CN204913877U - 工业机器人多工位交互系统 - Google Patents

工业机器人多工位交互系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种工业机器人多工位交互系统,包括一固定装置;一动力装置,设置于所述固定装置内部;一传动减速装置,设置于所述固定装置内部,连接至所述动力装置;以及至少一底座,用以安装一工业机器人,连接至所述传动减速装置。本实用新型的优点在于,使得工业机器人可以在水平方向自由旋转,使得同一机器人应用于不同工序、不同工位的加工设备,有效提高工业机器人的利用率,扩大工业机器人的交互空间。

Description

工业机器人多工位交互系统
技术领域
[0001] 本产品涉及一种工业机器人的应用系统,特别是一种工业机器人多工位交互系统。
背景技术
[0002] 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人,是一种自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
[0003] 在工业生产线上,一个工业机器人可能会应用到多个工位,或者需要多个工业机器人配合使用,因此,需要工业机器人可以在一定范围内移动,以便每一工位都能正常工作。现有技术中,工业机器人的移动一般是通过在机器人底座安装直线导轨来实现的,这样,工业机器人只能在直线导轨上沿着直线移动,所有工位的加工设备都只能设置在同一直线上,因此生产线的安装空间需要很大。如果厂房空间有限,不同工序的加工设备只能围在一个比较小的范围内,那么工业机器人就无法移动到合适的位置。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于,提供一种工业机器人多工位交互系统,有效解决现有技术中存在的工业机器人移动范围小、生产线空间过大的技术问题。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
[0006] 本实用新型提供一种工业机器人多工位交互系统,包括:一装配设备,用以对至少一产品进行装配处理;一焊接设备,用以对所述产品进行焊接处理;一喷涂设备,用以对所述产品进行喷涂处理;以及一码垛设备,用以对所述产品进行码垛处理;还包括一双机器人调度设备;所述双机器人调度设备包括:一固定装置;一固定底座,安装在所述固定装置顶部;一动力装置,设置于所述固定装置内部;一传动减速装置,设置于所述固定装置内部,连接至所述动力装置;一移动底座,通过一连接臂连接至所述传动减速装置,所述移动底座可绕着所述固定装置做半圆周运动;一固定式机器人,固定安装在所述固定底座上;以及一移动式机器人,固定安装在所述移动底座上;其中,所述装配设备、所述焊接设备、所述喷涂设备、所述码垛设备围成一环形,所述双机器人调度设备位于该环形中央。
[0007] 进一步地,所述固定底座与所述移动底座之间设有一工作平台,所述工作平台固定连接至所述固定装置;所述固定式机器人用以在所述焊接设备、所述喷涂设备、所述码垛设备与所述工作平台之间转移所述产品;所述移动式机器人用以在所述装配设备、所述焊接设备、所述喷涂设备与所述工作平台之间转移所述产品.
[0008] 进一步地,所述传动减速装置包括:一小齿轮;一大齿轮,与所述小齿轮嗤合;以及一谐波减速器,用以带动所述移动底座转动;所述波减速器包括一波发生器,固定连接至所述大齿轮;以及一柔轮,对应连接至所述波发生器,所述柔轮通过所述连接臂固定连接至所述移动底座。
[0009] 进一步地,所述动力装置为一伺服电机,包括一电机转轴,所述小齿轮固定安装在所述电机转轴上。
[0010] 进一步地,所述固定装置包括一固定安装板,所述动力装置固定安装在所述固定安装板上方或下方。
[0011] 进一步地,所述移动底座包括:一底座安装板;一底座平台,固定安装在所述底座安装板上,用以安装一工业机器人;以及两个连接板,彼此相对地安装在所述底座安装板中部;其中,所述传动减速装置通过所述连接臂固定连接至所述两个连接板。
[0012] 进一步地,所述移动底座还包括至少一支撑脚,设置于所述底座安装板底面;当所述移动底座处于静止状态时,所述支撑脚用以支撑所述移动底座。
[0013] 进一步地,所述移动底座还包括至少一可升降的转轮结构;当所述移动底座处于运动状态时,所述转轮结构用以支撑所述移动底座。每一转轮结构包括:两个气缸,相对地固定安装在所述底座安装板上,每一气缸包括一活塞;一升降板,两个气缸的活塞分别固定连接至所述升降板的底面;一升降开口,设于所述底座安装板上,位于两个气缸之间;一升降块,设置于所述升降板底面的中部,所述升降块向下突出,穿过所述升降开口 ;两个气缸的活塞分别设置于所述升降块的两侧;一滚轮底座,固定安装在所述升降块的下表面;以及一滚轮,可转动式安装在所述滚轮底座内。
[0014] 本实用新型的优点在于,利用移动式机器人和固定式机器人的组合,使其可以在一定范围内实现交互控制,使得同一机器人应用于不同工序、不同工位的加工设备,有效提高工业机器人的利用率,扩大工业机器人的交互空间;生产线上的各个加工设备可以围在一个较小的空间内,有效减小了生产线占用的空间。
附图说明
[0015] 图1所示为本实用新型实施例的整体结构示意图;
[0016] 图2所示为本实用新型实施例的双机器人调度设备的结构示意图;
[0017] 图3所示为本实用新型实施例的传动减速装置的结构示意图;
[0018] 图4所不为本实用新型实施例的移动底座的结构不意图;
[0019] 图5所示为本实用新型实施例的移动底座部分的分解结构示意图;
[0020] 图中部件标识如下:
[0021] 1、装配设备,2、焊接设备,3、喷涂设备,4、码垛设备,5、双机器人调度设备;
[0022] 51、固定装置,52、固定底座,53、动力装置,54、传动减速装置,55、移动底座,56、连接臂;57、固定式机器人,58、移动式机器人;59、工作平台;
[0023] 511、固定安装板;531、电机转轴;541、小齿轮,542、大齿轮,543、谐波减速器,
[0024] 551、底座安装板,552、底座平台,553、连接板,554、支撑脚,555、转轮结构;
[0025] 5431、波发生器,5432、柔轮;
[0026] 5551、气缸,5552、升降板,5553、升降开口,5554、升降块,5555、滚轮移动底座,5556、滚轮,5557、活塞。
具体实施方式
[0027] 以下参考说明书附图介绍本实用新型的一个优选实施例,证明本实用新型可以实施,该实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本实用新型,使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现,其保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0028] 在附图中,结构相同的部件以相同数字标号表示,各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的,本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了图示更清晰,附图中有些地方适当夸大了一些部件的厚度。
[0029] 本实用新型所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等,仅是附图中的方向,本文所使用的方向用语是用来解释和说明本实用新型,而不是用来限定本实用新型的保护范围。
[0030] 当某些组件被描述为“在”另一组件“上”时,所述组件可以直接置于所述另一组件上;也可以存在一中间组件,所述组件置于所述中间组件上,且所述中间组件置于另一组件上。当一个组件被描述为“安装至”或“连接至”另一组件时,二者可以理解为直接“安装”或“连接”,或者,一个组件通过一中间组件“连接至”或“连通至”另一个组件。
[0031] 如图1所示,本实施例提供一种工业机器人多工位交互系统,包括:一装配设备1,用以对产品进行装配处理;一焊接设备2,用以对产品进行焊接处理;一喷涂设备3,用以对产品进行喷涂处理;一码垛设备4,用以对产品进行码垛处理;以及一双机器人调度设备5。其中,装配设备1、焊接设备2、喷涂设备3、码垛设备4围成一环形,双机器人调度设备5位于该环形中央。
[0032] 如图2、图3所示,双机器人调度设备5包括:一固定装置51 ;—固定底座52,安装在固定装置51顶部;一动力装置53,设置于固定装置51内部;一传动减速装置54,设置于固定装置51内部,连接至动力装置53 ;—移动底座55,通过一连接臂56连接至传动减速装置54,移动底座55可绕着固定装置51做半圆周运动;一固定式机器人57,固定安装在固定底座52上;以及一移动式机器人58,固定安装在移动底座55上。
[0033] 固定底座52与移动底座55之间设有一工作平台59,工作平台59固定连接至固定装置51,用以放置待加工的产品。固定底座52可以安装一个较大的工业机器人(大型机械臂),移动底座55以安装一个较小的工业机器人(小型机械臂),二者可以配合使用,小型机械臂可以绕着大型机械臂旋转180度或360度,可以完成多工位交互,使得所有机器人利用率最大化。固定式机器人57用以在焊接设备2与工作平台59之间、喷涂设备3与工作平台59之间、码垛设备4与工作平台59之间转移所述产品;移动式机器人58用以在装配设备I与工作平台59之间、焊接设备2与工作平台59之间、喷涂设备3与工作平台59之间转移所述产品。本实施例可以同时设置多个工业机器人,不同位置的工业机器人可以配合使用,使得本实用新型可以实现更多的功能。
[0034] 固定装置51包括一固定安装板511,工作平台59可以直接或间接固定连接在固定安装板511上。本实施例中,动力装置53为一伺服电机,动力装置53 (伺服电机)固定安装在固定安装板511上方或下方,本实施例中,动力装置53 (伺服电机)安装在固定安装板511上方。
[0035] 如图3所示,传动减速装置54包括一水平设置的小齿轮541、一水平设置的大齿轮542以及一谐波减速器543,大齿轮542与小齿轮541相啮合。本实施例中,动力装置53为一伺服电机,包括一电机转轴531,电机转轴531与水平面垂直,小齿轮541固定安装在电机转轴531上。当电机转轴531转动时,可以带动小齿轮541同步转动,进而带动水平设置的大齿轮542发生转动。
[0036] 谐波减速器543包括一波发生器5431及一柔轮5432,波发生器5431、柔轮5432皆为水平设置,波发生器5431固定连接至大齿轮542,柔轮5432与波发生器5431对应连接,柔轮5432通过水平设置的连接臂56固定连接至移动底座55,以带动移动底座55在水平面上旋转。谐波减速器也称为谐波齿轮减速器,是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动(简称谐波传动)是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。当大齿轮542发生转动时,谐波减速器543的波发生器5431也被带动发生转动,柔轮5432作为从动轮输出传动,以带动移动底座55转动。电机转速较快,而需要转动的底座转速相对较小,因此需要一减速器将转速有效降低,本实施例采用的谐波减速器543,其波发生器5431与柔轮5432的减速比为1/30~1/320,可以满足用户的需求。本实用新型移动底座55在水平方向的旋转角度可以由用户根据需要自行设置,一般可以设置为0-180度,也可以设置为0-360度。
[0037] 如图4所示,移动底座55包括一底座安装板551 ;—底座平台552,固定安装在底座安装板551上;以及两个连接板553,彼此相对地安装在底座安装板551中部。其中,传动减速装置54通过一连接臂56固定连接至两个连接板553 ;连接臂56的一端固定连接至传动减速装置54中的柔轮5432,其另一端固定连接至两个连接板553上。本实施例中,移动底座55还包括二个支撑脚554,设置于底座安装板551底面,当移动底座55处于静止状态时,支撑脚554落在地面上以支撑移动底座55。
[0038] 本实施例中,移动底座55还包括两个可升降的转轮结构555,两个转轮结构555分别设置两个连接板553两侧。每一转轮结构555包括:两个气缸5551,相对地固定安装在底座安装板551上,每一气缸5551包括一活塞5557 升降板5552,两个气缸5551的活塞5557分别固定连接至升降板5552的底面;一升降开口 5553,设于底座安装板551上,位于两个气缸5551之间;一升降块5554,设置于升降板5552底面的中部,升降块5554向下突出,可穿过升降开口 5553上下移动;两个气缸5551的活塞分别设置于升降块5554的两侧;一滚轮移动底座5555,固定安装在升降块5554的下表面;以及一滚轮5556,可转动式安装在滚轮移动底座5555内。
[0039] 移动底座55由静止状态切换为运动状态时,转轮结构555中,两个气缸5551的活塞5557向下移动,带动升降板5552向下移动,进而带动升降块5554穿过升降开口 5553向下移动,从而使得滚轮移动底座5555向下移动,使得滚轮5556移动到地面上,将底座向上略微抬起,使得支撑脚554与地面脱离。当移动底座55处于运动状态时,转轮结构555中滚轮5556可以支撑移动底座55,以方便移动底座55转动。
[0040] 移动底座55由运动状态切换为静止状态时,转轮结构555中,两个气缸5551的活塞5557向上移动,带动升降板5552向上移动,进而带动升降块5554穿过升降开口 5553向上移动,从而使得滚轮移动底座5555向上移动,使得滚轮5556与地面脱离,底座4落下,通过其支撑脚554支撑在地面上。
[0041] 本实施例在工作中,动力装置53 (伺服电机)启动,电机转轴531通过小齿轮541带动大齿轮542转动,进而通过谐波减速器543带动带动移动底座55在水平方向转动,进而使得安装在移动底座55上的工业机器人可以以固定装置51为圆心、以连接臂56长度为固定半径在水平面上作圆周运动,有更大的移动空间。在厂房空间较小的条件下,不同工序的加工设备可以围在一个比较小的范围内,工业机器人可以移动到适当的位置,在加工设备和工作平台上之间移动待加工产品。
[0042] 本实施例在工作中,工人利用装配设备I对产品进行装配操作,装配作业完成后,移动式机器人56将水平工作平台上装配好的产品转移到焊接设备2上,对产品进行焊接处理;焊接作业完成后,移动式机器人56将焊接好的产品转移到水平工作平台上,再从水平工作平台将产品转移到喷涂设备3上,对产品进行喷涂处理;喷涂作业完成后,移动式机器人56将产品转移到水平工作平台上,固定式机器人55将产品转移到码垛设备4上;上述过程循环往复,直至将整个码垛设备4上所有的货架都放满。
[0043] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种工业机器人多工位交互系统,包括: 一装配设备,用以对至少一产品进行装配处理; 一焊接设备,用以对所述产品进行焊接处理; 一喷涂设备,用以对所述产品进行喷涂处理;以及 一码垛设备,用以对所述产品进行码垛处理; 其特征在于,还包括一双机器人调度设备;所述双机器人调度设备包括: 一固定装置; 一固定底座,安装在所述固定装置顶部; 一动力装置,设置于所述固定装置内部; 一传动减速装置,设置于所述固定装置内部,连接至所述动力装置; 一移动底座,通过一连接臂连接至所述传动减速装置,所述移动底座可绕着所述固定装置做半圆周运动; 一固定式机器人,固定安装在所述固定底座上;以及 一移动式机器人,固定安装在所述移动底座上; 其中,所述装配设备、所述焊接设备、所述喷涂设备、所述码垛设备围成一环形,所述双机器人调度设备位于该环形中央。
2.如权利要求1所述的工业机器人多工位交互系统,其特征在于,所述固定底座与所述移动底座之间设有一工作平台,所述工作平台固定连接至所述固定装置;所述固定式机器人用以在所述焊接设备、所述喷涂设备、所述码垛设备与所述工作平台之间转移所述产品;所述移动式机器人用以在所述装配设备、所述焊接设备、所述喷涂设备与所述工作平台之间转移所述产品。
3.如权利要求1所述的工业机器人多工位交互系统,其特征在于,所述传动减速装置包括: 一小齿轮; 一大齿轮,与所述小齿轮啮合;以及 一谐波减速器,用以带动所述移动底座转动;所述波减速器包括 一波发生器,固定连接至所述大齿轮;以及 一柔轮,对应连接至所述波发生器,所述柔轮通过所述连接臂固定连接至所述移动底座。
4.如权利要求3所述的工业机器人多工位交互系统,其特征在于,所述动力装置为一伺服电机,包括一电机转轴,所述小齿轮固定安装在所述电机转轴上。
5.如权利要求1或4所述的工业机器人多工位交互系统,其特征在于,所述固定装置包括一固定安装板,所述动力装置固定安装在所述固定安装板上方或下方。
6.如权利要求1所述的工业机器人多工位交互系统,其特征在于,所述移动底座包括: 一底座安装板; 一底座平台,固定安装在所述底座安装板上,用以安装一工业机器人;以及 两个连接板,彼此相对地安装在所述底座安装板中部; 其中,所述传动减速装置通过所述连接臂固定连接至所述两个连接板。
7.如权利要求6所述的工业机器人多工位交互系统,其特征在于,所述移动底座还包括至少一支撑脚,设置于所述底座安装板底面;当所述移动底座处于静止状态时,所述支撑脚用以支撑所述移动底座。
8.如权利要求6所述的工业机器人多工位交互系统,其特征在于,所述移动底座还包括至少一可升降的转轮结构;当所述移动底座处于运动状态时,所述转轮结构用以支撑所述移动底座。
9.如权利要求8所述的工业机器人多工位交互系统,其特征在于,每一转轮结构包括: 两个气缸,相对地固定安装在所述底座安装板上,每一气缸包括一活塞; 一升降板,两个气缸的活塞分别固定连接至所述升降板的底面; 一升降开口,设于所述底座安装板上,位于两个气缸之间; 一升降块,设置于所述升降板底面的中部,所述升降块向下突出,穿过所述升降开口 ;两个气缸的活塞分别设置于所述升降块的两侧; 一滚轮底座,固定安装在所述升降块的下表面;以及 一滚轮,可转动式安装在所述滚轮底座内。
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