CN1903504A - 安装部件和/或操作于工业生产线部件的单元及其机器人 - Google Patents

Abstract

一种安装单元，可安装部件(C)和/或进行操作于工业生产线上的部件(B)，设置了操作机器人(R)，用于在输送线(2)和单元的工作区(W)之间传递部件(B)。机器人(R)包括互相结合的第一操作器和第二操作器(M1，M2)，设有共用的固定支承结构，设有两个铰接臂系统，互相独立移动，以便在靠近输送线(2)的位置和靠近工作区(W)的位置之间移动工作台(7)，还可通过独立于工作台(7)移动的方式，在位于工作台(7)的位置和位于自动安装单元的工作区(W)的位置之间移动部件(B)。

Description

安装部件和/或操作于工业生产线部件的单元及其机器人

技术领域

本发明涉及的领域包括自动安装部件于工业生产线上的部件的单元。

背景技术

所述类型的安装单元，例如，可用于大规模生产机动车辆的发动机，组装发动机的各种部件于发动机缸体或发动机的汽缸盖。

这种类型的安装单元已经开发出和得到应用，其设有传送线，传输部件输入单元或从单元输出，还设有机构将部件从传送线传递到单元的工作位置，或反向，从所述工作位置传递到传送线。

本发明的目的是提供上述类型的安装单元，其特征在于，具有高度的操作灵活性，可方便在小规模生产时使用，即使在操作的部件的结构高度变化的情况下也可使用。

本发明的另一目的是提供一种操作机器人，具有相对简单的结构，可通过非常有效的方式用于上述目的。

发明内容

为了实现上述和其他目的，本发明提出一种单元，可自动安装部件于工业生产线上的部件，其包括传送线，可传输部件使其输入单元，或从单元输出取下的部件；和机构，用于从传送线传递部件到单元的工作位置，或反向，从所述工作位置传递到传送线，其中所述传递机构包括操作机器人，其包括第一操作器和第二操作器，设有共用的固定支承结构，具有互相独立的第一和第二组铰接臂，可以独立方式在传送线的获取和放置位置和安装单元的前述工作位置附近之间移动工作台；在位于工作台的位置和位于所述工作区的位置之间移动部件。

另一方面，使用时，根据本发明的机器人，可将从传送线取下的部件送到安装单元，或从安装单元取出部件放置到传送线，同时第二操作器能够从第一操作器的工作台取下部件，送到前面所述的工作区，或者反向，使部件从所述工作区返回到工作台。在第二操作器停留在支承部件处于对应工作区的位置期间，第一操作器能够保持工作台于工作区附近的位置。在所述步骤，安装单元的设备或机器人对在工作位置等待的部件进行安装操作，所述工作台还可用作支承台，支承一系列部件，其可被所述操作机器人取出并固定到部件上。一旦安装操作完成，促动第一和第二操作器带动部件快速回到第一操作器的工作台之上，同时第一操作器使工作台最后回到对应输送线的位置，取下部件，从安装单元输出到传送线。

本发明的目的是，所述机器人设置所述第一和第二操作器。

根据本发明的机器人的其他重要特征是第二操作器设置了凸缘，可连接和支承悬臂形式的部件。所述凸缘支承于操作器，能够根据要求定位于空间内。此外，根据本发明的另外的优选特征，所述连接凸缘具有环形结构，所述第二操作器的形状可使连接凸缘附近的部件的端表面面朝上。换句话，根据本发明的操作机器人能够定位部件，使部件的任何表面提供到操作机器人，且不必从对应的连接和支承凸缘脱开。

此外，本发明的另一重要特征是，构成本发明的机器人一部分的第一和第二操作器分别设置了铰接臂，可在互相交错的理论空间中移动，这使得机器人的总尺寸非常小。

附图说明

本发明的其他特征和优点通过参考附图进行的介绍可清楚了解，附图通过非限制性示例的方式提供，附图中：

图1是根据本发明的操作机器人的透视图；

图2是构成图1的机器人一部分的第一操作器的透视图；

图3是构成图1的机器人一部分的第二操作器的透视图；

图4和图5显示了图1机器人的两个其他操作位置；

图6是根据本发明的包括机器人的安装单元的示意图；

图7是单元的输送线的细节的放大图。

具体实施方式

现在参考附图，尤其是图6和图7，数字1代表安装单元整体，其设计成可自动安装各种部件于机动车辆的发动机缸体B。输送线2可连续输送生产线上的发动机缸体B到安装单元1，还可将从安装单元1输出的部件输送到生产线的下一工位。省略了输送线2的具体实施例的细节，因为所述输送线可以任何已知方式制造，例如，其可是循环型板式输送线，其中部件通过各个板在链板输送机上传输，各个板支承部件于其上，可沿输送线停止，等待取出送到安装单元1。在所述类型的输送机，当停止时输送链沿输送线累积的板下滑动。图6也示意性显示了板P，其上支承有各个发动机缸体B，所述板的特定结构和构造在下面将详细介绍。安装单元1设置了操作机器人R，可从输送线2取下带有部件B的板P，然后将部件B传递到安装单元1的对应工作区W的位置，在此设置了一个或多个任何已知类型的操作机器人A，可进行安装一个或多个元件到部件的操作。相反地，同一操作器R，如将在下面详细介绍的，可在工作区W进行的安装操作结束时，使部件B返回到各自的板P，然后将带有部件B的板放置到输送线2，输送到生产线下游的工位。

图6显示的机器人R以放大形式显示，其操作位置与图1和4，5不同。机器人R由互相结合的第一操作器和第二操作器组成，分别在附图2和图3显示。

参考图2，形成机器人R一部分的第一操作器整体用标记M1表示，操作器M1具有与第二操作器共用的固定支承结构3，图3中用M2表示第二操作器。

两个操作器M1，M2共用的固定支承结构3设有基体3a，刚性固定到其上是水平的细长中空体3b。中空体3b的一端以可绕水平轴线4摆动的方式支承一对臂5，可绕轴4转动地互相连接，并受到电动马达6的控制。臂5的自由端铰接到工作台7，工作台在臂5摆动期间通过平行连杆系统保持水平，工作台包括铰接臂8，其一端绕轴线铰接到工作台7的结构，该轴线平行于工作台7和臂5之间的铰接轴线，并位于相距一定距离处；另一端铰接到曲柄件9的一端。曲柄件9绕轴线10铰接到一个臂5的结构，并固定到第二曲柄件11，其上设有销12，引导于固定的中空体3b的弧形槽13。如上所述，该机构设置成，当马达6驱动两个臂5同步摆动时，工作台7绕轴4移动，同时保持水平位置。当然，任何其他在工作台7移动期间可保证水平的平行连杆机构也可采用。为了减少马达6提升带有位于其上部件(未在图2中显示)的工作台7时的负荷，设置了平衡圆柱体14，其类型通常用于带有铰接臂的操作机器人，包括圆柱形壳体15，可绕正交于结构3b的轴线的轴16摆动地固定，其内侧有弹簧加载的活塞(未显示)，并固定到杆17，其自由端绕轴线铰接到一个臂5，该轴线平行于轴4，并位于相距一定距离处。这样的设置使得圆柱体15内的弹簧使臂5容易向上转动，因此减少了马达6的负荷。

由于上面介绍的设置，马达6可受到控制，使工作台7在图1中可见的较低位置以及上升位置(可见图5)之间移动，工作台7位于较低位置适合接受来自输送线2的带有部件B的板P，或使得带有部件B的板P沿输送线2传递；上升位置基本与安装单元的工作区W靠近，其中工作台支承板P，所述板用作支承台，支承一系列将安装到工作区W的部件的元件C。

如图1所示，板P具有水平台P1，其上突出垂直框架P2(见图5)，垂直框架P2上可滑动地插入带有环形连接凸缘的框架P3，部件B以悬臂形式固定到凸缘。工作台P1设置在通过螺栓连接到工作台7的结构件40所支承的滚轮表面。如图7所示，输送线2支承多个类似的带有滚轮表面的结构件40，滚轮表面上是支承部件B的板P。当输送线停止时，工作区前面的部件B可在两个对齐的结构件40的滚轮表面上滚动，与板P一起转移到图7所示的位置，位于工作台7上。进行转移的机构可具有任何形式，图中未详细显示。

现在参考图3，第二操作器M2，如上面已经提到的，具有固定支持结构3，与第一操作器M1共用。操作器M2包括两个摆动臂18，可绕第一操作器M1的两个摆动臂5的同一轴4摆动地固定到固定结构3，臂18设置在第一操作器的两个臂5的外侧(见图1和4，5)。

第二操作器M2的两个摆动臂18的转动，完全独立于第一操作器M1的摆动臂5的转动，由马达19控制，马达位于相对马达4的侧面。此外，马达19的负荷可通过与平衡圆柱体14完全相同的平衡圆柱体20减少，圆柱体20设有圆柱体21，其可以绕的所述轴线16摆动的方式固定到结构3，其内侧设有弹簧，对固定到杆22的活塞加载，杆22绕轴铰接到一个摆动臂18。所述轴平行于轴4，并相距一定距离。两个摆动臂18的自由端可绕水平轴线23转动地支承于横向件24，横向件绕轴线23的转动受到马达25的控制，马达以共用同一轴23的方式固定到一个臂18的端部。横向件24可绕正交于轴24的轴26转动地又支承于叉状结构件，其两个分段用27表示。叉状结构件的绕轴26的转动受到马达28的控制，马达支承于固定到横向件24的支承结构件。叉状结构支承件的两个分段27以绕轴29摆动的方式支承两个凸缘31，凸缘从保持件32上突出，保持件设有活动爪32a(由未显示的已知类型促动器促动)。所述摆动由电动马达控制(附图中未见)，马达固定在一个分段27。

由于上面显示的结构，当带有部件B的板P位于图1所示的位置时，第二操作器M2能够使保持件32处于对应框架P3的位置。在所述状态下，保持件32保持框架P3，然后操作器M2从垂直框架P2(见图5)提升和脱开框架P3，然后使部件B自身逐渐移动，通过图4所示的位置，到达图5所示的位置，在这个位置发动机缸体B的顶表面朝上，这是因为在前面提到的移动的同时，叉状结构件27绕轴26旋转了180°。

应当指出，框架P3是环形的，即具有中心开口，在图3所示的条件下，相对叉状结构件转动大约90°的情况下，面对框架P3的部件表面从外侧接近进行安装操作。另一方面，部件的其余表面容易接近，并可通过叉状结构件27或横向件24的相应转动，到达朝上的位置。操作器M2使得后来对部件B的六个表面的加工无需将部件从各自的连接凸缘脱离。

一旦部件进入工作区W，操作器M1在任何情况下保持板P处于图5所示位置，接近工作区W，这样操作机器人能够从板P取下部件C，同时部件B仍位于工作区W，使部件C可固定到部件B。

从前面的介绍，可明显地看出根据本发明的机器人能够以非常灵活的方式适应安装部件的不同特殊需要，不同部件可有不同需要，具有了定位部件于任何需要位置的可能性，同时可快速和容易地传递部件于工作区W和输送线2之间，即使在部件的形状互相非常不同的情况下。

同时，根据本发明的机器人能够非常高效地操作，尽管其结构相对简单并减少了总体尺寸。

上面介绍的根据本发明的构成机器人的第一和第二操作器的特定结构，在实现本发明的具体实施例中，还能用作本申请人已经生产的部件的操作器，并作为本申请人制造的机器人的部件。根据本发明的操作器的结构非常简单，使得其能够配合臂部和其他部件，这些部件已经用于生产本申请人的操作器一段时间了。

当然不损害到本发明的原理，可相对纯示例方式介绍和显示的结构和实施例的细节进行广泛变化，这未脱离本发明的范围。

Claims (11)

1.一种自动安装单元，可安装部件(C)和/或进行操作于工业生产线的部件(B)，包括输送线(2)，可输送部件(B)进入到所述单元(1)，和从所述单元(1)取出部件(B)；和机构(R)，可从输送线(2)传递部件(B)到所述单元(1)的工作区(W)，或反向，从所述工作区(W)传递到输送线(2)；其中所述传递机构包括带有铰接臂的操作机器人(R)，包括第一操作器(M1)和第二操作器(M2)，设有共用的固定支承结构，有两个互相独立的铰接臂系统，其中一个设计成可通过独立于第二操作器(M2)方式，在靠近输送线(2)的位置和靠近工作区(W)的位置之间移动工作台(7)，另一个设计成可通过完全独立于第一操作器(M1)方式，在位于工作台(7)的位置和位于所述工作区(W)的位置之间移动部件(B)。

2.根据权利要求1所述的安装单元，其特征在于，所述第一操作器(M1)包括工作台(7)，支承所述工作台(7)的至少一个摆动臂(5)，其一端铰接在共用固定结构(3)，另一端铰接到工作台(7)；马达机构(6)，控制所述摆动臂(5)的转动；和连接系统，带有位于所述工作台(7)和固定结构(3)之间的铰接杆，当所述支承臂(5)摆动时，可保持工作台(7)处于水平位置。

3.根据权利要求1所述的安装单元，其特征在于，所述第二操作器(M2)包括一对铰接到共用固定结构(3)的摆动支承臂(18)，其自由端支承可绕轴(23)转动的横向件(24)；和马达机构(19，25)，驱动所述支承臂(18)摆动和所述横向件(24)转动。

4.根据权利要求3所述的安装单元，其特征在于，所述可转动的横向件(24)可绕正交于所述横向件(24)轴(23)的轴(26)转动地支承叉状结构件，其设有两个分段(27)，保持件(32)可摆动地固定到分段，用于保持框架(P3)，以连接和支承部件(B)，所述第二操作器(M2)设有另一马达机构(28)，被所述横向件(24)的结构支承，可使所述叉状结构件转动。

5.根据前面权利要求中任一项所述的安装单元，其特征在于，所述工作台(7)设计成可接收包括水平台(P1)的托架(P)，水平台用作支承台，支承一系列设置成可安装在部件(B)的部件(C)。

6.根据权利要求5所述的安装单元，其特征在于，固定到所述水平台(P)的是垂直框架(P2)，设计成可滑动地容纳框架(P3)，用于支承悬臂形式的部件(B)。

7.一种操作机器人，其特征在于，包括第一操作器(M1)和第二操作器(M2)，具有共用的固定支承结构和两个互相独立的铰接臂系统，其中：

所述第一操作器(M1)包括工作台(7)，支承工作台(7)的至少一个摆动臂(5)，其一端铰接到共用固定结构(3)，另一端固定到工作台(7)；马达机构(6)，驱动所述摆动臂(5)转动，和连接系统，带有设置在工作台(7)和固定结构(3)之间的铰接杆，以便在所述摆动臂(5)摆动期间，保持工作台(7)处于水平位置；和

所述第二操作器(M2)包括一对摆动支承臂(18)，铰接到共用固定结构(3)，其自由端支承横向件(24)，可绕轴(23)转动；和马达机构(19，25)，可驱动所述支承臂(18)摆动和所述横向件(24)转动。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述可转动的横向件(24)还可绕正交于横向件轴(23)的轴(26)可转动地支承叉状结构件，其设有两个分段(27)，保持件(32)可摆动地固定到分段，可保持框架(P3)，以连接和支承部件(B)，所述第二操作器(M2)设有另一马达机构(28)，被所述横向件(24)的结构支承，可驱动所述叉状结构件(27)转动。

9.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述工作台(7)设计成可接收包括支承水平台(P1)的托架(P)，水平台还可用作支承台，支承一系列设计成可安装到部件(B)的部件(C)。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，固定到所述水平台(P1)的是垂直框架(P2)，其设计成可滑动地容纳框架(P3)，连接和支承悬臂形式的部件(B)。

11.根据权利要求10所述的机器人，其特征在于，所述连接框架(P3)设有环形结构，带有中心开口，当机器人使所述表面向上时，可接近部件的面对凸缘的表面。

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