前，工业机器人的装配有手工部分，也有自动装配部分，无论那种装配方式，都需要一个装配工作站进行装配，装配时，需要固定住一个待装配件如外壳或骨架，手动的或自动的向该待装配件上装配各种配件或者进行加工如焊接操作。
由于工业机器人的组成部件众多，因此其装配工序较长，因此，装配时希望在一个工位上完成尽量多的装配工序，或者说较多的装配工序可以在同一类型的装配工作站上进行装配，如此可以减少装配工作站的结构类型，使用少量几种装配工作站即可实现所有的装配工序，基于该需求，授权公告号为CN206263474U，授权公告日2017年6月20日，名称为《一种机器人柔性焊接平台》的实用新型专利，其包括工作平台以及支撑腿，工作平台设置于所述支撑腿上，所述工作平台均匀分布有诸多定位孔，每个所述定位孔的周围均设置有一个方形网格。其通过诸多均匀设置的定位孔，使得不同类型的夹具均可以安装在工作平台上，从而实现对通用性。又如申请公布号为CN107685215A，申请公布日2018年2月13日，名称为《一种机器人组装的焊接平台》的发明专利申请，其包括主支撑架、主支撑板和工作平台；所述主支撑板的两侧固定对称设置有两根转轴；所述转轴分别活动嵌入到两个主支撑架的顶部；所述工作平台的顶部设置有若干定位孔。工作平台为可旋转式结构，工件固定在工作平台顶部的定位孔中，如此，当需要焊接有些不在机械臂焊接范围内的工件时，可以推动工作平台使工作平台进行旋转，旋转至合适位置，这样焊接工件，不需要重新拆卸固定工件，大大提高工作效率。
现有技术的不足之处在于，待加工件在装配平台上无法运动或者说运动的调节过慢，使得单个工位仅能实现的装配工序较为有限，例如对于机器人的关节，其上下两端可能均需连接转轴或者均需进行焊接操作，上述装配平台由于关节的下端面朝向平台而无法进行与上端面相同的装配操作，必须到下一工位才能操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种工业机器人装配工作站，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种工业机器人装配工作站，包括支架以及设置于所述支架上的基板，
所述基板上中心区域设置有环状件，所述环状件上边缘部位相对位置处各设置有支撑柱，两所述支撑柱的顶部均设置有夹持组件，所述夹持组件包括转轴和设置于所述转轴一端的夹持部，所述转轴通过第一轴承转动连接于所述支撑柱上，两个所述夹持部相对设置以夹持待装配件；
还包括第一驱动件以及第二驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述环状件在所述基板上旋转，所述第二驱动件用于驱动所述转轴转动。
上述的工业机器人装配工作站，所述第一驱动件以及第二驱动件中任一者均可为手动驱动件或者自动驱动件。
上述的工业机器人装配工作站，所述第一驱动件以及第二驱动件均为自动驱动件，所述自动驱动件为步进电机。
上述的工业机器人装配工作站，所述基板上中心区域设置有避让孔，所述避让孔位于所述环状件的中心处。
上述的工业机器人装配工作站，所述避让孔向下延伸设置有过风通道，过风通道的下端通过管道连接有引风机。
上述的工业机器人装配工作站，所述夹持组件包括夹持盘和设置于夹持盘上的弹性垫，两个所述夹持组件的两个弹性垫相对设置。
上述的工业机器人装配工作站，所述夹持盘的中心设置有定位柱，所述定位柱凸出于所述弹性垫，所述定位柱用于插入所述待装配件上预先开设的定位孔中。
上述的工业机器人装配工作站，所述避让孔为椭圆形，两个所述支撑柱的连线与所述椭圆的短轴处于同一直线上。
上述的工业机器人装配工作站，所述支架包括多个支腿，各所述支腿的底部设置有弹性吸盘。
上述的工业机器人装配工作站，所述基板上中心区域设置有圆盘，所述环状件为所述圆盘的边缘部分。
在上述技术方案中，本发明提供的工业机器人装配工作站，由于夹持组件的转动，使得待装配件可以以转轴的中心线进行360度的转动，在该转动范围内需要进行的装配操作均可在一个工位上实现，同时由于环状件的旋转，使得待装配件可以被转向基板的任意一边，如此便于装配人员和设备的布置，实现各工位间的通用性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的工业机器人装配工作站的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基板的俯视图；
图3为本发明实施例提供的转轴的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的夹持部的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的收集系统的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的调节机构的结构示意图。
附图标记说明：
1、支架；2、基板；3、环状件；4、支撑柱；5、夹持组件；5.1、转轴；5.11、内轴；5.12、外套筒；5.13、调节螺母；5.2、夹持部；5.21、中心盘；5.22、瓣状弹片；5.3、定位柱；6、第一驱动件；7、第二驱动件；8、避让孔；9、过风通道；10、引风机；11、第一段；12、第二段；13、第三段；14、重物收集箱；15、粉末收集袋；16、调节杆；17、套筒；18、第二轴承；19、调节手柄；20、维持弹簧；21、连接柱。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1-6所示，本发明实施例提供的一种工业机器人装配工作站，包括支架1以及设置于所述支架1上的基板2，所述基板2上中心区域设置有环状件3，所述环状件3上边缘部位相对位置处各设置有支撑柱4，两所述支撑柱4的顶部均设置有夹持组件5，所述夹持组件5包括转轴5.1和设置于所述转轴5.1一端的夹持部5.2，所述转轴5.1通过第一轴承转动连接于所述支撑柱4上，两个所述夹持部5.2相对设置以夹持待装配件；还包括第一驱动件6以及第二驱动件7，所述第一驱动件6用于驱动所述环状件3在所述基板2上旋转，所述第二驱动件7用于驱动所述转轴5.1转动。
具体的，支架1支撑基板2并提供固定基准，支架1可以为由横杆、竖杆、纵杆相互连接组成的架状结构，较为优选的，支架1包括多个支腿，各支腿的底部设置有弹性吸盘，弹性吸盘用于提升吸附力，将支腿较为紧固的吸附到固定基础如地面上，基板2上的中心区域设置有环状件3，环状件3活动连接于基板2上，其接受驱动可以以其中心轴线发生转动，环状件3可以是圆环，也可以基板2的中心区域设置一个圆盘，环状件3为圆盘的边缘部分。环状件3上设置有两个支撑柱4，两个支撑柱4相对设置，两个支撑柱4的连线经过中心轴线，两个支撑柱4的顶部各设置有一组夹持组件5，夹持组件5包括转轴5.1和夹持部5.2，转轴5.1通过第一轴承转动连接于支撑柱4的顶部，转轴5.1的一端设置有夹持部5.2，两个夹持部5.2相对设置以用于夹持柱待装配件，待装配件可以是工业机器人装配过程中各种需要装配的部件、中间装配品以及最终的成品，如机器人的壳体、关节组件等等，夹持部5.2可以是通用的夹持结构，如具有弹性的夹持结构，或者机械手，又或者为各类待装配件的外形针对设计的专用夹持结构。
本实施例中还设置有第一驱动件6以及第二驱动件7，所述第一驱动件6用于驱动所述环状件3在所述基板2上旋转，如环状件3地面的中心位置设置有驱动轴，第一驱动件6如电机通过联轴器或者皮带轮传动机构等驱动驱动轴转动，如此驱动环状件3自转，可选的，第一驱动件6也可以是设置于环状件3上表面的多个手柄，操作人员手动驱动手柄即可实现环状件3的旋转。所述第二驱动件7用于驱动所述转轴5.1转动，驱动转轴5.1转动为现有技术，显然的，第二驱动件7可以是电机，也可以是转动手柄。如此，根据装配需求和情况的不同，本实施例提供的工业机器人装配工作站，可以手动驱动以实现环状件3和待装配件的转动，也可以通过电机等实现对环状件3和待装配件的自动驱动。
本实施例中，优选的，夹持部5.2与转轴5.1可拆卸连接，如转轴5.1的一端设置多个销孔，通过销轴插入销孔实现夹持部5.2与转轴5.1的可拆卸连接，又或者转轴5.1的一端设置端板，端板通过螺栓实现与夹持部5.2的可拆卸连接，端板与夹持部5.2之间夹有多层薄钢片，通过钢片的数量微调夹持部5.2的位置，如此设置的优点在于，不同的待装配件可能需要不同的夹持部5.2，夹持部5.2的可拆卸连接便于不同的夹持部5.2进行更换。
可选的，环状件3上设置有多个插孔供支撑柱4任意插入，不同插孔的插入使得两个支撑柱4之间的距离不同，如此实现对不同大小的待装配件的装配通用性设计。
本发明实施例提供的工业机器人装配工作站，由于夹持组件5的转动，使得待装配件可以以转轴5.1的中心线进行360度的转动，在该转动范围内需要进行的装配操作均可在一个工位上实现，理论上两个这样的工位即可实现对待装配件外表面的全覆盖，实现该待装配件的所有装配操作。同时由于环状件3的旋转，使得待装配件可以被转向基板2的任意一边，如此便于装配人员和设备的布置，也即装配人员和设备无论布置于基板2的任意一边，其均可实现对待装配件的装配操作，实现各工位间的通用性。
本发明提供的再一个实施例中，进一步的，所述基板2上中心区域设置有避让孔8，所述避让孔8位于所述环状件3的中心处，若待装配件的尺寸较大或者有较凸出的结构，其转动过程中凸出的结构有可能触碰到基板2，避让孔8用于避让该凸出或尺寸较大的部件，使得待装配件的尺寸可以较大。
优选的，避让孔8为椭圆形，两个所述支撑柱4的连线与所述椭圆的短轴处于同一直线上，即避让孔8较长的长轴横置于两个支撑柱4之间，该长轴也是待装配件边缘转动的轨迹线所处的区域，椭圆孔的细长结构能够容纳更大尺寸的待装配件。
进一步的，所述避让孔8向下延伸设置有过风通道9，过风通道9的下端通过管道连接有引风机10，引风机10可以送风也可以抽风，若送风则用于对待装配件进行吹风，以达到对待装配件的除尘效果，若吸风则用于收集装配过程中产生的粉尘，如焊接操作过程中产生的粉尘或碎屑，防止其散发到装配空间中。
再进一步的，过风通道9包括第一段11、第二段12以及第三段13，第一段11、第二段12以及第三段13通过三通连接，其中第一段11与避让孔8相连，第二段12上连接引风机10，引风机10的出风口连接粉末收集袋15，第三段13的末端连接重物收集箱14，重物收集箱14为密封不透风结构，在三通连接处，第二段12在上，第三段13在下，如此设置的作用在于，引风机10抽风过程不可避免的会将部分尺寸较大的装配副产品抽吸下来，如较大的焊渣、螺钉等等，这些尺寸较大的重物通过三通时，由于重力的作用自然落下到重物收集箱14中，而较轻的粉尘则通过第二段12被引风机10抽吸通过粉末收集袋15予以收集，如此一方面实现重物和粉尘的单独收集，另一方面也可以防止重物通过引风机10对其扇叶咋成损坏。
再进一步的，第二段12上可以设置一个滤网，如此较大尺寸的装配副产品会被滤网拦截而不会进入到引风机10对其造成损坏，引风机10停止工作时由于重力作用其通过第三段13自然落下到重物收集箱14中，重物收集箱14上设置可以打开的密封柜门，重物收集较多时通过柜门打开予以清理。
本发明提供的再一个实施例中，进一步的，所述夹持组件5包括夹持盘和设置于夹持盘上的弹性垫，两个所述夹持组件5的两个弹性垫相对设置，弹性垫一方面用于放置夹持盘与待装配件发生刚性接触导致出现划痕，另一方面用于提供一个较小的通用性，使得夹紧操作较为方便。
更进一步的，所述夹持盘的中心设置有定位柱5.3，所述定位柱5.3凸出于所述弹性垫，所述定位柱5.3用于插入所述待装配件上预先开设的定位孔中，也即为了便于装配操作，待装配件在设计时设计一个定位孔，此时将定位柱5.3直接插入定位孔中实现固定和定位，夹持盘和弹性垫实现辅助固定。
再进一步的，如图4所示，夹持盘包括位于中心的中心盘5.21，中心盘5.21可以为圆盘、椭圆盘或者其它多边形的盘，中心盘5.21上设置有多个瓣状弹片5.22，如三个、四个或者更多个扇形的瓣状弹片5.22均匀的布置于中心盘5.21的外圆上，瓣状弹片5.22可以是具有弹性的金属片或者塑料片，设置中心盘5.21和瓣状弹片5.22的作用在于，待装配件上供固定部分的外形各不相同，弧形、平面、内凹、外凸均有可能，设置一个较小尺寸的中心盘5.21贴合开设定位孔的部分，其余部分通过外围的瓣状弹片5.22予以抵接固定，如此无论周围是外凸、内凹还是平面，瓣状弹片5.22均可较好的予以抵接固定，具有极大的通用性。
本发明提供的再一个实施例中，进一步的，如图3所示，转轴5.1包括内轴5.11和外套筒175.12，内轴5.11的一端螺接于外套筒175.12中，同时，外套筒175.12上设置有抵接盘，内轴5.11上固定如焊接有调节螺母5.13或者可以供手部驱动的调节结构，如盘状结构，另外，一个维持弹簧20外套于内轴5.11和外套筒175.12上，维持弹簧20的两端分别抵接抵接盘和调节螺母5.13，通过转动调节螺母5.13也即转动内轴5.11，可以调节内轴5.11与外套筒175.12的轴向重合度，也即调节了转轴5.1的长度，维持弹簧20用于提供较大的压力，提升调节螺母5.13的转动压力，使得其调节过程更为稳定，同时施加压力也可以防止调节螺母5.13自行转动。
本发明提供的再一个实施例中，进一步的，如图3所示，如图6所示，基板2的下表面设置有一个基座，环状件3固定在该基座上，支撑柱4滑动连接于环状件3上，支撑柱4的底部通过连接柱21连接有套筒17，同时还包括调节杆16，调节杆16的两端通过第二轴承18转动连接于基座上，调节杆16的中部设置有调节螺纹，调节杆16的布置方向与支撑柱4的滑动方向一致，两个支撑柱4的两个套筒17与调节螺纹的配合方向相反，即其中一个为正向螺纹，另一个为反向螺纹，即转动调节杆16时，两个套筒17相向运动或者相背离运动，调节杆16的一端设置有调节手柄19，如此设置的作用在于，通过调节手柄19转动调节杆16，使得两个支撑柱4同向运动或者背离运动，从而调节两个支撑柱4间的距离，实现对不同大小待装配件的配置。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种工业机器人装配工作站，包括支架以及设置于所述支架上的基板，其特征在于，
所述基板上中心区域设置有环状件，所述环状件上边缘部位相对位置处各设置有支撑柱，两所述支撑柱的顶部均设置有夹持组件，所述夹持组件包括转轴和设置于所述转轴一端的夹持部，所述转轴通过第一轴承转动连接于所述支撑柱上，两个所述夹持部相对设置以夹持待装配件；
还包括第一驱动件以及第二驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述环状件在所述基板上旋转，所述第二驱动件用于驱动所述转轴转动。
2.根据权利要求1所述的工业机器人装配工作站，其特征在于，所述第一驱动件以及第二驱动件中任一者均可为手动驱动件或者自动驱动件。
3.根据权利要求2所述的工业机器人装配工作站，其特征在于，所述第一驱动件以及第二驱动件均为自动驱动件，所述自动驱动件为步进电机。
4.根据权利要求1所述的工业机器人装配工作站，其特征在于，所述基板上中心区域设置有避让孔，所述避让孔位于所述环状件的中心处。
5.根据权利要求4所述的工业机器人装配工作站，其特征在于，所述避让孔向下延伸设置有过风通道，过风通道的下端通过管道连接有引风机。
6.根据权利要求1所述的工业机器人装配工作站，其特征在于，所述夹持组件包括夹持盘和设置于夹持盘上的弹性垫，两个所述夹持组件的两个弹性垫相对设置。
7.根据权利要求6所述的工业机器人装配工作站，其特征在于，所述夹持盘的中心设置有定位柱，所述定位柱凸出于所述弹性垫，所述定位柱用于插入所述待装配件上预先开设的定位孔中。
8.根据权利要求1所述的工业机器人装配工作站，其特征在于，所述避让孔为椭圆形，两个所述支撑柱的连线与所述椭圆的短轴处于同一直线上。
9.根据权利要求1所述的工业机器人装配工作站，其特征在于，所述支架包括多个支腿，各所述支腿的底部设置有弹性吸盘。
10.根据权利要求1所述的工业机器人装配工作站，其特征在于，所述基板上中心区域设置有圆盘，所述环状件为所述圆盘的边缘部分。
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