CN111573260B - 一种花键轴输送机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能机器人领域，具体是涉及一种花键轴输送机器人，包括：输送机构，用于输送花键轴；搬运机构，用于将花键轴从输送机构移动到加工工位或者从加工工位移动到输送机构上；所述搬运机构包括用以起支撑作用的龙门架和通过滑台组件可移动地悬挂在所述龙门架上的夹爪总成，所述夹爪总成在滑台组件的带动下至少能够在XZ方向所限定的竖直平面内移动，所述夹爪总成包括：连接杆，其上端悬挂在滑台组件的输出端上且沿着Z轴方向延伸；第一顶板，固定在所述连接杆的下端；至少一组夹爪气缸，用于夹取所述花键轴，其固定在所述第一顶板的下表面，每组夹爪气缸沿着平行于被夹持的花键轴的轴线方向排列，所述夹爪气缸的缸体固定在第一顶板的下表面，夹爪气缸的夹爪朝向下设置，每个夹爪气缸具有两个夹爪。该机器人能够实现花键轴的自动传输。

Description

一种花键轴输送机器人
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，具体是涉及一种花键轴输送机器人。
背景技术
花键轴是机械传动一种，和平键、半圆键、斜键作用一样，都是传递机械扭矩的，在轴的外表有纵向的键槽，套在轴上的旋转件也有对应的键槽，可保持跟轴同步旋转。在旋转的同时，有的还可以在轴上作纵向滑动，如变速箱换档齿轮等。在实际加工过程中，由人工搬运费时费力，且安全系数低，现需一种花键轴自动上卸料搬运机器人用以提高安全效率和安全系数。
中国专利CN201420767857.1公开了一种轮毂五轴搬运机器人，X轴驱动系统安装于桁架上，Y轴驱动系统通过XY轴联接板横跨安装在X轴驱动系统上，Z轴驱动系统通过YZ轴联接板竖直安装在Y轴驱动系统；X轴驱动系统、Y轴驱动系统与Z轴驱动系统相互正交，构成XYZ直角坐标机器人；在Z轴驱动系统的底部依次设置C轴驱动系统与A轴驱动系统，C轴驱动系统与A轴驱动系统之间通过CA轴联接法兰联接，A轴驱动系统的输出轴连接夹持机械手。
该装置不适用于花键轴的自动上卸料搬运。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种花键轴输送机器人，该技术方案解决了花键轴自动上卸料搬运的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种花键轴输送机器人，包括：
输送机构，用于输送花键轴；
搬运机构，用于将花键轴从输送机构移动到加工工位或者从加工工位移动到输送机构上；其特征在于，所述搬运机构包括用以起支撑作用的龙门架和通过滑台组件可移动地悬挂在所述龙门架上的夹爪总成，所述夹爪总成在滑台组件的带动下至少能够在XZ方向所限定的竖直平面内移动，所述夹爪总成包括：
连接杆，其上端悬挂在滑台组件的输出端上且沿着Z轴方向延伸；
第一顶板，固定在所述连接杆的下端；
至少一组夹爪气缸，用于夹取所述花键轴，其固定在所述第一顶板的下表面，每组夹爪气缸沿着平行于被夹持的花键轴的轴线方向排列，所述夹爪气缸的缸体固定在第一顶板的下表面，夹爪气缸的夹爪朝向下设置，每个夹爪气缸具有两个夹爪。
优选地，所述夹爪气缸具有两组，两组夹爪气缸沿着垂直于被夹持的花键轴的轴线的方向排列，两组夹爪气缸之间采用隔板隔开，两组夹爪气缸对称设置且对称平面垂直于被夹持在夹爪中的花键轴。
优选地，还包括设置在所述第一顶板的上表面且对应每组夹爪气缸的位置处，所述定位器包括：
定位架，设置在第一顶板上；
转轮，可上下移动且可旋转地支撑在定位架上；
位移传感器，设置在定位架上且能够检测转轮的高度是否发生变化，所述位移传感器与控制器电连接，且所述控制器能够控制滑台组件的来回移动。
优选地，所述定位架包括安装在第一顶板上的第一底板、支撑在第一底板一侧的第一立板以及支撑在第一立板的上侧的第二顶板，所述第二顶板位于第一底板的正上方且平行于第一底板，第二顶板和第一底板均垂直于第一立板，第一底板、第一立板以及第二顶板构成了截面呈U型的结构，并且第一立板形成了U型的底，两组定位器的U型的开口相对，所述转轮的两端分别通过升降杆可旋转地支撑在第二顶板上，所述转轮的旋转轴线平行于被夹持在对应的夹爪气缸上的花键轴。
优选地，升降杆下端穿过第二顶板且可相对第二顶板上下移动，在所述升降杆的下端设置有第一限位圈，所述第一限位圈能够防止升降杆在向上移动的过程中穿出第二顶板，所述升降杆的上端设置有固定块，所述转轮的两端可旋转地设置在对应的固定块上，在所述升降杆上套设有弹簧，所述弹簧的上端固定在升降杆上，下端支撑在第二顶板上，且所述弹簧始终处于被压缩的状态。
优选地，还包括引导架，所述引导架包括：
安装架；
水平导轨，支撑在安装架上且沿着输送方向延伸；
倾斜导轨，支撑在水平导轨的一端且向上倾斜，所述水平导轨和倾斜导轨均呈U型且U型的开口朝下，所述U型的槽宽等于或者略大于转轮的长度。
优选地，所述引导架设置在输送机构的靠近搬运机构的一端，所述水平导轨的远离倾斜导轨的一端位于输送机构的靠近搬运机构的一端的正上方，在所述水平导轨的背离倾斜导轨的一端设置有第二立板，在所述第二立板上设置有到位传感器，所述到位传感器与控制器电连接，在所述第一立板朝向第二立板的一侧设置有缓冲器，所述控制器能够根据缓冲器是否触碰到到位传感器来判断所述搬运机构是否到位。
优选地，还包括设置在输送机构的靠近引导架的一端的花键轴举升装置，所述花键轴举升装置包括分别通过安装板安装在U型板的两侧的两双轴气缸、分别连接在对应的双轴气缸的气缸杆上的两L型板以及安装在每个L型板的竖直部分的上端的两第二燕尾块，沿着输送方向观察时，两第二燕尾块位于U型板的内侧。
优选地，在其中一个所述L型板的靠近第二燕尾块的位置处设置有与控制器电连接的光敏传感器，所述光敏传感器的检测端朝上检测。
优选地，所述搬运机器人还包括校正架，所述校正架包括位于U型板的两侧的直板，两直板竖向设置且两之间之间的距离略大于花键轴的长度，在两直板的靠近花键轴的上料位置的一端分别设置有校正板，所述校正板沿着输送的方向逐渐靠近。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果是：
本发明能够实现花键轴的自动上下料；并且设置有定位器和引导架能够准确地实现上料和下料。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的上料机构的立体图；
图3为本发明的上料机构的俯视图；
图4为本发明的上料机构的侧视图；
图5为本发明的花键轴举升装置的立体图；
图6为本发明的机器人本体的立体图；
图7为本发明的夹爪总装的立体图；
图8为本发明的第一定位器的立体图；
图9为本发明的第一引导架的立体图一；
图10为本发明的第一引导架的立体图二。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图10所示的一种花键轴100输送机器人，包括用于输送花键轴100的输送机构1和用以将花键轴从输送机构1移动到加工工位或者从加工工位移动到输送机构1上的搬运机构2。
所述输送机构1包括开口朝上的U型板1c、沿着输送方向可旋转地设置U型板1c两端的传动轴1d、位于U型板1c内且位于每个传动轴1d两端的皮带轮1e和用以分别将两个传动轴1d上的对应皮带轮1e传动连接的皮带1f，在每个皮带1f上设置有第一燕尾块1a1，每个第一燕尾块1a1的槽口朝向背离皮带1f的一侧，这样当第一燕尾块1a1移动到皮带1e的上方时，槽口朝上，进而起到与花键轴100固定的作用。两条皮带1e上的第一燕尾块1a1一一对齐，为了防止由于皮带打滑而造成第一燕尾块1a无法对齐，可以采用内圈带齿的皮带，皮带轮1e也采用与皮带上的齿啮合的齿轮。所述输送机构1还包括与其中一个传动轴1d传动连接的输送电机1a，通过控制输送电机1a的旋转能够实现对花键轴100的输送。当第一燕尾块1a1移动到位于皮带1f的上方时，所述第一燕尾块1a1的最低处高于U型板的最高处，所述花键轴100的长度大于U型板1c的宽度。
所述搬运机构2包括用以起支撑作用的龙门架2a和通过滑台组件2b可移动地悬挂在所述龙门架2a上的夹爪总成2e，所述夹爪总成2e在滑台组件2b的带动下至少能够在XZ方向上移动，XZ方向限定一竖直平面。
所述夹爪总成2e包括上端悬挂在滑台组件2b的输出端上且沿着Z轴方向延伸的连接杆2c、固定在所述连接杆2c的下端的第一顶板2e1以及固定在所述第一顶板2e1的下表面的至少一组夹爪气缸2e3，每组夹爪气缸2e3沿着平行于被夹持的花键轴100的轴线方向排列，所述夹爪气缸2e3的缸体固定在第一顶板2e1的下表面，夹爪气缸2e3的夹爪朝向下设置，每个夹爪气缸2e3具有两个夹爪2e4，两个夹爪2e4用以夹持花键轴100的一侧表面设置有防滑条2e5。
进一步，所述夹爪气缸2e3具有两组，两组夹爪气缸2e3沿着垂直于被夹持的花键轴100的轴线的方向排列，两组夹爪气缸2e3之间采用隔板2e2隔开，两组夹爪气缸2e3对称设置且对称平面垂直于被夹持在夹爪2e4中的花键轴100。
在所述第一顶板2e1的上表面且对应每组夹爪气缸2e3的位置处设置有定位器4，所述定位器4包括定位架、可上下移动且可旋转地支撑在定位架上的转轮4f以及设置在定位架上且能够检测转轮4f的高度是否发生变化的位移传感器4g，所述位移传感器4g与控制器电连接，且所述控制器能够控制滑台组件的来回移动。
所述定位架包括安装在第一顶板2e1上的第一底板4a、支撑在第一底板4a一侧的第一立板4b以及支撑在第一立板4b的上侧的第二顶板4c，所述第二顶板4c位于第一底板4a的正上方且平行于第一底板4a，第二顶板4c和第一底板4a均垂直于第一立板4b，第一底板4a、第一立板4b以及第二顶板4c构成了截面呈U型的结构，并且第一立板4b形成了U型的底，两组定位器4的U型的开口相对。
所述转轮4f的两端分别通过升降杆4d支撑在第二顶板4c上，升降杆4d下端穿过第二顶板4c且可相对第二顶板4c上下移动，在所述升降杆4d的下端设置有第一限位圈4d2，所述第一限位圈4d2能够防止升降杆4d在向上移动的过程中穿出第二顶板4c。所述升降杆4d的上端设置有固定块4e，所述转轮4f的两端可旋转地设置在对应的固定块4e上，所述转轮4f的旋转轴线平行于被夹持在对应的夹爪气缸2e3上的花键轴100。在所述升降杆4d上套设有弹簧4h，所述弹簧4h的上端固定在升降杆4d上，下端抵靠在第二顶板4c上。
所述位移传感器4g设置在第二顶板4c上且位于转轮4f的正下方，其检测端朝向上方，当转轮4f相对第二顶板4c上下移动时，控制器能够通过位移传感器4g检测到转轮4f的变化。
进一步，所述搬运机器人还包括引导架6，所述引导架6包括安装架6a、支撑在安装架6a上的沿着输送方向延伸的水平导轨6c以及支撑在水平导轨6c的一端且向上倾斜的倾斜导轨6b，所述水平导轨6c和倾斜导轨6b均呈U型且U型的开口朝下，所述U型的槽宽等于或者略大于转轮4f的长度以便于转轮4f能够限位在U型的U型槽内。在所述水平导轨6c和倾斜导轨6b上设置有用以避让连接杆2c的避让槽。
所述引导架6设置在输送机构1的靠近搬运机构2的一端，所述水平导轨6c的远离倾斜导轨6b的一端位于输送机构1的靠近搬运机构2的一端的正上方，当需要取件时，滑台组件首先带着夹爪总成2e向着引导架6移动，当转轮4f首先与倾斜导轨6b接触，当转轮4f在倾斜导轨6b的作用下向下移动，说明夹爪总成2e的还没有下降到需要的高度，控制器控制滑台组件一边沿着X方向向输送机构1移动，一边沿Z方向向下移动直到转轮4f不再接触倾斜导轨6b，当移动到对应水平导轨6c的位置处且位移传感器4g检测的数据为转轮4f不受外力时的数据，说明转轮4f已经移动到取件时需要的高度，此时不再沿着Z向向下移动，继续沿着X方向向着输送机构1的方向移动。在所述水平导轨6c的背离倾斜导轨6b的一端设置有第二立板6d，在所述第二立板6d上设置有到位传感器6e，所述到位传感器6e与控制器电连接，在所述第一立板4b朝向第二立板6d的一侧设置有缓冲器4b1，当缓冲器4b1碰到到位传感器6e时，说明夹爪总成2e已经到位，此时可以夹取花键轴100。在将夹爪上的花键轴放回到输送机构1时，过程与上述过程一致，只是在到位后，一个是将打开的夹爪夹紧，一个是将原本夹紧的夹爪松开。
为了便于夹爪总成2e从输送机构1夹取花键轴100或者将花键轴100放到输送机构1上，在输送机构1的靠近引导架6的一端设置有花键轴举升装置1b。所述花键轴举升装置1b包括分别通过安装板1b1安装在U型板1c的两侧的两双轴气缸1b2、分别连接在对应的双轴气缸1b2的气缸杆上的两L型板1b3以及安装在每个L型板1b3的竖直部分的上端的两第二燕尾块1b5，沿着输送方向观察时，两第二燕尾块1b5位于U型板1c的内侧，当输送机构1上的花键轴100移动到两第二燕尾块1b5的正上方时，两双轴气缸1b2缩回以带动第二燕尾块1b5向上移动，在向上移动的过程中同时将花键轴100顶起并且定到位于其上方的夹爪总成2e的夹爪内，然后夹爪夹紧花键轴100。之后，双轴气缸1b2伸缩，带动两第二燕尾块1b5下降到低于处于输送过程中的花键轴100的高度。通过花键轴举升装置1b并与夹爪总成2e夹取或者放回花键轴100。
当输送过程中的花键轴100移动到对应花键轴的位置处时，输送机构1停止输送，直到花键轴举升装置1b完成整个举升动作并回到原位后，输送机构1再继续进行输送。为了能够判断花键轴100是否移动到花键轴举升装置1b的正上方，在其中一个所述L型板1b3的靠近第二燕尾块1b5的位置处设置有与控制器电连接的光敏传感器1b6，所述光敏传感器1b6的检测端朝上检测，这样当花键轴100移动到光敏传感器1b6的正上方时，控制器便可以接收到光敏传感器1b6的信号，然后控制输送机构1停止工作。而对于需要将花键轴100放回到输送机构1上时，由于需要放置的第一燕尾块1a1上没有花键轴100，此时，可以在U型板1c的一侧设置有光敏传感器，光敏传感器设置在花键轴向输送机构上料的位置处用以检测第一燕尾块1a1是否达到上料的位置。当然，光敏传感器1b6和用以检测第一燕尾块1a1是否到位的光敏传感器可以同时使用，即在对应同一个引导架6的位置处同时设置这两个光敏传感器。
进一步，所述搬运机器人还包括校正架8，所述校正架8包括位于U型板1c的两侧的直板8c，两直板8c竖向设置且两之间8c之间的距离略大于花键轴100的长度。在两直板8c的靠近花键轴100的上料位置的一端分别设置有校正板8b，所述校正板8b沿着输送的方向逐渐靠近，这样能够使花键轴100的位置尽可能的对齐。
该机器人在使用中，可以同时具有多个搬运机构和输送机构，构成一个流水线，以将花键轴输送到不同的工位上进行加工。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种花键轴输送机器人，包括：
输送机构，用于输送花键轴；
搬运机构，用于将花键轴从输送机构移动到加工工位或者从加工工位移动到输送机构上；其特征在于，所述搬运机构包括用以起支撑作用的龙门架和通过滑台组件可移动地悬挂在所述龙门架上的夹爪总成，所述夹爪总成在滑台组件的带动下至少能够在XZ方向所限定的竖直平面内移动，所述夹爪总成包括：
连接杆，其上端悬挂在滑台组件的输出端上且沿着Z轴方向延伸；
第一顶板，固定在所述连接杆的下端；
至少一组夹爪气缸，用于夹取所述花键轴，其固定在所述第一顶板的下表面，每组夹爪气缸沿着平行于被夹持的花键轴的轴线方向排列，所述夹爪气缸的缸体固定在第一顶板的下表面，夹爪气缸的夹爪朝向下设置，每个夹爪气缸具有两个夹爪，所述夹爪气缸具有两组，两组夹爪气缸沿着垂直于被夹持的花键轴的轴线的方向排列，两组夹爪气缸之间采用隔板隔开，两组夹爪气缸对称设置且对称平面垂直于被夹持在夹爪中的花键轴；
所述花键轴输送机器人还包括设置在所述第一顶板的上表面且对应每组夹爪气缸的位置处的定位器，所述定位器包括：
定位架，设置在第一顶板上；
转轮，可上下移动且可旋转地支撑在定位架上；
位移传感器，设置在定位架上且能够检测转轮的高度是否发生变化，所述位移传感器与控制器电连接，且所述控制器能够控制滑台组件的来回移动；
所述定位架包括安装在第一顶板上的第一底板、支撑在第一底板一侧的第一立板以及支撑在第一立板的上侧的第二顶板，所述第二顶板位于第一底板的正上方且平行于第一底板，第二顶板和第一底板均垂直于第一立板，第一底板、第一立板以及第二顶板构成了截面呈U型的结构，并且第一立板形成了U型的底，两组定位器的U型的开口相对，所述转轮的两端分别通过升降杆可旋转地支撑在第二顶板上，所述转轮的旋转轴线平行于被夹持在对应的夹爪气缸上的花键轴。
2.根据权利要求1所述的一种花键轴输送机器人，其特征在于，升降杆下端穿过第二顶板且可相对第二顶板上下移动，在所述升降杆的下端设置有第一限位圈，所述第一限位圈能够防止升降杆在向上移动的过程中穿出第二顶板，所述升降杆的上端设置有固定块，所述转轮的两端可旋转地设置在对应的固定块上，在所述升降杆上套设有弹簧，所述弹簧的上端固定在升降杆上，下端支撑在第二顶板上，且所述弹簧始终处于被压缩的状态。
3.根据权利要求1所述的一种花键轴输送机器人，其特征在于，还包括引导架，所述引导架包括：
安装架；
水平导轨，支撑在安装架上且沿着输送方向延伸；
倾斜导轨，支撑在水平导轨的一端且向上倾斜，所述水平导轨和倾斜导轨均呈U型且U型的开口朝下，所述U型的槽宽等于或者略大于转轮的长度。
4.根据权利要求3所述的一种花键轴输送机器人，其特征在于，所述引导架设置在输送机构的靠近搬运机构的一端，所述水平导轨的远离倾斜导轨的一端位于输送机构的靠近搬运机构的一端的正上方，在所述水平导轨的背离倾斜导轨的一端设置有第二立板，在所述第二立板上设置有到位传感器，所述到位传感器与控制器电连接，在所述第一立板朝向第二立板的一侧设置有缓冲器，所述控制器能够根据缓冲器是否触碰到到位传感器来判断所述搬运机构是否到位。
5.根据权利要求4所述的一种花键轴输送机器人，其特征在于，所述输送机构包括开口朝上的U型板、沿着输送方向可旋转地设置U型板两端的传动轴、位于U型板内且位于每个传动轴两端的皮带轮和用以分别将两个传动轴上的对应皮带轮传动连接的皮带，在每个皮带上设置有第一燕尾块，每个第一燕尾块的槽口朝向背离皮带的一侧，两条皮带上的第一燕尾块一一对齐。
6.根据权利要求5所述的一种花键轴输送机器人，其特征在于，还包括设置在输送机构的靠近引导架的一端的花键轴举升装置，所述花键轴举升装置包括分别通过安装板安装在U型板的两侧的两双轴气缸、分别连接在对应的双轴气缸的气缸杆上的两L型板以及安装在每个L型板的竖直部分的上端的两第二燕尾块，沿着输送方向观察时，两第二燕尾块位于U型板的内侧。
7.根据权利要求6所述的一种花键轴输送机器人，其特征在于，还包括校正架，所述校正架包括位于U型板的两侧的直板，两直板竖向设置且两直板之间的距离略大于花键轴的长度，在两直板的靠近花键轴的上料位置的一端分别设置有校正板，所述校正板沿着输送的方向逐渐靠近。
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