CN111941060A - 机器人装配岛 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装配技术领域，具体地说是一种机器人装配岛，包括装配岛本体、旋转机构、第一机械臂、第二机械臂、机械臂升降机构和传输线，其中旋转机构设于装配岛本体中，所述旋转机构上设有安装立柱，两个机械臂升降机构安装于所述安装立柱上，第一机械臂和第二机械臂安装于不同机械臂升降机构上，在装配岛本体外侧设有传输线，且所述传输线端部置于所述装配岛本体中，在所述装配岛本体一侧设有工作台，在所述装配岛本体内设有物料架。本发明使机器人能够更好地配合人甚至替代人来执行装配作业任务，并可根据实际需要进行现场布局，布局灵活且占地小。

Description

机器人装配岛

技术领域

本发明涉及装配技术领域，具体地说是一种机器人装配岛。

背景技术

装配是产品制造过程中不可缺少的作业环节，实际上几乎所有的制造过程都可以被称为是广义的装配过程，在装配生产中，应用机器人来替代人去执行各种装配作业任务，是工业自动化发展的必然趋势，但是机器人技术还处于发展过程中，机器人的作业能力和作业方式与人的作业能力和作业方式之间还是存在着显著的不同，在这样的情况下，需要寻找一种恰当的结构形式来适应和突出机器人的特点和优势，使其能够更好地配合人或者替代人来执行装配作业任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人装配岛，使机器人能够更好地配合人甚至替代人来执行装配作业任务，并可根据实际需要进行现场布局，布局灵活且占地小。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种机器人装配岛，包括装配岛本体、旋转机构、第一机械臂、第二机械臂、机械臂升降机构和传输线，其中旋转机构设于装配岛本体中，所述旋转机构上设有安装立柱，两个机械臂升降机构安装于所述安装立柱上，第一机械臂和第二机械臂安装于不同机械臂升降机构上，在装配岛本体外侧设有传输线，且所述传输线端部置于所述装配岛本体中，在所述装配岛本体一侧设有工作台，在所述装配岛本体内设有物料架。

所述机械臂升降机构包括安装立座、升降座、升降驱动电机、丝杠和丝母，安装立座固设于所述安装立柱上，升降座与所述安装立座滑动连接，丝杠设于所述安装立座上，且所述丝杠通过所述升降驱动电机驱动旋转，与所述丝杠配合的丝母与所述升降座固连，机械臂安装于所述升降座上。

所述第一机械臂和第二机械臂结构相同，均包括第一旋转臂和第二旋转臂。

所述第一旋转臂包括第一旋转臂臂体和分设于所述第一旋转臂臂体两端的第一转动关节和第二转动关节，第一转动关节与对应的机械臂升降机构相连，第二转动关节与所述第二旋转臂相连，所述第一转动关节下侧设有第一旋转电机，且第一旋转臂臂体通过第一旋转电机驱动旋转，所述第二转动关节下侧设有第二旋转电机，且第二旋转臂通过所述第二旋转电机驱动旋转。

所述第二旋转臂包括第二旋转臂臂体、第三旋转电机和快换接头，第二旋转臂臂体一端与所述第二转动关节相连、另一端设有一安装座，所述第三旋转电机和快换接头均设置于所述安装座中，且所述快换接头通过第三旋转电机驱动旋转。

所述旋转机构包括底座、法兰座、回转腰部和旋转驱动机构，其中法兰座固装于底座上，回转腰部设置于所述法兰座中，机械臂升降机构设于所述回转腰部上，所述旋转驱动机构包括驱动电机、蜗轮和蜗杆，所述蜗轮固设于所述回转腰部下端，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，且所述蜗杆通过所述驱动电机驱动转动。

所述装配岛本体沿着垂直于地面方向看去呈正多边形结构。

所述装配岛本体上设有信息屏。

在所述工作台上侧设有辅助工具架。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明在装配岛本体内设有机器人，机器人一个机械臂将工件从传输线上转移至工作台上，另一机械臂将相应物料架上的工具工装或待装配的零件转移至工作台上，简单的装配作业可由两个机械臂通过系统程序控制配合直接在所述工作台上完成，较复杂的装配作业可由站在装配岛本体外侧的工人在所述工作台上操作完成，从而使机器人能够更好地配合人或者替代人来执行装配作业任务。

2、本发明的装配岛本体呈正多边形结构，这样所述装配岛本体的任一侧均可以与传输线衔接，并且可根据需要将多个装配岛本体通过传输线相连，布局灵活且可以大大减小占地面积。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为图1中本发明的内部结构俯视图，

图3为图2中的机械臂升降机构结构示意图，

图4为图2中的第一机械臂和第二机械臂结构示意图，

图5为图4中的第一旋转臂示意图，

图6为图5中的第一旋转臂内部结构示意图，

图7为图5中的A-A剖视图，

图8为图4中的第二旋转臂示意图，

图9为图1中的旋转机构示意图，

图10为图9旋转机构中的蜗轮蜗杆示意图，

图11为多个装配岛本体通过传输线连接时的示意图。

其中，1为旋转机构，101为底座，102为法兰座，103为回转腰部，104为直角减速机，105为驱动电机，106为蜗轮，107为蜗杆，2为装配岛本体，201为物料架，202为信息屏，3为第二机械臂，4为第一机械臂，5为传输线，6为工作台，601为辅助工具架，7为机械臂升降机构，701为升降驱动电机，702为第一丝杠固定座，703为升降滑轨，704为丝杠，705为升降座，706为第二丝杠固定座，707为安装立座，8为第一旋转臂，801为第一转动关节，802为第二转动关节，803为第二连接法兰，804为第一旋转电机，805为第二旋转电机，806为第一连接法兰，807为第一旋转臂臂体，808为旋转减速机，9为第二旋转臂，901为第三旋转电机，902为主动带轮，903为同步带，904为从动带轮，905为减速机，906为快换接头，907为机械臂连接法兰，908为第二旋转臂臂体，10为安装立柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～11所示，本发明包括装配岛本体2、旋转机构1、第一机械臂4、第二机械臂3、机械臂升降机构7和传输线5，其中旋转机构1设于装配岛本体2中，如图2所示，所述旋转机构1上设有一个安装立柱10，两个机械臂升降机构7安装于所述安装立柱10上，第一机械臂4和第二机械臂3分别安装于不同的机械臂升降机构7上，所述第一机械臂4和第二机械臂3通过所述旋转机构1驱动转动，并通过对应的机械臂升降机构7驱动升降，在装配岛本体2外侧设有传输线5，且所述传输线5端部置于所述装配岛本体2中，以使机械臂从传输线5上取放工件，在所述装配岛本体2一侧设有工作台6，在所述装配岛本体2内设有多个物料架201，所述物料架201用于承装工具工装或待装配的零件。装置工作时，工件通过传输线5送至装配岛本体2内，一个机械臂将工件从传输线5上转移至工作台6上，同时另一机械臂将相应物料架201上的工具工装或待装配的零件转移至所述工作台6上，相对简单的装配作业可由两个机械臂根据系统示教编程控制配合在所述工作台6上完成，所述机械臂示教编程控制为本领域公知技术，较复杂的装配作业可由站在装配岛本体2外侧的工人在所述工作台6上操作完成，工件装配完成后可通过机械臂转移至另一传输线5上送至下一工序装配岛，或者在装配岛本体2内设置一个箱体，装配好的工件通过机械臂送至所述箱体中。所述传输线5为本领域公知技术且为市购产品。

如图3所示，所述机械臂升降机构7包括安装立座707、升降座705、升降驱动电机701、丝杠704和丝母，所述安装立座707固设于所述安装立柱10上，所述升降座705与所述安装立座707滑动连接，在所述安装立座707上设有升降滑轨703，所述升降座705上设有与所述升降滑轨703配合的滑块，所述丝杠704两端分别通过第一丝杠固定座702和第二丝杠固定座706安装于所述安装立座707内，所述丝杠704通过所述升降驱动电机701驱动旋转，与所述丝杠704配合的丝母与所述升降座705固连，机械臂安装于所述升降座705上，并通过所述升降座705带动升降。

如图4所示，所述第一机械臂4和第二机械臂3结构相同，均包括第一旋转臂8和第二旋转臂9。

如图5～7所示，所述第一旋转臂8包括第一旋转臂臂体807和设置于所述第一旋转臂臂体807两端的第一转动关节801和第二转动关节802，在所述第一转动关节801的外侧设有与机械臂升降机构7中的升降座705相连的第一连接法兰806，在所述第二转动关节802外侧设有与第二旋转臂9相连的第二连接法兰803，所述第一转动关节801下侧设有第一旋转电机804，且所述第一转动关节801通过所述第一旋转电机804驱动旋转，并带动第一旋转臂臂体807旋转，所述第二转动关节802下侧设有第二旋转电机805，且所述第二转动关节802通过所述第二旋转电机805驱动旋转并带动所述第二旋转臂9旋转。如图6所示，在第一转动关节801和第二转动关节802内均设有旋转减速机808，所述第一旋转电机804和第二旋转电机805分别通过各自关节内的旋转减速机808传递转矩。

如图8所示，如图7所示，所述第二旋转臂9包括第二旋转臂臂体908、第三旋转电机901、传动机构、减速机905和快换接头906，在所述第二旋转臂臂体908一端设有与所述第一旋转臂8上的第二连接法兰803相连的机械臂连接法兰907，所述第二旋转臂臂体908的另一端设有一安装座，所述第三旋转电机901、传动机构、减速机905和快换接头906均设置于所述安装座中，其中所述快换接头906通过第三旋转电机901驱动旋转，且所述第三旋转电机901依次通过所述传动机构和减速机905传递转矩。本实施例中，所述传动机构为同步带传动机构，包括主动带轮902、同步带903和从动带轮904，其中主动带轮902与所述第三旋转电机901的输出轴固连，从动带轮904与所述减速机905的输入端固连，所述减速机905的输出端与所述快换接头906相连，所述快换接头906与取放商品的端拾器或手爪连接。本实施例中采用市场购买的通用端拾器或通用手爪夹取工件、工具工装或待安装的零件，所述快换接头906方便快速更换不同的端拾器或手爪，所述快换接头906为本领域公知技术。

如图9～10所示，所述旋转机构1包括底座101、法兰座102、回转腰部103和旋转驱动机构，其中法兰座102固装于底座101上，回转腰部103设置于所述法兰座102中，所述旋转驱动机构设置于所述底座101上，且所述回转腰部103通过所述旋转驱动机构驱动转动，所述机械臂升降机构7中的安装立座707下端与所述回转腰部103固连，整个机械臂升降机构7连同机械臂即通过所述回转腰部103带动旋转。

如图9～10所示，所述旋转驱动机构包括驱动电机105、直角减速机104、蜗轮106和蜗杆107，其中驱动电机105与所述直角减速机104的输入端固连，所述直角减速机104的输出端与所述蜗杆107固连，所述蜗轮106固设于所述回转腰部103下端，所述蜗杆107与所述蜗轮106啮合。

如图1所示，在所述工作台6上侧设有辅助工具架601，人工装配时用到的辅助工具可放置于所述辅助工具架601上，另外在所述装配岛本体2上端设有信息屏202提示装配岛工作状态，本实施例中，所述信息屏202可显示“装配准备中”、“正在装配中”、“装配完成”三种状态。

所述装配岛本体2沿着垂直于地面方向看去设计成正多边形结构，这样所述装配岛本体2的任一侧均可以与传输线5衔接，并且如图11所示，可根据需要将多个装配岛本体2通过传输线5相连，布局灵活同时可实现有效利用空间目的，减小占地，在装配岛本体2上设有开门可方便人员进入装配岛本体2内进行设备维护。

本发明的工作原理为：

本发明工作时，工件通过传输线5送至装配岛本体2内，一个机械臂将工件从传输线5上转移至工作台6上，同时另一机械臂将相应物料架201上的工具工装或待装配的零件转移至所述工作台6上，两个机械臂根据控制系统事先示教编程设定的程序路径保证将正确的工具工装或零件送至工作台6上。工件装配在所述工作台6上进行，简单的装配作业可由两个机械臂通过系统示教编程控制配合直接在所述工作台6上完成，较复杂的装配作业可由站在装配岛本体2外侧的工人在所述工作台6上操作完成，并且机械臂在岛内作业，人在岛外部作业，将机器人与人作业的物理空间隔开，工件装配完成后可通过机械臂转移至另一传输线5上送至下一工序装配岛，或者在装配岛本体2内设置一个箱体，装配好的工件通过机械臂送至所述箱体中。

Claims (9)

1.一种机器人装配岛，其特征在于：包括装配岛本体(2)、旋转机构(1)、第一机械臂(4)、第二机械臂(3)、机械臂升降机构(7)和传输线(5)，其中旋转机构(1)设于装配岛本体(2)中，所述旋转机构(1)上设有安装立柱(10)，两个机械臂升降机构(7)安装于所述安装立柱(10)上，第一机械臂(4)和第二机械臂(3)安装于不同机械臂升降机构(7)上，在装配岛本体(2)外侧设有传输线(5)，且所述传输线(5)端部置于所述装配岛本体(2)中，在所述装配岛本体(2)一侧设有工作台(6)，在所述装配岛本体(2)内设有物料架(201)。

2.根据权利要求1所述的机器人装配岛，其特征在于：所述机械臂升降机构(7)包括安装立座(707)、升降座(705)、升降驱动电机(701)、丝杠(704)和丝母，安装立座(707)固设于所述安装立柱(10)上，升降座(705)与所述安装立座(707)滑动连接，丝杠(704)设于所述安装立座(707)上，且所述丝杠(704)通过所述升降驱动电机(701)驱动旋转，与所述丝杠(704)配合的丝母与所述升降座(705)固连，机械臂安装于所述升降座(705)上。

3.根据权利要求1所述的机器人智慧零售亭，其特征在于：所述第一机械臂(4)和第二机械臂(3)结构相同，均包括第一旋转臂(8)和第二旋转臂(9)。

4.根据权利要求3所述的机器人智慧零售亭，其特征在于：所述第一旋转臂(8)包括第一旋转臂臂体(807)和分设于所述第一旋转臂臂体(807)两端的第一转动关节(801)和第二转动关节(802)，第一转动关节(801)与对应的机械臂升降机构(7)相连，第二转动关节(802)与所述第二旋转臂(9)相连，所述第一转动关节(801)下侧设有第一旋转电机(804)，且第一旋转臂臂体(807)通过第一旋转电机(804)驱动旋转，所述第二转动关节(802)下侧设有第二旋转电机(805)，且第二旋转臂(9)通过所述第二旋转电机(805)驱动旋转。

5.根据权利要求4所述的机器人智慧零售亭，其特征在于：所述第二旋转臂(9)包括第二旋转臂臂体(908)、第三旋转电机(901)和快换接头(906)，第二旋转臂臂体(908)一端与所述第二转动关节(802)相连、另一端设有一安装座，所述第三旋转电机(901)和快换接头(906)均设置于所述安装座中，且所述快换接头(906)通过第三旋转电机(901)驱动旋转。

6.根据权利要求1所述的机器人智慧零售亭，其特征在于：所述旋转机构(1)包括底座(101)、法兰座(102)、回转腰部(103)和旋转驱动机构，其中法兰座(102)固装于底座(101)上，回转腰部(103)设置于所述法兰座(102)中，机械臂升降机构(7)设于所述回转腰部(103)上，所述旋转驱动机构包括驱动电机(105)、蜗轮(106)和蜗杆(107)，所述蜗轮(106)固设于所述回转腰部(103)下端，所述蜗杆(107)与所述蜗轮(106)啮合，且所述蜗杆(107)通过所述驱动电机(105)驱动转动。

7.根据权利要求1所述的机器人智慧零售亭，其特征在于：所述装配岛本体(2)沿着垂直于地面方向看去呈正多边形结构。

8.根据权利要求1所述的机器人智慧零售亭，其特征在于：所述装配岛本体(2)上设有信息屏(202)。

9.根据权利要求1所述的机器人智慧零售亭，其特征在于：在所述工作台(6)上侧设有辅助工具架(601)。

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