CN117226460A - 用于数控机床工作台的装配系统、工装以及方法 - Google Patents

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孙庆
徐永
吴晓亮
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罗文耀
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Abstract

本发明公开了一种用于数控机床工作台的装配系统、工装以及方法,装配系统包括装配工装、处理装置以及辅助机器人,装配工装用于装配数控机床工作台,装配工装包括旋转架、支撑架体以及转动装置,转动装置包括一旋转轴以及一电机,旋转架设于支撑架体的一侧并通过旋转轴穿过支撑架体后与设于支撑架体另一侧的电机连接;处理装置包括采集模块以及处理模块,所述采集模块包括设于旋转轴上的光栅码盘组件,处理模块连接光栅码盘组件以及所述电机;辅助机器人包括起重装置、移动装置、工具收纳装置以及影像采集装置。本发明便于数控机床组装,大大提高了生产组装的质量和效率,为用户节省体力并提供便利,同时也能够保护用户的安全。

Description

用于数控机床工作台的装配系统、工装以及方法
技术领域
本发明涉及数控机床领域,特别涉及一种用于数控机床工作台的装配系统、工装以及方法。
背景技术
数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。而工作台是机床主机的核心机械部件,这样工作台的组装就显得尤为重要。
目前机床的工作台主要是通过手工进行组装的,由于工作台底座较大较重,底面也不是平面这就给组装带来不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服目前机床的工作台主要是通过手工进行组装的,由于工作台底座较大较重,地面不平给组装带来不便的缺陷,提供一种便于数控机床组装,大大提高了生产组装的质量和效率,为用户节省体力并提供便利,同时也能够保护用户安全的用于数控机床工作台的装配系统、工装以及方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
一种用于数控机床工作台的装配系统,其特点在于,所述装配系统包括一装配工装、一处理装置以及一辅助机器人,
所述装配工装用于装配数控机床工作台,所述装配工装包括一旋转架、一支撑架体以及一转动装置,所述支撑架体用于支撑所述旋转轴以及所述转动装置,所述旋转架用于安装工作台底座,所述转动装置包括一旋转轴以及一电机,所述旋转架设于支撑架体的一侧并通过旋转轴穿过支撑架体后与设于支撑架体另一侧的电机连接;
所述处理装置包括采集模块以及处理模块,所述采集模块包括设于旋转轴上的光栅码盘组件,所述处理模块连接光栅码盘组件以及所述电机;
所述辅助机器人包括起重装置、移动装置、工具收纳装置以及影像采集装置,所述起重装置用于托起工作台底座,所述移动装置用于辅助机器人在地面移动,所述工具收纳装置用于收纳工作台底座安装工具,所述影像采集装置用于采集预设区域影像并将影像传递至所述处理模块,所述处理模块根据所述影像生成电机控制信号并传输至所述电机的控制器。
较佳地,所述起重装置包括驱动装置、起重门架以及升降托板,所述升降托板用于利用驱动装置提供的动力在起重门架上升降,所述起重门架的顶部设有影像采集装置的摄像头,所述驱动装置与处理模块连接,所述装配工装上设有识别标记,
所述摄像头用于拍摄环境影像后传输至所述处理模块;
所述处理模块用于识别环境影像中的识别标记的像素尺寸、像素方向以及像素位置;
所述处理模块用于根据像素尺寸、像素方向以及像素位置生成移动控制量,根据移动控制量控制移动装置的驱动电机以移动辅助机器人至目标位置。
较佳地,所述摄像头用于拍摄人体影像后传输至所述处理模块;
所述处理模块用于识别人体影像中的人体姿态信息,并判断所述人体姿态信息是否满足预设条件,若是则查询人体姿态信息对应的控制指令,所述控制指令包括旋转轴的转动控制量或所述移动控制量;
所述处理模块还用于根据转动控制量控制旋转轴的转动,和/或利用移动控制量控制移动辅助机器人的位置。
较佳地,所述控制指令包括连续旋转指令,所述处理模块用于:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为连续旋转指令时,按控制指令所含方向持续转动所述旋转轴并激活所述摄像头进行持续拍摄,并按预设间隔时间截取所述持续拍摄的影像作为目标影像;
判断目标影像中对应连续旋转指令的人体姿态是否停止,若是停止旋转轴转动。
较佳地,所述控制指令包括连续定位旋转指令,所述处理模块用于:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为定位旋转指令时,按控制指令所含方向以及角度转动所述旋转轴,所述定位旋转指令对应的人体姿态信息包括若干人体姿态子信息,每一人体姿态信息对应一子定位旋转指令,表示相同方向的子定位旋转指令对应的旋转角度依次相差预设角度,表示相同方向的人体姿态子信息包括相同的姿态影像构件以及表示程度的程度影像构件。
较佳地,所述控制指令包括移动指令,所述处理模块用于:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为移动指令时,移动工具收纳装置至工具指定位置。
较佳地,所述支撑架体包括架体底座以及一架体主体,所述架体主体包括一第一安装板、第二安装板、转轴套筒以及两个轴承套筒;
所述转动装置还包括两个轴承以及一减速器,所述电机为变频电机;
所述第一安装板、第二安装板上均设有与轴承套筒外径匹配的安装板通孔,前侧轴承套筒安装于第一安装板的安装板通孔且与转轴套筒的一端固定,后侧轴承套筒安装于第二安装板的安装板通孔且与转轴套筒的另一端固定;
每个轴承套筒内均设有一轴承,所述旋转轴通过两个所述轴承固定与所述架体主体上,所述旋转轴的一端与配重竖板的背面安装固定,所述旋转轴的另一端通过所述减速器与所述变频电机连接;
所述架体主体的外表面还设有电箱,所述电箱与所述变频电机电连接。
较佳地,所述光栅码盘组件包括码盘、光源发射件以及光源接收件,所述码盘通过两个固定环固定于所述旋转轴上,所述光源发射件以及光源接收件设于转轴套筒内且与所述码盘位置对应。
本发明还提供一种辅助机器人,其特点在于,所述辅助机器人用于如上所述的装配系统。
本发明还提供一种装配方法,其特点在于,所述装配方法利用如上所述的装配系统进行数控机床工作台的装配。
符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于:
本发明便于数控机床组装,大大提高了生产组装的质量和效率,为用户节省体力并提供便利,同时也能够保护用户的安全。
附图说明
图1为本发明实施例1的装配系统的结构示意图。
图2为本发明实施例1的装配工装的结构示意图。
图3为本发明实施例1的装配工装的另一结构示意图。
图4为本发明实施例1的装配方法的流程图。
实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参见图1,本实施例提供一种用于数控机床工作台的装配系统,所述装配系统包括一装配工装11、一处理装置12以及一辅助机器人13。
本实施例还提供所述辅助机器人。
所述装配工装用于装配数控机床工作台,所述装配工装11包括一旋转架111、一支撑架体112以及一转动装置。
所述转动装置包括一旋转轴113以及一电机114。
所述支撑架体112用于支撑所述旋转轴113以及所述转动装置,所述旋转架用于安装工作台底座21。
所述旋转架设于支撑架体的一侧并通过旋转轴穿过支撑架体后与设于支撑架体另一侧的电机连接。
所述处理装置包括采集模块以及处理模块,所述采集模块包括设于旋转轴上的光栅码盘组件,所述处理模块连接光栅码盘组件以及所述电机。
所述辅助机器人13包括起重装置、移动装置132、工具收纳装置133以及影像采集装置134。
所述起重装置用于托起工作台底座。
所述移动装置用于辅助机器人在地面移动。
所述工具收纳装置用于收纳工作台底座安装工具。
所述影像采集装置用于采集预设区域影像并将影像传递至所述处理模块。
所述处理模块用于根据所述影像生成电机控制信号并传输至所述电机的控制器。
所述起重装置包括驱动装置、起重门架135以及升降托板131。
数控机床工作台的装配目前必须由人工完成,数控机床工作台体积和重量均较大,通过装配工装能够方便数控机床工作台的转动,从而装配各个方向的零件,但数控机床工作台安装到装配工装上需要克服重力影响,而工人的安装会存在安全隐患,利用本实施例的起重装置直接将数控机床工作台抬起并安装到装配工装上便于工人操作。
所述辅助机器人不仅具有起重功能,还能够协助工人旋转数控机床工作台,避免工人反复上下操作台。
所述升降托板用于利用驱动装置提供的动力在起重门架上升降,所述起重门架的顶部设有影像采集装置的摄像头,所述驱动装置与处理模块连接。
所述摄像头用于拍摄环境影像后传输至所述处理模块。
所述处理模块用于识别环境影像中的识别标记的像素尺寸、像素方向以及像素位置。
所述处理模块用于根据像素尺寸、像素方向以及像素位置生成移动控制量,根据移动控制量控制移动装置的驱动电机以移动辅助机器人至目标位置。
所述摄像头用于拍摄人体影像后传输至所述处理模块。
所述处理模块用于识别人体影像中的人体姿态信息,并判断所述人体姿态信息是否满足预设条件,若是则查询人体姿态信息对应的控制指令,所述控制指令包括旋转轴的转动控制量或所述移动控制量。
所述处理模块还用于根据转动控制量控制旋转轴的转动,和/或利用移动控制量控制移动辅助机器人的位置。
具体地,所述控制指令包括连续旋转指令,所述处理模块用于:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为连续旋转指令时,按控制指令所含方向持续转动所述旋转轴并激活所述摄像头进行持续拍摄,并按预设间隔时间截取所述持续拍摄的影像作为目标影像;
判断目标影像中对应连续旋转指令的人体姿态是否停止,若是停止旋转轴转动。
在本实施例中向左连续旋转指令对应的人体姿态为左臂横向伸直,所述处理模块识别左臂横向伸直的影像中的人体姿态信息后,获取向左连续旋转指令。
所述控制指令包括连续定位旋转指令,所述处理模块用于:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为定位旋转指令时,按控制指令所含方向以及角度转动所述旋转轴,所述定位旋转指令对应的人体姿态信息包括若干人体姿态子信息,每一人体姿态信息对应一子定位旋转指令,表示相同方向的子定位旋转指令对应的旋转角度依次相差预设角度,表示相同方向的人体姿态子信息包括相同的姿态影像构件以及表示程度的程度影像构件。
在本实施例中向左定位旋转指令对应的人体姿态为左臂横向伸直并伸出一手指,用于表示向左旋转5度;对应的人体姿态为左臂横向伸直并伸出两手指,用于表示向左旋转10度,以此类推。所述处理模块识别左臂横向伸直并伸出手指的影像中的人体姿态信息后,获取向左旋转的子定位旋转指令。其中,左臂横向伸直为相同的姿态影像构件,手指数量表示程度的程度影像构件。
所述控制指令包括移动指令,所述处理模块用于:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为移动指令时,移动工具收纳装置至工具指定位置。
具体地,参见图2,所述支撑架体112包括架体底座1121以及一架体主体1122,所述架体主体包括一第一安装板1123、第二安装板1124、转轴套筒1125以及两个轴承套筒。
所述装配工装上设有识别标记121。
所述转动装置还包括两个轴承以及一减速器,所述电机为变频电机;
所述第一安装板、第二安装板上均设有与轴承套筒外径匹配的安装板通孔,前侧轴承套筒安装于第一安装板的安装板通孔且与转轴套筒的一端固定,后侧轴承套筒安装于第二安装板的安装板通孔且与转轴套筒的另一端固定;
每个轴承套筒内均设有一轴承,所述旋转轴通过两个所述轴承固定与所述架体主体上,所述旋转轴的一端与配重竖板的背面安装固定,所述旋转轴的另一端通过所述减速器与所述变频电机连接;
所述架体主体的外表面还设有电箱,所述电箱与所述变频电机电连接。
参见图3,所述光栅码盘组件包括码盘31、光源发射件32以及光源接收件33,所述码盘通过两个固定环固定于所述旋转轴113上,所述光源发射件以及光源接收件设于转轴套筒1125内且与所述码盘位置对应。
参见图4,利用上述装配系统,本实施例还提供一种装配方法,具体包括:
步骤101、所述影像采集装置采集预设区域影像并将影像传递至所述处理模块;
步骤102、所述处理模块根据所述影像生成电机控制信号并传输至所述电机的控制器。
步骤101之前还可以包括:
步骤1000、所述摄像头拍摄环境影像后传输至所述处理模块;
步骤1001、所述处理模块识别环境影像中的识别标记的像素尺寸、像素方向以及像素位置;
步骤1002、所述处理模块根据像素尺寸、像素方向以及像素位置生成移动控制量;
步骤1003、根据移动控制量控制移动装置的驱动电机以移动辅助机器人至目标位置。
本实施例中,辅助机器人在默认位置上才能做出旋转数控机床工作台的功能,本实施例中默认位置为数控机床工作台的正前方,即旋转轴、数控机床工作台以及辅助机器人的中心在同一平面或同一直线上。
当辅助机器人在默认位置上时,所述摄像头采集预设区域影像并将影像传递至所述处理模块。
进一步地,步骤102具体包括:
步骤1021、当辅助机器人在默认位置上时,所述处理模块识别预设区域影像中人体影像的人体姿态信息。
其中,判断辅助机器人是否在默认位置上,通过识别环境影像中的识别标记确认。
步骤1022、判断所述人体姿态信息是否满足预设条件,若是则执行步骤1023,若否则再次执行步骤1021。
步骤1023、查询人体姿态信息对应的控制指令,所述控制指令包括旋转轴的转动控制量。
步骤1024、所述处理模块根据转动控制量控制旋转轴的转动。
进一步地,所述控制指令包括连续旋转指令,步骤102具体包括:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为连续旋转指令时,按控制指令所含方向持续转动所述旋转轴并激活所述摄像头进行持续拍摄,并按预设间隔时间截取所述持续拍摄的影像作为目标影像;
判断目标影像中对应连续旋转指令的人体姿态是否停止,若是停止旋转轴转动。
进一步地,所述控制指令包括连续定位旋转指令,步骤102具体包括:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为定位旋转指令时,按控制指令所含方向以及角度转动所述旋转轴,所述定位旋转指令对应的人体姿态信息包括若干人体姿态子信息,每一人体姿态信息对应一子定位旋转指令,表示相同方向的子定位旋转指令对应的旋转角度依次相差预设角度,表示相同方向的人体姿态子信息包括相同的姿态影像构件以及表示程度的程度影像构件。
步骤102具体包括:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为移动指令时,移动工具收纳装置至工具指定位置。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于数控机床工作台的装配系统,其特征在于,所述装配系统包括一装配工装、一处理装置以及一辅助机器人,
所述装配工装用于装配数控机床工作台,所述装配工装包括一旋转架、一支撑架体以及一转动装置,所述转动装置包括一旋转轴以及一电机,所述支撑架体用于支撑所述旋转轴以及所述转动装置,所述旋转架用于安装工作台底座,所述旋转架设于支撑架体的一侧并通过旋转轴穿过支撑架体后与设于支撑架体另一侧的电机连接;
所述处理装置包括采集模块以及处理模块,所述采集模块包括设于旋转轴上的光栅码盘组件,所述处理模块连接光栅码盘组件以及所述电机;
所述辅助机器人包括起重装置、移动装置、工具收纳装置以及影像采集装置,所述起重装置用于托起工作台底座,所述移动装置用于辅助机器人在地面移动,所述工具收纳装置用于收纳工作台底座安装工具,所述影像采集装置用于采集预设区域影像并将影像传递至所述处理模块,所述处理模块根据所述影像生成电机控制信号并传输至所述电机的控制器。
2.如权利要求1所述的装配系统,其特征在于,所述起重装置包括驱动装置、起重门架以及升降托板,所述升降托板用于利用驱动装置提供的动力在起重门架上升降,所述起重门架的顶部设有影像采集装置的摄像头,所述驱动装置与处理模块连接,所述装配工装上设有识别标记,
所述摄像头用于拍摄环境影像后传输至所述处理模块;
所述处理模块用于识别环境影像中的识别标记的像素尺寸、像素方向以及像素位置;
所述处理模块用于根据像素尺寸、像素方向以及像素位置生成移动控制量,根据移动控制量控制移动装置的驱动电机以移动辅助机器人至目标位置。
3.如权利要求2所述的装配系统,其特征在于,
所述摄像头用于拍摄人体影像后传输至所述处理模块;
所述处理模块用于识别人体影像中的人体姿态信息,并判断所述人体姿态信息是否满足预设条件,若是则查询人体姿态信息对应的控制指令,所述控制指令包括旋转轴的转动控制量或所述移动控制量;
所述处理模块还用于根据转动控制量控制旋转轴的转动,和/或利用移动控制量控制移动辅助机器人的位置。
4.如权利要求3所述的装配系统,其特征在于,所述控制指令包括连续旋转指令,所述处理模块用于:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为连续旋转指令时,按控制指令所含方向持续转动所述旋转轴并激活所述摄像头进行持续拍摄,并按预设间隔时间截取所述持续拍摄的影像作为目标影像;
判断目标影像中对应连续旋转指令的人体姿态是否停止,若是停止旋转轴转动。
5.如权利要求3所述的装配系统,其特征在于,所述控制指令包括连续定位旋转指令,所述处理模块用于:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为定位旋转指令时,按控制指令所含方向以及角度转动所述旋转轴,所述定位旋转指令对应的人体姿态信息包括若干人体姿态子信息,每一人体姿态信息对应一子定位旋转指令,表示相同方向的子定位旋转指令对应的旋转角度依次相差预设角度,表示相同方向的人体姿态子信息包括相同的姿态影像构件以及表示程度的程度影像构件。
6.如权利要求3所述的装配系统,其特征在于,所述控制指令包括移动指令,所述处理模块用于:
当判断人体姿态信息对应的控制指令为移动指令时,移动工具收纳装置至工具指定位置。
7.如权利要求1所述的装配系统,其特征在于,
所述支撑架体包括架体底座以及一架体主体,所述架体主体包括一第一安装板、第二安装板、转轴套筒以及两个轴承套筒;
所述转动装置还包括两个轴承以及一减速器,所述电机为变频电机;
所述第一安装板、第二安装板上均设有与轴承套筒外径匹配的安装板通孔,前侧轴承套筒安装于第一安装板的安装板通孔且与转轴套筒的一端固定,后侧轴承套筒安装于第二安装板的安装板通孔且与转轴套筒的另一端固定;
每个轴承套筒内均设有一轴承,所述旋转轴通过两个所述轴承固定与所述架体主体上,所述旋转轴的一端与配重竖板的背面安装固定,所述旋转轴的另一端通过所述减速器与所述变频电机连接;
所述架体主体的外表面还设有电箱,所述电箱与所述变频电机电连接。
8.如权利要求1所述的装配系统,其特征在于,所述光栅码盘组件包括码盘、光源发射件以及光源接收件,所述码盘通过两个固定环固定于所述旋转轴上,所述光源发射件以及光源接收件设于转轴套筒内且与所述码盘位置对应。
9.一种辅助机器人,其特征在于,所述辅助机器人用于如权利要求1至8中任意一项所述的装配系统。
10.一种装配方法,其特征在于,所述装配方法利用如权利要求3所述的装配系统进行数控机床工作台的装配,所述装配方法包括:
所述摄像头拍摄环境影像后传输至所述处理模块;
所述处理模块识别环境影像中的识别标记的像素尺寸、像素方向以及像素位置;
所述处理模块根据像素尺寸、像素方向以及像素位置生成移动控制量;
根据移动控制量控制移动装置的驱动电机以移动辅助机器人至目标位置;
当辅助机器人在默认位置上时,所述摄像头采集预设区域影像并将影像传递至所述处理模块;
所述处理模块识别人体影像中的人体姿态信息;其中,通过识别环境影像中的识别标记确认辅助机器人是否在默认位置上;
判断所述人体姿态信息是否满足预设条件,若是则查询人体姿态信息对应的控制指令,所述控制指令包括旋转轴的转动控制量;
所述处理模块根据转动控制量控制旋转轴的转动。
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