CN111038962A - 一种用于动车零部件加工的流水线机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于动车零部件加工的流水线机器人，包括工作台、控制器、加工机构、两个运输机构和若干支脚，运输机构包括传送带和运输组件，运输组件包括第一电机、气缸、伸缩单元、连接块和机械爪，加工机构包括固定框和若干加工装置，加工装置包括加工组件和固定组件，固定组件包括加工台、密封管、密封板、升降单元、支架和若干液压缸，该用于动车零部件加工的流水线机器人通过运输机构方便将待加工的零部件运输至加工机构的不同位置，并利用加工机构中的多个加工装置同时进行加工处理，提高加工效率，并且在加工前，首先对零部件进行固定，防止加工过程中零部件发生偏移抖动造成加工质量的降低，如此，提高了成品率和设备的实用性。

Description

一种用于动车零部件加工的流水线机器人
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，特别涉及一种用于动车零部件加工的流水线机器人。
背景技术
智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。由此也可知，智能机器人至少要具备三个要素：感觉要素，反应要素和思考要素。目前随着智能机器人技术的发展，智能机器人已普遍应用于车间流水线的生产，特别是在一些动车零部件生产加工的车间，用以替代人工完成零件的高效生产加工。
但是现有的流水线机器人在对动车零部件进行加工时，通常未经固定对零件进行加工，在加工过程中，零部件容易发生偏移抖动，造成零部件的加工精度降低，次品率提高，不仅如此，在加工过程中，智能机器人生产加工过程中，仅能同时对一个零部件进行加工处理，导致加工效率降低，使得现有的零部件加工生产用流水线机器人实用性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于动车零部件加工的流水线机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于动车零部件加工的流水线机器人，包括工作台、控制器、加工机构、两个运输机构和若干支脚，所述支脚固定在工作台的上方，所述控制器固定在工作台的上方，所述控制器内设有PLC，两个运输机构分别位于工作台的两端的上方，所述加工机构位于两个运输机构之间；
所述运输机构包括传送带和运输组件，所述运输组件位于传送带的靠近加工机构的一端，所述传送带设置在工作台的上方，所述运输组件包括第一电机、气缸、伸缩单元、连接块和机械爪，所述第一电机固定在工作台的上方，所述第一电机与气缸的缸体的底部固定连接，所述气缸的气杆的顶端通过伸缩单元与连接块连接，所述机械爪固定在连接块的下方，所述传送带、第一电机、气缸和机械爪均与PLC电连接；
所述加工机构包括固定框和若干加工装置，所述固定框的形状为U形，所述固定框的两端固定在工作台的上方，所述加工装置均与分布在工作台上，所述加工装置包括加工组件和固定组件，所述加工组件设置在固定框内的顶部，所述加工组件与PLC电连接；
所述固定组件包括加工台、密封管、密封板、升降单元、支架和若干液压缸，所述液压缸的下方密封管固定在工作台的下方，所述密封板的外周与密封管的内壁固定连接，所述支架的形状为U形，所述支架的两端固定在工作台的下方，所述密封板通过升降单元与支架内的底部连接，所述液压缸周向均匀分布在加工台的上方，所述液压缸的液压杆的靠近加工台的轴线的一侧设有夹板，所述密封管与液压缸的缸体连通，所述加工台的下方设有若干限位单元。
作为优选，为了控制连接块平移，所述伸缩单元包括横杆、横管、第二电机、驱动杆和从动杆，所述横杆的一端固定在气缸的气杆的顶端，所述横杆的另一端设置在横管内，所述连接块固定在横管的下方，所述第二电机固定在横杆的下方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与驱动杆传动连接，所述驱动杆通过从动杆与横管铰接。
作为优选，为了带动密封板升降移动，所述升降单元包括第三电机、丝杆、升降块和两个滑动单元，所述第三电机固定在支架内的底部，所述第三电机固定在支架内的底部，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与丝杆的底端传动连接，所述丝杆的顶端设置在升降块内，所述升降块固定在密封板的下方，所述升降块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述升降块的两侧分别通过两个滑动单元与支架的两侧连接。
作为优选，为了实现升降块的稳定升降移动，所述滑动单元包括滑块和滑道，所述滑道固定在支架的内壁上，所述滑块与滑道滑动连接，所述滑块与升降块固定连接。
作为优选，为了进一步保证升降块移动的稳定性，所述滑道为燕尾槽。
作为优选，为了避免丝杆锈蚀，所述丝杆上设有防腐镀锌层。
作为优选，为了防止密封板脱离密封管，所述密封板的下方设有若干限位块，所述限位块周向均匀分布在密封管的管口的内壁上。
作为优选，为了限制加工台的移动，所述限位单元包括限位杆、凸块和弹簧，所述凸块通过限位杆固定在工作台的下方，所述工作台套设在限位杆上，所述弹簧的两端分别与凸块和工作台连接，所述弹簧处于压缩状态。
作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。
作为优选，为了方便设备的移动，所述支脚的底端设有万向轮。
本发明的有益效果是，该用于动车零部件加工的流水线机器人通过运输机构方便将待加工的零部件运输至加工机构的不同位置，并利用加工机构中的多个加工装置同时进行加工处理，提高加工效率，并且在加工前，首先对零部件进行固定，防止加工过程中零部件发生偏移抖动造成加工质量的降低，如此，提高了成品率和设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于动车零部件加工的流水线机器人的结构示意图；
图2是本发明的用于动车零部件加工的流水线机器人的运输组件的结构示意图；
图3是本发明的用于动车零部件加工的流水线机器人的加工机构的结构示意图；
图4是本发明的用于动车零部件加工的流水线机器人的固定组件的结构示意图；
图中：1.工作台，2.控制器，3.支脚，4.传送带，5.第一电机，6.气缸，7.连接块，8.机械爪，9.固定框，10.加工组件，11.加工台，12.密封管，13.密封板，14.支架，15.液压缸，16.夹板，17.横杆，18.横管，19.第二电机，20.驱动杆，21.从动杆，22.第三电机，23.丝杆，24.升降块，25.滑块，26.滑道，27.限位块，28.限位杆，29.凸块，30.弹簧，31.万向轮。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于动车零部件加工的流水线机器人，包括工作台1、控制器2、加工机构、两个运输机构和若干支脚3，所述支脚3固定在工作台1的上方，所述控制器2固定在工作台1的上方，所述控制器2内设有PLC，两个运输机构分别位于工作台1的两端的上方，所述加工机构位于两个运输机构之间；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
该流水线机器人中，通过支脚3固定支撑工作台1，使用该设备对动车零部件进行加工处理器时，操作人员可通过控制器2进行操作，控制设备运行，由工作台1一端的运输机构负责将零部件放入到加工机构中，通过加工机构进行加工处理后，再通过另一个运输机构将加工完毕的零件输出。
如图1-2所示，所述运输机构包括传送带4和运输组件，所述运输组件位于传送带4的靠近加工机构的一端，所述传送带4设置在工作台1的上方，所述运输组件包括第一电机5、气缸6、伸缩单元、连接块7和机械爪8，所述第一电机5固定在工作台1的上方，所述第一电机5与气缸6的缸体的底部固定连接，所述气缸6的气杆的顶端通过伸缩单元与连接块7连接，所述机械爪8固定在连接块7的下方，所述传送带4、第一电机5、气缸6和机械爪8均与PLC电连接；
运输机构中，将待加工的零部件放置在其中一个运输机构的传送带4上，传送带4转动零部件移动后，通过运输组件进行夹取，放置在加工机构上，而后利用加工机构进行加工，在加工后，由另一个运输机构的运输组件夹持加工完毕后的零部件，并将其放置在传送带4上，通过传送带4转动，将加工完成的零件输送到生产线上。在运输组件中，通过气缸6启动，带动气杆升降移动，气杆通过伸缩单元带动连接块7升降移动，便于机械爪8升降移动，利用伸缩单元带动机械爪8平移，改变机械爪8的水平位置，便于机械爪8抓取货物，在抓取完毕后，PLC控制第一电机5启动，带动第一气缸6的缸体转动，可将传送带4上待加工的零件放置在加工机构上，也可将加工机构上已加工完毕的零件放置在传送带4上输送到生产线上，在运输组件的伸缩单元中，通过调节机械爪8的水平位置，可调节机械爪8的抓取位置和零部件的放置位置，便于将待加工的各个零件放置在加工机构中不同加工装置的工作台1上，利用多个加工组件10同时进行加工处理，提高生产加工效率。
如图3-4所示，所述加工机构包括固定框9和若干加工装置，所述固定框9的形状为U形，所述固定框9的两端固定在工作台1的上方，所述加工装置均与分布在工作台1上，所述加工装置包括加工组件10和固定组件，所述加工组件10设置在固定框9内的顶部，所述加工组件10与PLC电连接；
所述固定组件包括加工台11、密封管12、密封板13、升降单元、支架14和若干液压缸15，所述液压缸15的下方密封管12固定在工作台1的下方，所述密封板13的外周与密封管12的内壁固定连接，所述支架14的形状为U形，所述支架14的两端固定在工作台1的下方，所述密封板13通过升降单元与支架14内的底部连接，所述液压缸15周向均匀分布在加工台11的上方，所述液压缸15的液压杆的靠近加工台11的轴线的一侧设有夹板16，所述密封管12与液压缸15的缸体连通，所述加工台11的下方设有若干限位单元。
加工机构由固定框9和多个加工装置同时构成，利用多个加工装置方便放置并紧固零部件的位置，便于对多个零件同时进行加工处理，提高生产效率。当机械爪8将夹持的零件放置在加工台11上后，PLC控制支架14上的升降单元启动，带动密封板13在密封管12内向上移动，密封管12内存放液压油，使得液压油输送至液压缸15的缸体内，推动夹板16向加工台11的中心处靠近移动，通过多个夹板16同时靠近移动，使得夹板16将零部件禁锢在加工台11的上方，而后升降单元继续带动密封板13向上移动，从而使得密封板13带动加工台11向上移动，同时加工组件10启动，对下方的零部件进行加工处理，由于加工时通过夹板16已经预先将零部件固定在加工台11的上方，从而避免了加工处理时因零部件的抖动造成加工质量降低和次品率提高的问题，在加工完毕后，PLC控制升降单元带动密封板13向下移动，使得加工台11和工件向下移动，而后液压缸15内的液压油回到密封管12内，夹板16脱离加工台11，方便运输组件夹持加工完毕的零部件放在传送带4上，运输至生产线的其他加工工序中。
如图2所示，所述伸缩单元包括横杆17、横管18、第二电机19、驱动杆20和从动杆21，所述横杆17的一端固定在气缸6的气杆的顶端，所述横杆17的另一端设置在横管18内，所述连接块7固定在横管18的下方，所述第二电机19固定在横杆17的下方，所述第二电机19与PLC电连接，所述第二电机19与驱动杆20传动连接，所述驱动杆20通过从动杆21与横管18铰接。
PLC控制第二电机19启动，带动驱动杆20转动，驱动杆20通过从动杆21作用在横管18上，使得横管18沿着横杆17的轴线进行平移，进而带动连接块7移动。
如图4所示，所述升降单元包括第三电机22、丝杆23、升降块24和两个滑动单元，所述第三电机22固定在支架14内的底部，所述第三电机22固定在支架14内的底部，所述第三电机22与PLC电连接，所述第三电机22与丝杆23的底端传动连接，所述丝杆23的顶端设置在升降块24内，所述升降块24固定在密封板13的下方，所述升降块24的与丝杆23的连接处设有与丝杆23匹配的螺纹，所述升降块24的两侧分别通过两个滑动单元与支架14的两侧连接。
PLC控制第三电机22启动，带动丝杆23旋转，丝杆23通过螺纹作用在升降块24上，使得升降块24在两个滑动单元的限位作用下，沿着丝杆23的轴线方向进行升降移动，进而带动密封板13升降移动。
作为优选，为了实现升降块24的稳定升降移动，所述滑动单元包括滑块25和滑道26，所述滑道26固定在支架14的内壁上，所述滑块25与滑道26滑动连接，所述滑块25与升降块24固定连接。
利用固定在支架14上的滑道26，固定了滑块25的移动方向，由于滑块25与升降块24固定连接，便于实现升降块24的稳定升降移动。
作为优选，为了进一步保证升降块24移动的稳定性，所述滑道26为燕尾槽。由于滑道26为燕尾槽，使得滑块25无法脱离滑道26，滑块25可在滑道26内进行稳定的滑动，便于保证升降块24升降移动的稳定性。
作为优选，为了避免丝杆23锈蚀，所述丝杆23上设有防腐镀锌层。利用防腐镀锌层防止丝杆23与控制中的水分接触而发生锈蚀，保证了丝杆23与升降块24之间稳定的传动关系。
作为优选，为了防止密封板13脱离密封管12，所述密封板13的下方设有若干限位块27，所述限位块27周向均匀分布在密封管12的管口的内壁上。
利用限位块27限制了密封板13在密封管12内的移动范围，防止密封板13向下移动时，脱离密封管12。
作为优选，为了限制加工台11的移动，所述限位单元包括限位杆28、凸块29和弹簧30，所述凸块29通过限位杆28固定在工作台1的下方，所述工作台1套设在限位杆28上，所述弹簧30的两端分别与凸块29和工作台1连接，所述弹簧30处于压缩状态。
利用限位杆28固定了加工台11的移动方向，使得密封管12带动加工台11移动时，加工台11沿着限位杆28的轴线升降移动，通过凸块29防止限位杆28脱离工作台1，利用压缩状态的弹簧30作用在凸块29上，当密封板13在密封管12内向上移动时，首先将密封管12内的液压油输送进液压缸15的缸体内，使得夹板16抵靠在工件上，对工件固定后，再由向上移动的密封板13带动密封管12和加工台11向上移动。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机5的驱动力，所述第一电机5为直流伺服电机。
作为优选，为了方便设备的移动，所述支脚3的底端设有万向轮31。
该流水线机器人在使用时，通过其中一个运输机构将待加工的零部件输送靠近加工机构，利用运输组件可将待加工的零部件夹持，并放置在加工机构中的其中一个加工组件10的下方的加工台11上，通过固定组件首先带动零部件进行固定，再带动加工台11向上移动，利用加工组件10加工完毕后，再将加工台11向下移动，由另一个运输机构的运输组件夹持加工完毕的零件，并放在传送带4上将加工后的零部件运输到其他生产工序中，在加工时，通过多个加工组件10可对多个加工台11上的多个零部件进行加工处理，提高了加工效率，并在加工前固定零部件，防止因零部件的偏移抖动造成加工质量的降低，如此，提高了该流水线加工机器人的实用性。
与现有技术相比，该用于动车零部件加工的流水线机器人通过运输机构方便将待加工的零部件运输至加工机构的不同位置，并利用加工机构中的多个加工装置同时进行加工处理，提高加工效率，并且在加工前，首先对零部件进行固定，防止加工过程中零部件发生偏移抖动造成加工质量的降低，如此，提高了成品率和设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，包括工作台(1)、控制器(2)、加工机构、两个运输机构和若干支脚(3)，所述支脚(3)固定在工作台(1)的上方，所述控制器(2)固定在工作台(1)的上方，所述控制器(2)内设有PLC，两个运输机构分别位于工作台(1)的两端的上方，所述加工机构位于两个运输机构之间；
所述运输机构包括传送带(4)和运输组件，所述运输组件位于传送带(4)的靠近加工机构的一端，所述传送带(4)设置在工作台(1)的上方，所述运输组件包括第一电机(5)、气缸(6)、伸缩单元、连接块(7)和机械爪(8)，所述第一电机(5)固定在工作台(1)的上方，所述第一电机(5)与气缸(6)的缸体的底部固定连接，所述气缸(6)的气杆的顶端通过伸缩单元与连接块(7)连接，所述机械爪(8)固定在连接块(7)的下方，所述传送带(4)、第一电机(5)、气缸(6)和机械爪(8)均与PLC电连接；
所述加工机构包括固定框(9)和若干加工装置，所述固定框(9)的形状为U形，所述固定框(9)的两端固定在工作台(1)的上方，所述加工装置均与分布在工作台(1)上，所述加工装置包括加工组件(10)和固定组件，所述加工组件(10)设置在固定框(9)内的顶部，所述加工组件(10)与PLC电连接；
所述固定组件包括加工台(11)、密封管(12)、密封板(13)、升降单元、支架(14)和若干液压缸(15)，所述液压缸(15)的下方密封管(12)固定在工作台(1)的下方，所述密封板(13)的外周与密封管(12)的内壁固定连接，所述支架(14)的形状为U形，所述支架(14)的两端固定在工作台(1)的下方，所述密封板(13)通过升降单元与支架(14)内的底部连接，所述液压缸(15)周向均匀分布在加工台(11)的上方，所述液压缸(15)的液压杆的靠近加工台(11)的轴线的一侧设有夹板(16)，所述密封管(12)与液压缸(15)的缸体连通，所述加工台(11)的下方设有若干限位单元。
2.如权利要求1所述的用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，所述伸缩单元包括横杆(17)、横管(18)、第二电机(19)、驱动杆(20)和从动杆(21)，所述横杆(17)的一端固定在气缸(6)的气杆的顶端，所述横杆(17)的另一端设置在横管(18)内，所述连接块(7)固定在横管(18)的下方，所述第二电机(19)固定在横杆(17)的下方，所述第二电机(19)与PLC电连接，所述第二电机(19)与驱动杆(20)传动连接，所述驱动杆(20)通过从动杆(21)与横管(18)铰接。
3.如权利要求1所述的用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，所述升降单元包括第三电机(22)、丝杆(23)、升降块(24)和两个滑动单元，所述第三电机(22)固定在支架(14)内的底部，所述第三电机(22)固定在支架(14)内的底部，所述第三电机(22)与PLC电连接，所述第三电机(22)与丝杆(23)的底端传动连接，所述丝杆(23)的顶端设置在升降块(24)内，所述升降块(24)固定在密封板(13)的下方，所述升降块(24)的与丝杆(23)的连接处设有与丝杆(23)匹配的螺纹，所述升降块(24)的两侧分别通过两个滑动单元与支架(14)的两侧连接。
4.如权利要求3所述的用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，所述滑动单元包括滑块(25)和滑道(26)，所述滑道(26)固定在支架(14)的内壁上，所述滑块(25)与滑道(26)滑动连接，所述滑块(25)与升降块(24)固定连接。
5.如权利要求4所述的用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，所述滑道(26)为燕尾槽。
6.如权利要求3所述的用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，所述丝杆(23)上设有防腐镀锌层。
7.如权利要求1所述的用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，所述密封板(13)的下方设有若干限位块(27)，所述限位块(27)周向均匀分布在密封管(12)的管口的内壁上。
8.如权利要求1所述的用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，所述限位单元包括限位杆(28)、凸块(29)和弹簧(30)，所述凸块(29)通过限位杆(28)固定在工作台(1)的下方，所述工作台(1)套设在限位杆(28)上，所述弹簧(30)的两端分别与凸块(29)和工作台(1)连接，所述弹簧(30)处于压缩状态。
9.如权利要求1所述的用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，所述第一电机(5)为直流伺服电机。
10.如权利要求1所述的用于动车零部件加工的流水线机器人，其特征在于，所述支脚(3)的底端设有万向轮(31)。
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