一种自动化钣金机器人
技术领域
本发明涉及饭金加工技术领域,更具体地说,本发明涉及一种自动化钣金机器人。
背景技术
钣金有时也作扳金,一般是将一些金属薄板通过手工或模具冲压使其产生塑性变形,形成所希望的形状和尺寸,并可进一步通过焊接或少量的机械加工形成更复杂的零件;在饭金加工行业,经常会对饭金件进行折弯处理,尤其是在饭金加工生产线上,常适用机器人将钣金件吸附至折弯机构处进行折弯,但是目前与机器人配套的吸盘架是固定结构,无法调节大小,这样导致钣金件的尺寸受限了,也使得机器人的实用性受限。因此,有必要提出一种自动化钣金机器人,以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题,本发明提供了一种自动化钣金机器人,包括:
机械臂本体;
吸盘架,其设置在所述机械臂本体的工作端上,所述吸盘架用于吸取钣金件,所述吸盘架包括与所述机械臂本体的工作端连接的承载板、设置在所述承载板背向所述机械臂本体的表面上的中心连接块、与所述中心连接块连接第一可动吸盘组、第二可动吸盘组、第三可动吸盘组以及第四可动吸盘组;其中,所述机械臂本体驱动所述吸盘架带动钣金件至折弯机,通过所述折弯机对钣金件进行折弯。
优选的是,其中,所述第一可动吸盘组与所述第二可动吸盘组对称设置在所述中心连接块上,所述第三可动吸盘组与所述第四可动吸盘组对称设置在所述中心连接块上,并位于所述第一可动吸盘组与所述第二可动吸盘组之间。
优选的是,其中,所述第一可动吸盘组与所述第二可动吸盘组结构相同,其中,所述第一可动吸盘组包括与所述中心连接块连接的第一气杆、设置在所述第一气杆工作端的第一连接块、两个对称设置在所述第一连接块上的第二气杆、设置在所述第二气杆工作端的第二连接块,所述中心连接块、所述第一连接块、所述第二连接块背向所述承载板的表面均设置有吸盘机构。
优选的是,其中,所述承载板上设置有导向槽,所述导向槽呈T型并与所述中心连接块、两个所述第一连接块位于同一直线上,所述第一连接块通过T型导向块与所述导向槽滑动连接,所述导向槽的端部设置有挡块。
优选的是,其中,所述挡块朝向所述T型导向块的表面设置有凹槽,所述凹槽内设置接近开关。
优选的是,其中,所述第三可动吸盘组包括与所述中心连接块连接的第三气杆、设置在所述第三气杆工作端的第三连接块;所述第四可动吸盘组包括与所述中心连接块连接的第四气杆、设置在所述第四气杆工作端的第四连接块,所述第三连接块、所述第四连接块背向所述承载板的表面均设置有吸盘机构。
优选的是,其中,所述吸盘机构包括第一管体和第二管体,所述第二管体套装在所述第一管体内,所述第一管体的端部设置有第一内环,所述第二管体的端部设置有与所述第一内环对应的第二内环,并且所述第一内环内设置有密封槽,所述密封槽内设置有密封圈;所述第二管体远离所述第一管体一端设置有真空吸盘体,所述第一管体上设置有第一挡环板,所述第二管体上设置有第二挡环板,所述第二挡环板上设置有多个与所述第一挡环板滑动连接的导向杆,并且所述导向杆上套接有第一弹簧,所述第一管体上设置有气嘴,所述气嘴连接有真空管体,所述第二管体的内壁呈锥形,使得所述第二管体远离所述真空吸盘体的一端内径大于所述第二管体靠近所述真空吸盘体的一端内径,所述第二管体远离所述真空吸盘体的一端内设置有导风板,所述导风板上设置有多个导风孔,所述导风板朝向所述真空吸盘体的表面连接有第二弹簧,所述第二弹簧远离所述导风板的一端连接有密封端子,所述密封端子与所述第二管体靠近所述真空吸盘体的一端相适配。
优选的是,其中,所述密封端子的周向外壁上设置有环形槽,所述环形槽内套接有弹性耐磨套。
优选的是,其中,所述第二连接块由磁性座制成,并且该磁性座上设置有矩形框,所述矩形框上设置有电机,所述电机的输出轴与所述磁性座的恒磁铁旋转开关连接。
优选的是,其中,还包括:控制器,所述控制器与所述机械臂本体、第一可动吸盘组、第二可动吸盘组、第三可动吸盘组、第四可动吸盘组、所述电机电连接,所述控制器内设置有控制电路,所述控制电路包括电阻R1-R7、放大器F1-F2、NPN双极型晶体管Q1-Q2、电容C1-C2以及二极管D;
电阻R6的一端与电容C2的一端、放大器F2的正向输入端连接,电阻R7的一端与电容C2的另一端、放大器F2的反向输入端连接,放大器F2的输出端与电阻R5的一端连接,放大器F2的反向输入端与二极管D的阳极连接;
NPN双极型晶体管Q1的基极与电阻R5的另一端连接,发射极与二极管D的阴极、电阻R4、电容C1的一端连接,集电极与电阻R2的一端连接,电阻R2的另一端与放大器F1的正向输入端、电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端与参考地GND连接,放大器F1的反向输入端与电阻R3的一端连接,电阻R3的另一端、放大器F1的输出端与NPN双极型晶体管Q2的基极连接,NPN双极型晶体管Q2的发射极与电阻R4的另一端,集电极与电容C2的另一端连接。
相比现有技术,本发明至少包括以下有益效果:
1、本发明所述的自动化钣金机器人,该自动化钣机器人精度高,通过吸盘架中的一可动吸盘组、第二可动吸盘组、第三可动吸盘组、第四可动吸盘组,可以调节整个吸盘架的大小,以适用于不同大小的钣金件,大大提高了该自动化钣金机器人的实用性。
本发明所述的自动化钣金机器人,本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明所述的自动化钣金机器人的结构示意图。
图2为本发明所述的自动化钣金机器人中吸盘架的结构侧视图。
图3为本发明所述的自动化钣金机器人中吸盘架的结构左视图。
图4为本发明所述的自动化钣金机器人中挡块的结构示意图。
图5为本发明所述的自动化钣金机器人中吸盘机构的结构示意图。
图6为本发明所述的自动化钣金机器人的吸盘机构的部分结构示意图。
图7为本发明所述的自动化钣金机器人中控制电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-图7所示,本发明提供了一种自动化钣金机器人,包括:
机械臂本体1;
吸盘架2,其设置在所述机械臂本体1的工作端上,所述吸盘架2用于吸取钣金件,所述吸盘架2包括与所述机械臂本体1的工作端连接的承载板3、设置在所述承载板3背向所述机械臂本体1的表面上的中心连接块4、与所述中心连接块4连接第一可动吸盘组5、第二可动吸盘组9、第三可动吸盘组7以及第四可动吸盘组8;其中,所述机械臂本体1驱动所述吸盘架2带动钣金件至折弯机,通过所述折弯机对钣金件进行折弯。
上述技术方案的工作原理:操作人员使用控制器驱动机械臂本体1,以及吸盘架2,具体地,机械臂本体1带动吸盘架2至钣金件处,将吸盘架抵顶在钣金件上,吸盘架2上的第一可动吸盘组5、第二可动吸盘组9、第三可动吸盘组7、第四可动吸盘组8可以将钣金件(未示出)吸附住,由于在生产时会有不用大小的钣金件需要折弯,所以固定大小的吸盘架就存在不便了,本发明中的吸盘架2包括第一可动吸盘组5、第二可动吸盘组9、第三可动吸盘组7、第四可动吸盘组8,操作人员可以使用控制器驱动第一可动吸盘组5、第二可动吸盘组9、第三可动吸盘组7、第四可动吸盘组8进行大小调节,以将不同尺寸大小的钣金件吸附住,然后机械臂本体1驱动所述吸盘架2带动钣金件至折弯机(未示出),通过弯机对钣金件进行折弯。
上述技术方案的有益效果:通过上述结构的设计,本发明提供一种自动化钣金机器人,该自动化钣机器人精度高,通过吸盘架2中的一可动吸盘组5、第二可动吸盘组9、第三可动吸盘组7、第四可动吸盘组8,可以调节整个吸盘架2的大小,以适用于不同大小的钣金件,大大提高了该自动化钣金机器人的实用性。
在一个实施例中,所述第一可动吸盘组5与所述第二可动吸盘组9对称设置在所述中心连接块4上,所述第三可动吸盘组7与所述第四可动吸盘组8对称设置在所述中心连接块4上,并位于所述第一可动吸盘组5与所述第二可动吸盘组9之间。
上述技术方案的工作原理:为了提高吸盘架2吸附住钣金件的稳定性,将第一可动吸盘组5与第二可动吸盘组9对称设置在中心连接块4上,第三可动吸盘组7与第四可动吸盘组8对称设置在所述中心连接块4上,并位于第一可动吸盘组5与第二可动吸盘组9之间。
上述技术方案的有益效果:通过上述结构的设计,采用对称式的设计,使得第一可动吸盘组5与第二可动吸盘组9、第三可动吸盘组7与第四可动吸盘组8适合用于吸附钣金件,提高吸盘架2吸附住钣金件的稳定性。
在一个实施例中,所述第一可动吸盘组5与所述第二可动吸盘组9结构相同,其中,所述第一可动吸盘组5包括与所述中心连接块4连接的第一气杆51、设置在所述第一气杆51工作端的第一连接块52、两个对称设置在所述第一连接块52上的第二气杆53、设置在所述第二气杆53工作端的第二连接块54,所述中心连接块4、所述第一连接块52、所述第二连接块53背向所述承载板3的表面均设置有吸盘机构6。
上述技术方案的工作原理:第一可动吸盘组5与所述第二可动吸盘组9为对称机构,这里二者的结构相同,在吸盘架2中调节第一可动吸盘组5、第二可动吸盘组9的大小时,第一气杆51推动第一连接块52,第二气杆53推动第二连接块54,当然,第一气杆51推动第一连接块52,第二气杆53推动第二连接块54是两个独立的过程,操作人员根据实际情况调节即可。
上述技术方案的有益效果:通过上述结构的设计,本实施例中提供第一可动吸盘组5与、第二可动吸盘组9的具体结构,二者的结构简单,适合自动化操作。
在一个实施例中,所述承载板3上设置有导向槽31,所述导向槽31呈T型并与所述中心连接块4、两个所述第一连接块52位于同一直线上,所述第一连接块52通过T型导向块32与所述导向槽31滑动连接,所述导向槽31的端部设置有挡块33。
上述技术方案的工作原理:为了提高吸盘架2在调节大小时的稳定性,在承载板上开设导向槽31,第一气杆51推动第一连接块52沿导向槽31移动,并且第一连接块52通过T型导向块32与导向槽31滑动连接,T型导向块32为第一连接块52提供稳定导向;当然导向槽31的长度大于两个第一气杆51的最大行程之和。
当然,还可以为第三可动吸盘组7与第四可动吸盘组8设计另一个导向槽,这样就更加地提高了吸盘架2在调节大小时的稳定性;对此本发明不再赘述。
上述技术方案的有益效果:通过上述结构的设计,本实施例中设计了导向槽31、T型导向块32等结构,这样可以大大提高吸盘架2在在调节大小时的稳定性,也提高在吸附钣金件使得稳定性。
在一个实施例中,所述挡块33朝向所述T型导向块32的表面设置有凹槽34,所述凹槽34内设置接近开关35。
上述技术方案的工作原理:为了避免第一气杆51在推动第一连接块的过程中,将T型导向块32推动至触碰到挡块33,或者避免第一气杆51总是处于最大行程,所以在T型导向块32上设计了接近开关35,当T型导向块32靠近至设定的距离时,接近开关35与控制器连接,通过控制器停止第一气杆51移动。
上述技术方案的有益效果:通过上述结构的设计,在T型导向块32上设计了接近开关35,可以延长第一气杆51的使用寿命。
在一个实施例中,所述第三可动吸盘组7包括与所述中心连接块4连接的第三气杆71、设置在所述第三气杆71工作端的第三连接块72;所述第四可动吸盘组8包括与所述中心连接块4连接的第四气杆81、设置在所述第四气杆81工作端的第四连接块82,所述第三连接块72、所述第四连接块82背向所述承载板的表面均设置有吸盘机构6。
上述技术方案的工作原理:吸盘架中的第三可动吸盘组7调节时,第三气杆71推动第三连接块;吸盘架中的第四可动吸盘组8调节时,第四气杆81推动第四连接块;第三连接块、第四连接块均安装了吸盘机构6。
上述技术方案的有益效果:通过上述结构的设计,本实施例中提供了第三可动吸盘组7、第四可动吸盘组8的具体结构,该结构适合用于吸盘架2。
在一个实施例中,所述吸盘机构6包括第一管体61和第二管体62,所述第二管体62套装在所述第一管体61内,所述第一管体61的端部设置有第一内环611,所述第二管体62的端部设置有与所述第一内环611对应的第二内环621,并且所述第一内环611内设置有密封槽612,所述密封槽612内设置有密封圈613;所述第二管体62远离所述第一管体61一端设置有真空吸盘体63,所述第一管体61上设置有第一挡环板64,所述第二管体62上设置有第二挡环板65,所述第二挡环板65上设置有多个与所述第一挡环板64滑动连接的导向杆66,并且所述导向杆66上套接有第一弹簧67,所述第一管体67上设置有气嘴68,所述气嘴68连接有真空管体,所述第二管体62的内壁呈锥形,使得所述第二管体62远离所述真空吸盘体63的一端内径大于所述第二管体62靠近所述真空吸盘体63的一端内径,所述第二管体62远离所述真空吸盘体63的一端内设置有导风板622,所述导风板622上设置有多个导风孔623,所述导风板622朝向所述真空吸盘体63的表面连接有第二弹簧624,所述第二弹簧624远离所述导风板62的一端连接有密封端子625,所述密封端子625与所述第二管体62靠近所述真空吸盘体63的一端相适配。
上述技术方案的工作原理:吸盘架2中的吸盘机构6接触到钣金件后,操作系统控制真空机构通过真空管体连接气嘴,对吸盘机构6进行真空作业,真空吸盘体63接触到钣金件,在真空作业的作用下,第一管体61、第二管体62内的空气被吸走,导风板622上的导风孔623用于流通空气,密封端子625被吸向导风板622,这样密封端子625压缩第二弹簧624,密封端子625与第二管体62靠近所述真空吸盘体63的一端分离,真空吸盘体63与钣金件之间的空气被吸附掉,当然,第二管体62也会向第一管体61内收缩一些,导向杆66起到导向作用;当钣金件折弯后,吸盘架2需要放开钣金件,此时,真空作业停止,在钣金件自动重力作用下,钣金件与真空吸盘体63分离,同时密封端子625在第二弹簧624的作用下,被抵顶至第二管体62靠近所述真空吸盘体63的一端;第一弹簧67抵顶第二挡环板65,第二挡环板65带动第二管体复位。
上述技术方案的有益效果:通过上述结构的设计,本实施例中提供了吸盘机构6的具体结构,该结构适合对钣金件进行吸附;在非工作状态时,第二弹簧624抵顶着密封端子625,使得密封端子625始终位于第二管体62靠近所述真空吸盘体63的一端,这样车间内的灰尘、钣金件的切削碎屑等不会进入到吸盘机构6内,避免在第一管体61内积聚灰尘、碎屑,提高吸盘机构6的使用寿命;另外,第二管体62的内壁呈锥形,密封端子625也呈锥形的,这样密封端子625只要与第二管体62的内壁分离就可以通过空气,结构简单,方便制造。
在一个实施例中,所述密封端子625的周向外壁上设置有环形槽,所述环形槽内套接有弹性耐磨套626。
上述技术方案的工作原理:为了进一步提高密封端子625与第二管体62靠近所述真空吸盘体63的一端的密封性,在密封端子625的周向外壁上设置有环形槽,环形槽内套接有弹性耐磨套626,这样提高密封端子625的使用寿命。
上述技术方案的有益效果:通过上述结构的设计,在密封端子625的周向外壁上设置有环形槽,环形槽内套接有弹性耐磨套626,这样提高密封端子625的使用寿命。
在一个实施例中,所述第二连接块53由磁性座制成,并且该磁性座上设置有矩形框54,所述矩形框54上设置有电机55,所述电机55的输出轴与所述磁性座的恒磁铁旋转开关56连接。
上述技术方案的工作原理:需要调节吸盘架2的大小时,操作人员通过控制器驱动电机55,电机55驱动输出轴转动使得恒磁铁旋转开关56从开启状态转动至闭合状态,这样磁性座处于非磁性状态,与承载板3(承载板3为不锈钢材质的)之间没有了磁力。
当然,上述的第一连接块52、第三连接块72、第四连接块82也是由磁性座制成的,这样在调节整个吸盘架2的大小时,第一气杆51推到第一连接块52移动,第二气杆53推到第二连接块54移动,第三气杆71推动第三连接块72移动,第四气杆81推动第四连接块82移动,这样实现调节吸盘架2的大小。
上述技术方案的有益效果:通过上述结构的设计,本实施例中使用磁性座这一现有技术,在磁性座上加装了电机,使得可以自动化地控制磁性座的磁力,使得第一连接块、第二连接块、第三连接块、第四连接块和与承载板牢固地连接,适合用于吸盘架的大小调节,使得结构简单成本低。
在一个实施例中,还包括:
控制器,所述控制器与所述机械臂本体1、第一可动吸盘组5、第二可动吸盘组9、第三可动吸盘组7、第四可动吸盘组8、所述电机56电连接,所述控制器内设置有控制电路,所述控制电路包括电阻R1-R7、放大器F1-F2、NPN双极型晶体管Q1-Q2、电容C1-C2以及二极管D;
电阻R6的一端与电容C2的一端、放大器F2的正向输入端连接,电阻R7的一端与电容C2的另一端、放大器F2的反向输入端连接,放大器F2的输出端与电阻R5的一端连接,放大器F2的反向输入端与二极管D的阳极连接;
NPN双极型晶体管Q1的基极与电阻R5的另一端连接,发射极与二极管D的阴极、电阻R4、电容C1的一端连接,集电极与电阻R2的一端连接,电阻R2的另一端与放大器F1的正向输入端、电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端与参考地GND连接,放大器F1的反向输入端与电阻R3的一端连接,电阻R3的另一端、放大器F1的输出端与NPN双极型晶体管Q2的基极连接,NPN双极型晶体管Q2的发射极与电阻R4的另一端,集电极与电容C2的另一端连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果:操作人员使用控制器驱动机械臂本体1,以及吸盘架2,具体地,机械臂本体1带动吸盘架2至钣金件处,将吸盘架抵顶在钣金件上,吸盘架2上的第一可动吸盘组5、第二可动吸盘组9、第三可动吸盘组7、第四可动吸盘组8可以将钣金件(未示出)吸附住;在控制器中设计了控制电路,该控制电路能够实现电路的主动的补偿,稳定功率,使得本发明中的自动化钣金机器人的工作功率能够稳定,不发生巨变,从而起到保护自动化钣金机器人的作用;控制器中包括电阻R1-R7、放大器F1-F2、NPN双极型晶体管Q1-Q2、电容C1-C2以及二极管D等较少的元器件就可以很定功率,使得适用性极强。
需要说明的是,上述的第一气杆51、第二气杆53、第三气杆71以及第四气杆81也可以改为液压缸、直线电机、丝杠螺母等能伸缩的装置,其具体原理不在赘述。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。